KR20220035728A - Igbt control apparatus and method - Google Patents

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KR20220035728A
KR20220035728A KR1020200117830D KR20200117830D KR20220035728A KR 20220035728 A KR20220035728 A KR 20220035728A KR 1020200117830 D KR1020200117830 D KR 1020200117830D KR 20200117830 D KR20200117830 D KR 20200117830D KR 20220035728 A KR20220035728 A KR 20220035728A
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심석완
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주식회사 현대케피코
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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 장치는, IGBT의 턴 오프시, IGBT의 양단 전압을 측정하는 전압측정부, 상기 IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출하는 비교부, 및 상기 비교부의 산출 결과에 따라 미리 마련된 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택하고, 선택된 저항이 상기 IGBT의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어하는 제어부를 포함한다.An IGBT control device according to a preferred embodiment of the present invention includes a voltage measurement unit that measures the voltage across the IGBT when the IGBT is turned off, a comparison unit that calculates a rate of change per hour of the voltage across the IGBT, and a calculation result of the comparison unit. and a control unit that selects one resistor from among a plurality of resistors provided in advance and controls a relay so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT.

Description

IGBT 제어 장치 및 방법{IGBT CONTROL APPARATUS AND METHOD}IGBT control device and method {IGBT CONTROL APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 IGBT 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 일례로 차량용 모터 제어에 이용되는 IGBT 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an IGBT control device and method, for example, to an IGBT control device and method used to control a vehicle motor.

최근 자동차의 시스템이 점차 전동화되는 추세이고, 이에 발맞춰 전기차량 시장이 점차 커지고 있다.Recently, automobile systems are becoming increasingly electric, and the electric vehicle market is growing accordingly.

전기차량의 종류로는 EV(Electric Vehicle), HEV(Hybrid Electric Vehicle), FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle) 등이 있다.Types of electric vehicles include EV (Electric Vehicle), HEV (Hybrid Electric Vehicle), and FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle).

전기차량은 고전압의 배터리 전압을 강압하여 차량 구동용 모터에 공급함으로써 주행 동작이 이루어질 수 있다.The driving operation of an electric vehicle can be achieved by stepping down the high-voltage battery voltage and supplying it to the vehicle driving motor.

이러한 차량 구동용 모터의 제어에는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 반도체 소자가 이용되고 있다.IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) semiconductor devices are used to control these vehicle driving motors.

IGBT는 전력 MOSFET(metal oxide semi-conductor field effect transistor)과 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor)의 구조를 가지는 스위칭(switching) 소자로서, 구동전력이 작고, 고속 스위칭, 고 내압화, 고전류 밀도화가 가능한 소자이다.IGBT is a switching device with a structure of a power MOSFET (metal oxide semi-conductor field effect transistor) and a bipolar transistor. It is a device with small driving power, high-speed switching, high breakdown voltage, and high current density. .

종래에는 IGBT의 센서 유무에 따라 구간별 제어 가능여부가 정해지며, 센서가 있는 경우라도 Gate IC와 IGBT 센서 사양, 그리고 시스템 사양의 정합성이 맞아야만 구간별 제어가 가능했다.Conventionally, whether sectional control was possible was determined by the presence or absence of an IGBT sensor, and even if a sensor was present, sectional control was only possible if the Gate IC, IGBT sensor specifications, and system specifications were consistent.

이러한 IGBT는 턴 오프(Turn Off)시 콜렉터와 이미터 사이의 전압(V_CE)이 불규칙적으로 진동하여 부품의 내압을 벗어날 경우가 있는데, 이때 소손이 발생할 수 있다.When these IGBTs are turned off, the voltage (V_CE) between the collector and emitter oscillates irregularly and may deviate from the internal pressure of the component, and in this case, burnout may occur.

이러한 문제를 해결하기 위해 IGBT의 스위칭 속도를 가변하여 제어하게 되는데, 전류센서가 내장되지 않은 IGBT의 경우 동작 구간을 나누어 사용할 수 없는 문제가 있다.To solve this problem, the switching speed of the IGBT is controlled by varying it. However, in the case of IGBTs that do not have a built-in current sensor, there is a problem that they cannot be used in divided operation sections.

전류센서가 내장된 IGBT의 경우, 동작 구간을 나누어 사용할 수 있지만 온도에 따른 편차가 발생하고, 또한 Gate IC 와 IGBT의 정합성이 맞지 않는 경우 동작 구간을 나누어 사용할 수 없는 문제가 있다.In the case of an IGBT with a built-in current sensor, it can be used by dividing the operation section, but there is a problem that deviations due to temperature occur, and if the consistency of the Gate IC and the IGBT is not correct, the operation section cannot be divided and used.

한편, IGBT의 진단 및 제어 방식으로는 전류 센서를 이용한 진단 방식과 디새터레이션(Desaturation) 방식이 있을 수 있다.Meanwhile, the IGBT diagnosis and control method may include a diagnosis method using a current sensor and a desaturation method.

전류 센서를 이용한 진단 방식은 IGBT의 SC(Short to Circuit) 발생시, IGBT에 흐르는 전류에서 정해진 비율만큼 션트(Shunt) 저항에 전류가 흐르는데, 이때 션트 저항의 전압을 모니터링하여 OC(Over Current) 진단, SC 진단 및 과전류 진단용 스위치가 동작하는 방식이다.The diagnosis method using a current sensor is that when an IGBT's SC (Short to Circuit) occurs, a current flows through the shunt resistor at a certain rate from the current flowing through the IGBT. At this time, the voltage of the shunt resistor is monitored to diagnose OC (Over Current), This is how the SC diagnosis and overcurrent diagnosis switches operate.

디새터레이션 방식은 IGBT의 SC 발생시, IGBT의 콜렉터와 이미터 사이의 전압(V_CE)이 임계 전압(Threshold) 이상으로 높아지는데, 이때 SC 진단 및 과전류 진단용 스위치가 동작하는 방식이다.In the desaturation method, when SC occurs in the IGBT, the voltage (V_CE) between the collector and emitter of the IGBT increases above the threshold voltage (Threshold), and at this time, the switch for SC diagnosis and overcurrent diagnosis operates.

또한, 종래에는 IGBT 진단 결과의 신뢰성 향상을 위해 진단 결과에 대한 보정이 수행된다. IGBT 진단 보정 방식으로는 NTC(Negative Temperature Coefficient)와 온도 센서를 이용한 방식이 있다.Additionally, conventionally, correction of the IGBT diagnosis results is performed to improve the reliability of the IGBT diagnosis results. IGBT diagnostic correction methods include NTC (Negative Temperature Coefficient) and a method using a temperature sensor.

IGBT의 온도 측정시 NTC가 적용되는 경우, 이때 NTC의 전압 변화율이 크다. MCU에서 NTC 전압을 읽어 진단 임계값(threshold)과의 맵핑을 수행함으로써, 온도에 따른 진단 전류가 보상될 수 있다.When NTC is applied when measuring the temperature of the IGBT, the voltage change rate of NTC is large. Diagnostic current according to temperature can be compensated by reading the NTC voltage from the MCU and mapping it with a diagnostic threshold.

IGBT의 온도 측정시 온도 센서(예, 다이오드)가 적용되는 경우, IGBT 온도에 따라 온도센서 전압이 변화하는데, 이때 온도센서의 전압 변화율이 작다. 온도센서의 전압을 기준으로 과전류 진단 전압이 설정되고, IC 기능 혹은 MCU를 통한 맵핑을 수행함으로써 레벨 보정이 수행된다.When a temperature sensor (e.g., diode) is used when measuring the temperature of an IGBT, the temperature sensor voltage changes depending on the IGBT temperature, and at this time, the rate of change in voltage of the temperature sensor is small. The overcurrent diagnosis voltage is set based on the voltage of the temperature sensor, and level correction is performed by performing mapping through the IC function or MCU.

종래에는 전류 센서 또는 디새터레이션 방식을 사용하여 IGBT의 과전류 또는 단락 상태 판단을 수행하고 있으나, 다음과 같은 문제가 있다.Conventionally, a current sensor or desaturation method is used to determine the overcurrent or short circuit state of the IGBT, but there are the following problems.

디새터레이션 방식의 경우, IGBT에 매우 높은 전류가 흘러야만 SC 진단이 가능하므로, IGBT의 소손이 발생할 위험이 있다.In the case of the desaturation method, SC diagnosis is only possible when a very high current flows through the IGBT, so there is a risk of burnout of the IGBT.

전류 센서 방식의 경우, IGBT의 온도에 따라 션트(Shunt) 저항에 인가되는 전압이 달라지기에 진단 임계값(Threshold)이 변동하는 문제가 있다. 또한, IGBT와 전류 센서의 전류 분배비율에 따라 원하는 수준에서 진단이 불가능한 문제가 있다.In the case of the current sensor method, there is a problem in that the diagnostic threshold varies because the voltage applied to the shunt resistance varies depending on the temperature of the IGBT. Additionally, there is a problem where diagnosis is not possible at the desired level depending on the current distribution ratio of the IGBT and current sensor.

대한민국 등록특허 제10-1911260호Republic of Korea Patent No. 10-1911260

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, IGBT 내부에 온도센서 및 전류센서의 포함 유무와 상관없이 IGBT 제어 시 원하는 동작 구간별로 스위칭 속도를 제어할 수 있는 IGBT 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was developed in consideration of the above circumstances, and provides an IGBT control device and method that can control the switching speed for each desired operation section when controlling the IGBT, regardless of whether a temperature sensor and a current sensor are included inside the IGBT. The purpose is to

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 장치는, IGBT의 턴 오프시, IGBT의 양단 전압을 측정하는 전압측정부; 상기 IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출하는 비교부; 및 상기 비교부의 산출 결과에 따라 미리 마련된 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택하고, 선택된 저항이 상기 IGBT의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어하는 제어부;를 포함한다.An IGBT control device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a voltage measuring unit that measures the voltage at both ends of the IGBT when the IGBT is turned off; a comparison unit that calculates a rate of change per hour of the voltage at both ends of the IGBT; and a control unit that selects one resistor from among a plurality of resistors prepared in advance according to the calculation result of the comparison unit and controls a relay so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT.

상기 비교부는, 상기 IGBT의 양단 전압과 기설정된 복수의 임계 전압을 비교할 수 있다.The comparison unit may compare the voltage at both ends of the IGBT with a plurality of preset threshold voltages.

상기 복수의 임계 전압은 제1 임계 전압과 상기 제1 임계 전압보다 높은 제2 임계 전압을 포함할 수 있다.The plurality of threshold voltages may include a first threshold voltage and a second threshold voltage higher than the first threshold voltage.

상기 비교부는, 상기 IGBT의 양단 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 하이 레벨의 로우 트리거 신호를 출력하고, 상기 IGBT의 양단 전압이 상기 제2 임계 전압 이상인 경우, 하이 레벨의 하이 트리거 신호를 출력할 수 있다.The comparator outputs a high-level low trigger signal when the voltage at both ends of the IGBT is greater than or equal to the first threshold voltage, and outputs a high-level high trigger signal when the voltage at both ends of the IGBT is greater than or equal to the second threshold voltage. can do.

상기 제어부는, 하이 레벨의 상기 로우 트리거 신호를 수신한 트리거 시점을 기준으로 일정 시간이 지난 시점을 제1 기준 시점으로 설정하고, 상기 제2 기준 시점에서 일정 시간이 지난 시점을 제2 기준 시점으로 설정할 수 있다.The control unit sets the point in time at which a certain time has elapsed based on the trigger point at which the low trigger signal of the high level is received as the first reference point, and sets the point in time at which a certain time has elapsed from the second reference point in time as the second reference point. You can set it.

상기 제어부는, 상기 제2 기준 시점이 지난 구간에서 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 정상 상태로 판단하여 상기 복수의 저항 중에서 제2 저항을 선택할 수 있다.If a rising edge of the high trigger signal occurs in a section past the second reference point, the control unit may determine a normal state and select a second resistor from among the plurality of resistors.

상기 제어부는, 상기 제1 기준 시점과 상기 제2 기준 시점 사이의 구간에서 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 고전류 상태로 판단하여 상기 복수의 저항 중에서 제3 저항을 선택할 수 있다.When a rising edge of the high trigger signal occurs in the section between the first reference point and the second reference point, the control unit may determine a high current state and select a third resistor from among the plurality of resistors.

상기 제어부는, 상기 트리거 시점과 상기 제1 기준 시점 사이의 구간에서 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 과전류 상태로 판단하여 상기 복수의 저항 중에서 제4 저항을 선택할 수 있다.When a rising edge of the high trigger signal occurs in the section between the trigger time and the first reference time, the control unit may determine an overcurrent state and select a fourth resistor from among the plurality of resistors.

상기 복수의 저항은 서로 다른 저항 값을 가질 수 있다.The plurality of resistors may have different resistance values.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 방법은, IGBT의 턴 오프시, IGBT의 양단 전압을 측정하는 전압 측정 단계; 상기 IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출하는 비교 단계; 상기 비교 단계의 산출에 따라 미리 마련된 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택하는 선택 단계; 및 선택된 저항이 상기 IGBT의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어하는 제어 단계;를 포함한다.An IGBT control method according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes a voltage measurement step of measuring the voltage at both ends of the IGBT when the IGBT is turned off; A comparison step of calculating the rate of change per hour of the voltage at both ends of the IGBT; A selection step of selecting one resistor from among a plurality of resistors prepared in advance according to the calculation in the comparison step; and a control step of controlling the relay so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT.

상기 비교 단계는, 상기 IGBT의 양단 전압과 제1 임계 전압을 비교하여 로우 트리거 신호를 출력하는 제1 비교 단계와, 상기 IGBT의 양단 전압과 제2 임계 전압을 비교하여 하이 트리거 신호를 출력하는 제2 비교 단계를 포함할 수 있다.The comparison step includes a first comparison step of comparing the voltage at both ends of the IGBT and a first threshold voltage to output a low trigger signal, and a first comparison step of comparing the voltage at both ends of the IGBT and a second threshold voltage to output a high trigger signal. 2 May include a comparison step.

상기 선택 단계는, 상기 IGBT의 양단 전압이 상기 제1 임계 전압에 도달하는 트리거 시점을 기준으로 일정 시간 이후 시점인 제1 기준 시점과, 상기 제1 기준 시점을 기준으로 일정 시간 이후 시점인 제2 기준 시점을 설정하는 설정 단계를 포함할 수 있다.The selection step includes a first reference time point that is a certain time after the trigger time point when the voltage at both ends of the IGBT reaches the first threshold voltage, and a second time point that is a certain time point after the first reference time point. It may include a setting step for setting a reference point.

상기 선택 단계는, 상기 트리거 시점, 상기 제1 기준 시점, 및 상기 제2 기준 시점에서 발생하는 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지를 고려하여 상기 IGBT의 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택할 수 있다.The selection step determines the state of the IGBT by considering the rising edge of the high trigger signal occurring at the trigger time, the first reference time, and the second reference time, and selects a resistor from among a plurality of resistors according to the determination result. You can choose either resistor.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 장치 및 방법에 의하면, IGBT 내부에 온도센서 및 전류센서의 포함 유무와 상관없이 IGBT 제어 시 원하는 동작 구간별로 스위칭 속도를 제어할 수 있는 효과가 있다.According to the IGBT control device and method according to a preferred embodiment of the present invention, it is possible to control the switching speed for each desired operation section when controlling the IGBT, regardless of whether a temperature sensor and a current sensor are included within the IGBT.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 전압측정부와 비교부를 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 비교부의 출력값의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 제어부에서 IGBT 게이트의 저항을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 IGBT의 콜렉터와 이미터 사이의 전압의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 방법의 순서도이다.
1 is a block diagram of an IGBT control device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram briefly illustrating the voltage measurement unit and comparison unit of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the output value of the comparison unit of FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of selecting the resistance of an IGBT gate in the control unit of FIG. 1.
Figure 5 is a diagram showing an example of the voltage between the collector and emitter of an IGBT.
Figure 6 is a flowchart of an IGBT control method according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. First, when adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or restricted thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an IGBT control device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 장치(100)는 IGBT의 턴 오프(Turn Off)시, 컬렉터와 이미터 사이의 전압의 시간당 변화율(dV/dt)을 이용하여 게이트에 연결될 적정한 저항을 선택하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1, the IGBT control device 100 according to a preferred embodiment of the present invention controls the gate using the rate of change per hour (dV/dt) of the voltage between the collector and the emitter when the IGBT is turned off. It is characterized by selecting an appropriate resistance to be connected to.

이러한 IGBT 제어 장치(100)는 전압측정부(110), 비교부(120), 및 제어부(130)를 포함한다.This IGBT control device 100 includes a voltage measurement unit 110, a comparison unit 120, and a control unit 130.

전압측정부(110)는 IGBT의 턴 오프(Turn off)시, IGBT의 콜렉터와 이미터 사이의 전압(이하, IGBT의 양단 전압)을 측정할 수 있다. 여기서, IGBT는 차량 구동용 모터의 제어용 스위치 회로일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.When the IGBT is turned off, the voltage measurement unit 110 can measure the voltage between the collector and emitter of the IGBT (hereinafter referred to as the voltage at both ends of the IGBT). Here, the IGBT may be a switch circuit for controlling a vehicle driving motor, but is not limited thereto.

비교부(120)는 IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출할 수 있다. 비교부(120)는 시간당 변화율 산출을 위해 IGBT의 양단 전압과 기설정된 복수의 임계 전압을 비교할 수 있다. 비교부(120)는 비교결과에 따른 적어도 두 개의 트리거 신호를 제어부(130)로 전달할 수 있다.The comparator 120 may calculate the rate of change per hour of the voltage at both ends of the IGBT. The comparison unit 120 may compare the voltage at both ends of the IGBT with a plurality of preset threshold voltages to calculate the rate of change per hour. The comparison unit 120 may transmit at least two trigger signals according to the comparison result to the control unit 130.

제어부(130)는 비교부(120)의 산출결과에 따라 미리 마련된 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택할 수 있다. 복수의 저항은 서로 다른 저항값을 가지는 것이 바람직하다. 제어부(130)는 비교부(120)로부터 전달받은 두 개의 트리거 신호를 이용하여 적절한 저항을 선택할 수 있다. 제어부(130)는 선택된 저항이 IGBT의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어할 수 있다.The control unit 130 may select one resistor from among a plurality of resistors provided in advance according to the calculation result of the comparison unit 120. It is preferable that the plurality of resistors have different resistance values. The control unit 130 can select an appropriate resistance using the two trigger signals received from the comparison unit 120. The control unit 130 may control the relay so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT.

이를 통해 IGBT의 턴 오프(Turn Off)시, IGBT에 연결된 부하로 인해 피크전압이 발생하더라도, 발생된 피크전압이 IGBT의 양단 전압의 최대 허용 전압을 넘지 않게 된다. 이에 따라 IGBT 제어 장치(100)는 IGBT의 소손을 방지할 수 있다.Through this, when the IGBT is turned off, even if peak voltage occurs due to the load connected to the IGBT, the generated peak voltage does not exceed the maximum allowable voltage of the voltage at both ends of the IGBT. Accordingly, the IGBT control device 100 can prevent damage to the IGBT.

이하에서는, IGBT 제어 장치(100)의 구성을 구체적으로 설명한다.Below, the configuration of the IGBT control device 100 will be described in detail.

도 2는 도 1의 전압측정부와 비교부를 간략히 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram briefly illustrating the voltage measurement unit and comparison unit of FIG. 1.

도 2를 참고하면, 비교부(120)는 제1 비교기(121)와 제2 비교기(123)를 포함할 수 있다. 제1 비교기(121)에는 제1 임계 전압(Vth1)이 적용되고, 제2 비교기(123)에는 제2 임계 전압(Vth2)이 적용될 수 있다. 여기서, 제2 임계 전압(Vth2)은 제1 임계 전압(Vth1)보다 높은 전압을 가진다.Referring to FIG. 2, the comparison unit 120 may include a first comparator 121 and a second comparator 123. A first threshold voltage (Vth1) may be applied to the first comparator 121, and a second threshold voltage (Vth2) may be applied to the second comparator 123. Here, the second threshold voltage (Vth2) has a higher voltage than the first threshold voltage (Vth1).

전압측정부(110)는 IGBT의 양단 전압을 제1 비교기(121)와 제2 비교기(123) 각각의 양입력단(+)에 인가할 수 있다.The voltage measuring unit 110 may apply the voltage at both ends of the IGBT to both input terminals (+) of the first comparator 121 and the second comparator 123, respectively.

제1 비교기(121)는 IGBT의 양단 전압과 제1 임계 전압(Vth1)을 비교하고, 비교 결과로 로우 트리거 신호(Trig_LOW)를 출력할 수 있다. 제1 비교기(121)는 IGBT의 양단 전압이 제1 임계 전압(Vth1) 미만인 경우, 로우 레벨(Low Level)의 로우 트리거 신호(Trig_LOW)를 출력할 수 있다. 제1 비교기(121)는 IGBT의 양단 전압이 제1 임계 전압(Vth1) 이상인 경우, 하이 레벨(High Level)의 로우 트리거 신호(Trig_LOW)를 출력할 수 있다. 여기서, 로우 레벨은 0V일 수 있고, 하이 레벨은 5V일 수 있다. 로우 트리거 신호(Trig_LOW)는 제어부(130)로 전송될 수 있다.The first comparator 121 may compare the voltage across the IGBT with the first threshold voltage (Vth1) and output a low trigger signal (Trig_LOW) as a result of the comparison. When the voltage across the IGBT is less than the first threshold voltage (Vth1), the first comparator 121 may output a low trigger signal (Trig_LOW) at a low level. The first comparator 121 may output a high level low trigger signal (Trig_LOW) when the voltage at both ends of the IGBT is greater than or equal to the first threshold voltage (Vth1). Here, the low level may be 0V and the high level may be 5V. The low trigger signal (Trig_LOW) may be transmitted to the control unit 130.

제2 비교기(123)는 IGBT의 양단 전압과 제2 임계 전압(Vth2)을 비교하고, 비교 결과로 하이 트리거 신호(Trig_HIGH)를 출력할 수 있다. 제2 비교기(123)는 IGBT의 양단 전압이 제2 임계 전압(Vth2) 미만인 경우, 로우 레벨(Low Level)의 하이 트리거 신호(Trig_HIGH)를 출력할 수 있다. 제2 비교기(123)는 IGBT의 양단 전압이 제2 임계 전압(Vth2) 이상인 경우, 하이 레벨(High Level)의 하이 트리거 신호(Trig_HIGH)를 출력할 수 있다. 하이 트리거 신호(Trig_HIGH)는 제어부(130)로 전송될 수 있다.The second comparator 123 may compare the voltage across the IGBT with the second threshold voltage (Vth2) and output a high trigger signal (Trig_HIGH) as a result of the comparison. When the voltage at both ends of the IGBT is less than the second threshold voltage (Vth2), the second comparator 123 may output a low level high trigger signal (Trig_HIGH). The second comparator 123 may output a high trigger signal (Trig_HIGH) at a high level when the voltage at both ends of the IGBT is greater than or equal to the second threshold voltage (Vth2). The high trigger signal (Trig_HIGH) may be transmitted to the control unit 130.

비교부(120)는 제1 임계 전압(Vth1) 이상의 전압 레벨이 검출된 후 제2 임계 전압(Vth2) 이상의 전압 레벨이 검출되는 시간에 따라, IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출할 수 있다. 이때 제2 임계 전압(Vth2) 이상의 전압 레벨이 검출되는 시간이 상대적으로 짧은 경우 시간당 변화율이 크게 나타나고, 제2 임계 전압(Vth2) 이상의 전압 레벨이 검출되는 시간이 상대적으로 긴 경우 시간당 변화율이 작게 나타난다.The comparator 120 may calculate the rate of change per hour of the voltage at both ends of the IGBT according to the time at which the voltage level above the second threshold voltage (Vth2) is detected after the voltage level above the first threshold voltage (Vth1) is detected. At this time, when the time at which the voltage level above the second threshold voltage (Vth2) is detected is relatively short, the rate of change per hour appears large, and when the time at which the voltage level above the second threshold voltage (Vth2) is detected is relatively long, the rate of change per hour appears small. .

도 3은 도 2의 비교부의 출력값의 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing an example of the output value of the comparison unit of FIG. 2.

도 3을 참고하면, 비교부(120)에서 출력되는 세 가지 형태의 비교결과를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, three types of comparison results output from the comparison unit 120 can be confirmed.

일 실시예에 있어서, 제1 비교결과는 트리거 시점(t_trig)에서 상승 에지가 발생하는 로우 트리거 신호(Trig_LOW)와, 제2 기준 시점(t_NOR) 이후 구간에서 상승 에지가 발생하는 하이 트리거 신호(Trig_HIGH)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first comparison result is a low trigger signal (Trig_LOW) in which a rising edge occurs at the trigger time (t_trig), and a high trigger signal (Trig_HIGH) in which a rising edge occurs in the section after the second reference time (t_NOR). ) may include.

일 실시예에 있어서, 제2 비교결과는 트리거 시점(t_trig)에서 상승 에지가 발생하는 로우 트리거 신호(Trig_LOW)와, 제1 기준 시점(t_HC)과 제2 기준 시점(t_NOR) 사이 구간에서 상승 에지가 발생하는 하이 트리거 신호(Trig_HIGH)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second comparison result is a low trigger signal (Trig_LOW) in which a rising edge occurs at the trigger time (t_trig), and a rising edge in the section between the first reference time (t_HC) and the second reference time (t_NOR). It may include a high trigger signal (Trig_HIGH) that generates.

일 실시예에 있어서, 제3 비교결과는 트리거 시점(t_trig)에서 상승 에지가 발생하는 로우 트리거 신호(Trig_LOW)와, 제1 기준 시점(t_trig)과 제2 기준 시점(t_HC) 사이 구간에서 상승 에지가 발생하는 하이 트리거 신호(Trig_HIGH)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the third comparison result is a low trigger signal (Trig_LOW) in which a rising edge occurs at the trigger time (t_trig), and a rising edge in the section between the first reference time (t_trig) and the second reference time (t_HC). It may include a high trigger signal (Trig_HIGH) that generates.

트리거 시점(t_trig)은 IGBT의 양단 전압이 제1 임계 전압(Vth1)에 도달한 시점으로 정의할 수 있다. 제1 기준 시점(t_HC)은 트리거 시점(t_trig)에서 일정 시간 지난 시점으로 정의할 수 있다. 제2 기준 시점(t_NOR)은 제1 기준 시점(t_HC)에서 일정 시간 지난 시점으로 정의할 수 있다. 여기서, 일정 시간은 1ms일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The trigger time (t_trig) can be defined as the time when the voltage at both ends of the IGBT reaches the first threshold voltage (Vth1). The first reference point (t_HC) can be defined as a point in time that has elapsed from the trigger point (t_trig). The second reference point (t_NOR) can be defined as a certain amount of time after the first reference point (t_HC). Here, the certain time may be 1ms, but is not limited thereto.

도 4는 도 1의 제어부에서 IGBT 게이트의 저항을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining a method of selecting the resistance of an IGBT gate in the control unit of FIG. 1.

도 3과 도 4를 참고하면, IGBT(200)의 게이트에 연결될 수 있는 복수의 저항이 미리 마련될 수 있다. 복수의 저항은 제1 저항(R_ON), 제2 저항(R_NORMAL), 제3 저항(R_HIGH_CURRENT), 및 제4 저항(R_OC/SC/DESAT)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , a plurality of resistors that can be connected to the gate of the IGBT 200 may be prepared in advance. The plurality of resistors may include a first resistor (R_ON), a second resistor (R_NORMAL), a third resistor (R_HIGH_CURRENT), and a fourth resistor (R_OC/SC/DESAT).

제1 저항(R_ON)은 IGBT(200)의 턴 온(Turn On)시, 게이트(GATE)에 연결되는 저항일 수 있다.The first resistor (R_ON) may be a resistor connected to the gate (GATE) when the IGBT (200) is turned on.

제2 저항(R_NORMAL), 제3 저항(R_HIGH_CURRENT), 또는 제4 저항(R_OC/SC/DESAT)은 IGBT의 턴 오프시, 제어부(130)에 의해 선택되면 릴레이 제어에 의해 IGBT의 게이트(GATE)에 연결될 수 있다. 제2 저항(R_NORMAL), 제3 저항(R_HIGH_CURRENT), 및 제4 저항(R_OC/SC/DESAT)은 서로 다른 저항값을 가질 수 있다. 제3 저항(R_HIGH_CURRENT)은 제2 저항(R_NORMAL)보다 높은 저항값을 가질 수 있다. 제4 저항(R_OC/SC/DESAT)은 제3 저항(R_HIGH_CURRENT)보다 높은 저항값을 가질 수 있다.When the second resistor (R_NORMAL), third resistor (R_HIGH_CURRENT), or fourth resistor (R_OC/SC/DESAT) is selected by the control unit 130 when the IGBT is turned off, it acts as the gate (GATE) of the IGBT by relay control. can be connected to The second resistor (R_NORMAL), the third resistor (R_HIGH_CURRENT), and the fourth resistor (R_OC/SC/DESAT) may have different resistance values. The third resistor (R_HIGH_CURRENT) may have a higher resistance value than the second resistor (R_NORMAL). The fourth resistor (R_OC/SC/DESAT) may have a higher resistance value than the third resistor (R_HIGH_CURRENT).

제어부(130)는 온 제어(ON control) 기능과 오프 제어(OFF control) 기능을 구비할 수 있다. 제어부(130)는 IGBT(200)의 턴 온 제어시, 제1 저항(R_ON)을 통해 전압을 IGBT(200)의 게이트에 인가할 수 있다.The control unit 130 may be equipped with an ON control function and an OFF control function. When controlling the turn-on of the IGBT 200, the control unit 130 may apply a voltage to the gate of the IGBT 200 through the first resistor R_ON.

제어부(130)는 IGBT(200)의 턴 오프 제어시, 비교부(120)로부터 전달받은 로우 트리거 신호와 하이 트리거 신호를 이용하여 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택할 수 있다.When controlling the turn-off of the IGBT 200, the control unit 130 may select one resistor from among a plurality of resistors using the low trigger signal and the high trigger signal received from the comparison unit 120.

제어부(130)는 타이머 기능을 구비할 수 있다. 제어부(130)는 타이머 기능을 온 하여 IGBT(200)의 양단 전압이 제1 임계 전압(Vth1)에 도달한 트리거 시점(t_trig) 이후의 제1 기준 시점(t_HC)과 제2 기준 시점(t_NOR)을 설정할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 로우 트리거 신호의 상승 에지가 발생하는 트리거 시점(t_trig)에서 일정 시간이 지난 시점을 제1 기준 시점(t_HC)으로 설정할 수 있다. 제어부(130)는 제1 기준 시점(t_HC)에서 일정 시간이 지난 시점을 제2 기준 시점(t_NOR)으로 설정할 수 있다. 여기서, 일정 시간은 1ms일 수 있다.The control unit 130 may have a timer function. The control unit 130 turns on the timer function to set the first reference time (t_HC) and the second reference time (t_NOR) after the trigger time (t_trig) when the voltage at both ends of the IGBT (200) reaches the first threshold voltage (Vth1). can be set. That is, the control unit 130 may set a point in time that has elapsed from the trigger point (t_trig) at which the rising edge of the low trigger signal occurs as the first reference point (t_HC). The control unit 130 may set a point in time that has elapsed from the first reference point in time (t_HC) as the second reference point in time (t_NOR). Here, the constant time may be 1ms.

제어부(130)는 각종 시점에서 하이 트리거 신호의 신호 레벨을 고려하여 IGBT의 상태를 판단하고, IGBT의 상태에 따라 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제어부(130)는 제2 기준 시점(t_NOR)이 지난 구간에서 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 정상 상태로 판단하여 제2 저항(R_NORMAL)을 선택할 수 있다.The control unit 130 may determine the state of the IGBT by considering the signal level of the high trigger signal at various points in time, and select one resistor from among a plurality of resistors depending on the state of the IGBT. In one embodiment, when the rising edge of the high trigger signal occurs in a section past the second reference time point (t_NOR), the control unit 130 may determine a normal state and select the second resistance (R_NORMAL).

일 실시예에 있어서, 제어부(130)는 제1 기준 시점(t_HC)과 제2 기준 시점 사이의 구간에서 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 고전류 상태로 판단하여 제3 저항(R_HIGH_CURRENT)을 선택할 수 있다.In one embodiment, when the rising edge of the high trigger signal occurs in the section between the first reference point (t_HC) and the second reference point, the control unit 130 determines the high current state and selects the third resistor (R_HIGH_CURRENT). You can.

일 실시예에 있어서, 제어부(130)는 트리거 시점(t_trig)과 제1 기준 시점 사이의 구간에서 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 과전류 상태로 판단하여 제4 저항(R_OC/SC/DESAT)을 선택할 수 있다.In one embodiment, when the rising edge of the high trigger signal occurs in the section between the trigger time (t_trig) and the first reference time, the control unit 130 determines an overcurrent state and sets the fourth resistor (R_OC/SC/DESAT). You can select .

제어부(130)는 선택된 저항이 IGBT(200)의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어를 수행할 수 있다.The control unit 130 may perform relay control so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT (200).

도 5는 IGBT의 콜렉터와 이미터 사이의 전압의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 5의 (a)는 높은 전류의 일 예를 보여주고, 도 5의 (b)는 낮은 전류의 일 예를 보여준다.Figure 5 is a diagram showing an example of the voltage between the collector and emitter of an IGBT. Figure 5(a) shows an example of high current, and Figure 5(b) shows an example of low current.

도 5를 참고하면, IGBT(200)의 턴 오프시, IGBT(200)에 연결된 모터의 인덕턴스(Inductance) 성분으로 인해 전류(높은전류 또는 낮은전류)에 비례하여 전압 오실레이션(Oscillation)이 발생하고, IGBT(200)의 콜렉터와 이미터 사이에 피크 전압(Vce_PEAK)이 생성된다. 이러한 피크 전압(Vce_PEAK)은 상승 전압의 기울기와 비례하며, IGBT의 주변 환경에 따라 다르게 나타날 수 있다. 여기서, 사용 전류는 높은 전류(ex. 450A)와 낮은전류(ex.225A)일 수 있다.Referring to FIG. 5, when the IGBT (200) is turned off, voltage oscillation occurs in proportion to the current (high current or low current) due to the inductance component of the motor connected to the IGBT (200). , a peak voltage (Vce_PEAK) is generated between the collector and emitter of the IGBT (200). This peak voltage (Vce_PEAK) is proportional to the slope of the rising voltage and may appear differently depending on the surrounding environment of the IGBT. Here, the current used may be high current (ex. 450A) or low current (ex. 225A).

기존에는 IGBT에 대한 사전 테스트 후 게이트 저항값을 설정하여 실제 제품에 탑재하는데, 주변 환경에 따라 피크 전압이 변화할 때 적응적인 대응이 어렵다.Conventionally, the gate resistance value is set after preliminary testing of the IGBT and then installed in the actual product, but it is difficult to respond adaptively when the peak voltage changes depending on the surrounding environment.

제어부(130)는 이러한 문제를 해결하기 위하여 피크 전압(Vce_PEAK)이 IGBT의 최대 허용 전압을 벗어나지 않도록 게이트 저항값을 선택할 수 있다.To solve this problem, the control unit 130 can select the gate resistance value so that the peak voltage (Vce_PEAK) does not exceed the maximum allowable voltage of the IGBT.

즉, 제어부(130)는 별도의 전류 센서없이 비교부(120)의 비교 결과에 따라 IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율(dv/dt)을 인식하고, 동작 구간별로 IGBT의 게이트 저항을 선택함으로써 피크 전압이 최대 허용 전압을 벗어나지 않도록 할 수 있다.That is, the control unit 130 recognizes the rate of change per hour (dv/dt) of the voltage at both ends of the IGBT according to the comparison result of the comparison unit 120 without a separate current sensor, and selects the gate resistance of the IGBT for each operation section to generate the peak voltage. It can be ensured that it does not exceed this maximum allowable voltage.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 방법의 순서도이다.Figure 6 is a flowchart of an IGBT control method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IGBT 제어 방법은 전압 측정 단계(S610), 비교 단계(S620), 선택 단계(S630), 및 제어 단계(S640)를 포함할 수 있다.1 and 6, the IGBT control method according to a preferred embodiment of the present invention may include a voltage measurement step (S610), a comparison step (S620), a selection step (S630), and a control step (S640). there is.

전압 측정 단계(S610)에서, 전압측정부(110)는 IGBT(200)의 콜렉터와 이미터 사이의 전압(양단 전압)을 측정한다.In the voltage measurement step (S610), the voltage measurement unit 110 measures the voltage (voltage at both ends) between the collector and emitter of the IGBT (200).

비교 단계(S620)에서, 비교부(120)는 IGBT(200)의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출한다. 이때 비교부(120)는 IGBT(200)의 양단 전압과 기설정된 복수의 임계 전압을 비교할 수 있다. 복수의 임계 전압은 제1 임계 전압과, 제1 임계 전압보다 높은 제2 임계 전압을 포함한다. 비교부(120)는 IGBT(200)의 양단 전압과 제1 임계 전압을 비교하여 비교 결과로 로우 트리거 신호를 출력할 수 있다. 비교부(120)는 IGBT(200)의 양단 전압과 제1 임계 전압을 비교하여 비교 결과로 하이 트리거 신호를 출력할 수 있다.In the comparison step (S620), the comparison unit 120 calculates the rate of change per hour of the voltage at both ends of the IGBT (200). At this time, the comparison unit 120 may compare the voltage at both ends of the IGBT 200 with a plurality of preset threshold voltages. The plurality of threshold voltages include a first threshold voltage and a second threshold voltage higher than the first threshold voltage. The comparator 120 may compare the voltage at both ends of the IGBT 200 with the first threshold voltage and output a low trigger signal as a result of the comparison. The comparator 120 may compare the voltage at both ends of the IGBT 200 with the first threshold voltage and output a high trigger signal as a result of the comparison.

선택 단계(S630)에서, 제어부(130)는 IGBT 양단 전압의 시간당 변화율에 따라 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택할 수 있다. 여기서, 제어부(130), 제어부(130)는 하이 레벨의 로우 트리거 신호를 수신한 트리거 시점을 기반으로 일정 시간 이후 시점을 제1 기준 시점(t_HC)으로 설정하고, 제1 기준 시점을 기준으로 일정 시간 이후 시점을 제2 기준 시점(t_NOR)으로 설정할 수 있다. 제어부(130)는 트리거 시점(t_trig), 제1 기준 시점(t_HC), 제2 기준 시점, 및 하이 트리거 신호의 상승 에지를 고려하여 IGBT의 상태를 판단할 수 있다. 제어부(130)는 IGBT의 상태 판단 결과를 고려하여 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택할 수 있다.In the selection step (S630), the control unit 130 may select one resistor from among a plurality of resistors according to the time rate of change of the voltage across the IGBT. Here, the control unit 130 sets a time point after a certain time as the first reference time point (t_HC) based on the trigger time point at which the high-level low trigger signal is received, and sets a certain time point based on the first reference time point. The time point after time can be set as the second reference time point (t_NOR). The control unit 130 may determine the state of the IGBT by considering the trigger time point (t_trig), the first reference time point (t_HC), the second reference time point, and the rising edge of the high trigger signal. The control unit 130 may select one resistor from among a plurality of resistors by considering the result of determining the state of the IGBT.

제어 단계(S640)에서, 제어부(130)는 선택된 저항이 IGBT의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어를 수행한다. 이를 통해 제어부(130)는 IGBT(200)의 콜렉터와 이미터에 생성되는 피크 전압이 최대 허용 전압을 넘지 않도록 할 수 있다.In the control step (S640), the control unit 130 performs relay control so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT. Through this, the control unit 130 can prevent the peak voltage generated at the collector and emitter of the IGBT 200 from exceeding the maximum allowable voltage.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the attached drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the attached drawings. .

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.Steps and/or operations according to the invention may occur simultaneously in different embodiments, in different orders, or in parallel, or for different epochs, etc., as would be understood by those skilled in the art. You can.

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or operations may include executing instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored on one or more non-transitory computer-readable media. At least a portion may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may illustratively be software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. Additionally, the functionality of the “modules” discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.

100: IGBT 제어 장치
110: 전압측정부
120: 비교부
121, 123: 제1, 제2 비교기
130: 제어부
100: IGBT control device
110: Voltage measurement unit
120: Comparison section
121, 123: first and second comparators
130: control unit

Claims (13)

IGBT의 턴 오프시, IGBT의 양단 전압을 측정하는 전압측정부;
상기 IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출하는 비교부; 및
상기 비교부의 산출 결과에 따라 미리 마련된 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택하고, 선택된 저항이 상기 IGBT의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어하는 제어부;
를 포함하는 IGBT 제어 장치.
A voltage measurement unit that measures the voltage at both ends of the IGBT when the IGBT is turned off;
a comparison unit that calculates a rate of change per hour of the voltage at both ends of the IGBT; and
a control unit that selects one resistor from among a plurality of resistors prepared in advance according to the calculation result of the comparison unit and controls a relay so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT;
IGBT control device including.
제 1 항에 있어서,
상기 비교부는,
상기 IGBT의 양단 전압과 기설정된 복수의 임계 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 1,
The comparison unit,
An IGBT control device, characterized in that the voltage at both ends of the IGBT is compared with a plurality of preset threshold voltages.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 임계 전압은 제1 임계 전압과 상기 제1 임계 전압보다 높은 제2 임계 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 2,
IGBT control device, characterized in that the plurality of threshold voltages include a first threshold voltage and a second threshold voltage higher than the first threshold voltage.
제 3 항에 있어서,
상기 비교부는,
상기 IGBT의 양단 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 하이 레벨의 로우 트리거 신호를 출력하고,상기 IGBT의 양단 전압이 상기 제2 임계 전압 이상인 경우, 하이 레벨의 하이 트리거 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 3,
The comparison section,
When the voltage at both ends of the IGBT is greater than or equal to the first threshold voltage, a high level low trigger signal is output, and when the voltage at both ends of the IGBT is greater than or equal to the second threshold voltage, a high level high trigger signal is output. IGBT control device.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는,
하이 레벨의 상기 로우 트리거 신호를 수신한 트리거 시점을 기준으로 일정 시간이 지난 시점을 제1 기준 시점으로 설정하고, 상기 제1 기준 시점에서 일정 시간이 지난 시점을 제2 기준 시점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 4,
The control unit,
Characterized by setting a point in time at which a certain time has elapsed based on the trigger point in time at which the low trigger signal of high level is received as a first reference point in time, and setting a point in time at which a certain amount of time has elapsed from the first reference point in time as a second reference point in time. IGBT control device.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2 기준 시점이 지난 구간에서 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 정상 상태로 판단하여 상기 복수의 저항 중에서 제2 저항을 선택하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 5,
The control unit,
When the rising edge of the high trigger signal occurs in a section past the second reference point, the IGBT control device determines a normal state and selects a second resistor from among the plurality of resistors.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 기준 시점과 상기 제2 기준 시점 사이의 구간에서 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 고전류 상태로 판단하여 상기 복수의 저항 중에서 제3 저항을 선택하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 5,
The control unit,
When a rising edge of the high trigger signal occurs in the section between the first reference point and the second reference point, the IGBT control device determines a high current state and selects a third resistor from among the plurality of resistors.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 트리거 시점과 상기 제1 기준 시점 사이의 구간에서 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지가 발생하면, 과전류 상태로 판단하여 상기 복수의 저항 중에서 제4 저항을 선택하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 5,
The control unit,
When a rising edge of the high trigger signal occurs in the section between the trigger time and the first reference time, an IGBT control device determines an overcurrent state and selects a fourth resistor from among the plurality of resistors.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 저항은 서로 다른 저항 값을 가지는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 장치.
According to claim 1,
IGBT control device, characterized in that the plurality of resistors have different resistance values.
IGBT의 턴 오프시, IGBT의 양단 전압을 측정하는 전압 측정 단계;
상기 IGBT의 양단 전압의 시간당 변화율을 산출하는 비교 단계;
상기 비교 단계의 산출에 따라 미리 마련된 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택하는 선택 단계; 및
선택된 저항이 상기 IGBT의 게이트에 연결되도록 릴레이 제어하는 제어 단계;
를 포함하는 IGBT 제어 방법.
A voltage measurement step of measuring the voltage across the IGBT when the IGBT is turned off;
A comparison step of calculating the rate of change per hour of the voltage at both ends of the IGBT;
A selection step of selecting one resistor from among a plurality of resistors prepared in advance according to the calculation in the comparison step; and
A control step of controlling the relay so that the selected resistor is connected to the gate of the IGBT;
IGBT control method including.
제 10 항에 있어서,
상기 비교 단계는,
상기 IGBT의 양단 전압과 제1 임계 전압을 비교하여 로우 트리거 신호를 출력하는 제1 비교 단계와,
상기 IGBT의 양단 전압과 제2 임계 전압을 비교하여 하이 트리거 신호를 출력하는 제2 비교 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 방법.
According to claim 10,
The comparison step is,
A first comparison step of comparing a voltage at both ends of the IGBT and a first threshold voltage to output a low trigger signal;
An IGBT control method comprising a second comparison step of comparing a voltage at both ends of the IGBT and a second threshold voltage to output a high trigger signal.
제 11 항에 있어서,
상기 선택 단계는,
상기 IGBT의 양단 전압이 상기 제1 임계 전압에 도달하는 트리거 시점을 기준으로 일정 시간 이후 시점인 제1 기준 시점과, 상기 제1 기준 시점을 기준으로 일정 시간 이후 시점인 제2 기준 시점을 설정하는 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 방법.
According to claim 11,
The selection step is,
Setting a first reference time point after a certain time based on the trigger point when the voltage at both ends of the IGBT reaches the first threshold voltage, and a second reference time point after a certain time based on the first reference point. IGBT control method comprising a setting step.
제 12 항에 있어서,
상기 선택 단계는,
상기 트리거 시점, 상기 제1 기준 시점, 및 상기 제2 기준 시점에서 발생하는 상기 하이 트리거 신호의 상승 에지를 고려하여 상기 IGBT의 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 복수의 저항 중에서 어느 하나의 저항을 선택하는 것을 특징으로 하는 IGBT 제어 방법.
According to claim 12,
The selection step is,
The state of the IGBT is determined in consideration of the rising edges of the high trigger signal occurring at the trigger time, the first reference time, and the second reference time, and according to the determination result, any one resistor among a plurality of resistors is selected. IGBT control method characterized by selecting.
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