KR890002167Y1 - Arrangements for adjusting of improvement starting circuit - Google Patents

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Abstract

내용 없음.No content.

Description

디지탈 제어에 의한 역율 개선회로의 기동회로Start-up circuit of power factor improvement circuit by digital control

제1도는 일반적인 전력 변환회로.1 is a general power conversion circuit.

제2도는 종래의 회로도.2 is a conventional circuit diagram.

제3도는 본 고안의 회로도.3 is a circuit diagram of the present invention.

제4도는 본 고안의 각부 파형도.4 is a waveform diagram of each part of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 전력 변환회로 2, 14 : 베이스 드라이브 회로1: power conversion circuit 2, 14: base drive circuit

3 : 멀티 플립플롭회로 4 : 롬3: multi flip-flop circuit 4: ROM

5 : 카운터 6 : 발진기5: counter 6: oscillator

7, 15 : 마이콤 8, 12 : 파형 합성회로7, 15: micom 8, 12: waveform synthesis circuit

9, 10 : 제로 크로싱 검출부 11 : 기동보호회로9, 10: zero crossing detection unit 11: start protection circuit

13 : 베이스 드라이브 구동회로 G : 변류기13: base drive drive circuit G: current transformer

Q1-Q5: 트랜지스터 CP1,CP2: 비교기Q 1 -Q 5 : Transistor CP 1 , CP 2 : Comparator

PC1,PC2: 포토카플러PC 1 , PC 2 : Photocoupler

본 고안은 유도 부하의 역율을 개선하기 위한 디지탈 제어방식에 있어서 베이스 드라이브의 1차측 제어회로 및 초기 전력변환소자를 보호할 수 있는 디지탈 제어에 의한 역율 개선회로의 기동회로에 관한 것이다.The present invention relates to a starter circuit of a power factor correcting circuit by digital control which can protect the primary side control circuit of a base drive and an initial power conversion element in a digital control method for improving the power factor of an inductive load.

종래에도 유도 전동기의 부하 역율을 개선하기 위하여 제1도와 같이 전력 변환회로를 구성하고 제2도의 바이어스 드라이브 회로로써 펄스폭 변조 초퍼회로를 구성함으로써 디지탈 신호로써 구동되도록 하였으나 제2도와 같은 회로에서는 발진기내의 발진 주파수와 상용 교류전원의 주파수(60HZ)가 일치될 때 및 정수배의 관계를 만족하여야만 되는 것으로 이러한 조건이 만족되지 아니할 때에는 전력 변환소자가 파괴되는 결과가 된다.Conventionally, in order to improve the load power factor of the induction motor, the power conversion circuit is configured as shown in FIG. 1 and the pulse width modulation chopper circuit is configured as the bias drive circuit of FIG. 2 so as to be driven as a digital signal. When the oscillation frequency and the frequency of the commercial AC power supply (60HZ) coincide with each other and an integer multiple must be satisfied. When this condition is not satisfied, the power conversion element is destroyed.

즉, 종래의 회로도에서는 상용 전원주파수와 발진주파수의 비동기에 대한 손실 대책이 없으며 마이콤이 리셋트 상태가 될 때에 입출력 포트의 상태신호에 대한 대책이 없기 때문에 전력 변환소자가 파괴되는 요인을 제거할 수가 없는 것이었다.That is, in the conventional circuit diagram, there is no countermeasure against loss of asynchronous power supply frequency and oscillation frequency, and there is no countermeasure for the status signal of the input / output port when the microcomputer is reset, thus eliminating the factor that causes the power conversion element to be destroyed. It was not.

본 고안은 이와 같은 점을 감안하여 제로 크로싱 검출부의 출력이 파형 합성회로에 직접 인가되게 하여 주파수 변동에 대한 요인을 제거하고 마이콤에 기동 보호회로를 구성함으로써 초기 전원인가시 전력 변환소자가 파괴되는 것을 방지할 수 있게 한 것으로 이를 제3도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 제3도는 본 고안의 회로도로서 제1도의 전력 변환회로를 제어하도록 구성되어 있는 것으로 교류전원(AC)이 인가되는 트랜스(T)의 2차측에 가변저항(VR) 및 콘덴서(C1)로 지연회로를 구성한 후 양전원(VCC)(-VCC)이 인가되는 비교기(CP1)를 통하여 저항(R5)(R6), 다이오드(D3)와 연결된 비교기(CP2)와 연결되게 제로크로싱 검출부(10)를 구성하여 마이콤(14)의 입력단자()에 음의신호(-)가 인가되는 것을 방지한다.In view of the above, the present invention allows the output of the zero crossing detection unit to be directly applied to the waveform synthesis circuit to remove the factor of frequency variation and to configure the start protection circuit in the microcomputer to prevent the power conversion element from being destroyed when the initial power is applied. This will be described in detail with reference to FIG. 3 as follows. FIG. 3 is a circuit diagram of the present invention, which is configured to control the power conversion circuit of FIG. 1 with a variable resistor VR and a capacitor C1 on the secondary side of a transformer T to which an AC power source AC is applied. After configuring the zero crossing to be connected to the comparator (CP 2 ) connected to the resistor (R 5 ) (R 6 ), the diode (D 3 ) through a comparator (CP 1 ) to which the positive power supply (V CC ) (-V CC ) is applied The detector 10 is configured so that the input terminal of the microcomputer 14 ( This prevents the negative signal (-) from being applied.

또한 변류기(CT)의 입력신호가 인가되는 마이콤(15)에서 제1도의 아날로그 스위치(SW)에 구동신호가 출력되게 구성하고 출력단자(b2)로 내부에 저장된 변조신호가 파형 합성회로(12)와 앤드게이트(A1)(A2) 일측에 인가되게 구성시키며 비교기(CP2)의 출력이 인버터(I1)(I2) 및 버퍼(B1)로 구성된 파형 합성회로(12)를 통하여 각각의 포토카플러(PC2)로 구성된 베이스 드라이브 구동회로(13)를 통하여 베이스 드라이브 회로(14)에서 제1도의 트랜지스터(Q1-Q4)의 베이스측(T1-T4)에 인가되게 구성시킨다.In addition, the drive signal is output from the microcomputer 15 to which the input signal of the current transformer CT is applied to the analog switch SW of FIG. 1 , and the modulated signal stored therein is outputted to the output terminal b 2 . ) And AND gate (A 1 ) (A 2 ) is applied to one side, and the output of the comparator (CP 2 ) is a waveform synthesis circuit 12 composed of an inverter (I 1 ) (I 2 ) and buffer (B 1 ) Is applied from the base drive circuit 14 to the base side T 1 -T 4 of the transistors Q 1 -Q 4 of FIG. 1 through a base drive driving circuit 13 composed of respective photocouplers PC 2 through To be configured.

그리고 마이콤(15)의 출력단자(b3)와 베이스 드라이브 구동회로(13) 사이에 저항(R7-R8) 및 PNP 트랜지스터(Q5)를 연결 구성시켜 기동보호회로(11)를 구성시켜 된 것이다.The start protection circuit 11 is configured by connecting resistors R 7 -R 8 and PNP transistors Q 5 between the output terminal b 3 of the microcomputer 15 and the base drive driving circuit 13. It is.

이를 종래의 회로도와 비교하여 설명하면 종래의 회로도에서는 제2도와 같이 초기전원(AC)이 투입되는 순간에 마이콤(7)은 프로그램 제어에 들어가게 되는 것으로 초기에 유도모우터(M)의 신속한 기동을 위하여 제1도의 펄스폭 변조 초퍼회로(1)는 동작을 하지 않고 단지 아날로그 스위치(SW)에 전원을 공급하게 된다.In comparison with the conventional circuit diagram, in the conventional circuit diagram, as shown in FIG. 2, the microcomputer 7 enters the program control at the moment when the initial power source AC is turned on. For this purpose, the pulse width modulation chopper circuit 1 of FIG. 1 does not operate and only supplies power to the analog switch SW.

이 상테에서 수초후 아날로그 스위치(SW)가 차단되고 마이콤(7)은 변류기(CT)의 입력 시그널을 분석하여 펄스폭 변조크기를 결정한 뒤 펄스폭 변조의 직접적인 데이타가 들어있는 롬(4)의 어드레스를 지정한 후 이 롬(4)의 어드레스를 증가시키기 위한 카운터(5)를 동작시키게 된다.After a few seconds, the analog switch (SW) is cut off and the microcomputer (7) analyzes the input signal of the current transformer (CT) to determine the pulse width modulation size, and then the address of the ROM (4) containing the direct data of the pulse width modulation. After the operation, the counter 5 for increasing the address of the ROM 4 is operated.

롬(4)의 어드레스 지정동작은 제로크로싱 검출부(9)에서 제로크로싱(ZERO-CROSSING) 신호를 마이콤(7)에 인가시킬 때에 행하게 되는 것으로 제로크로싱 검출부(9)를 구성하고 있는 소자들의 지연요인에 의하여 실질적인 제로크로싱 시그널은 원래의 AC시그널에 비하여 ㎲ 만큼 지연되어 마이콤(7)에 인가하게 되므로 롬 어드레스 지정신호는 마이콤(7)에서도 처리상 지연되므로 더욱더 지연되어 롬(4)에 인가되도록 되어 있다.The addressing operation of the ROM 4 is performed when the zero crossing detection unit 9 applies a zero crossing signal to the microcomputer 7, causing delay factors of the elements constituting the zero crossing detection unit 9. As a result, since the actual zero crossing signal is delayed by ㎲ as compared to the original AC signal, it is applied to the microcomputer 7, so that the ROM addressing signal is delayed in processing even in the microcomputer 7 so that it is further delayed and applied to the ROM 4. have.

또한 마이콤(7)에서는 교류전원(AC)의 극성이 바뀌는 순간 트랜지스터(Q3)(Q4)의 베이스측(T3)(T4)의 극성교체를 위하여 출력포트(b1)에서 제4도의 T3와 같은 출력신호를 발생시켜 파형 합성회로(8)를 통하여 전력 변환회로(1)에 인가되도록 되어 있다.In addition, in the microcomputer 7, at the moment when the polarity of the AC power source AC is changed, the output port b 1 to the fourth to replace the polarity of the base side T 3 and T 4 of the transistors Q 3 and Q 4 . An output signal such as T 3 in FIG. 3 is generated and applied to the power conversion circuit 1 through the waveform synthesizing circuit 8.

따라서 종래의 회로에서는 교류전원의 제로크로싱 시점(제4도의 to점)에서 마이콤(7)이 롬 어드레스 지점과 T3및 T4신호를 출력포트(b1)를 통하여 출력하므로 상용 교류전원(AC)의 주파수가 변동할 경우에 발진기(6)의 발진주파수와 매칭되지 않기 때문에 전력 변환회로(1)의 소자가 파괴되는 원인이 되는 것이었다.Therefore, in the conventional circuit, the microcomputer 7 outputs the ROM address point and the T 3 and T 4 signals through the output port b 1 at the zero crossing point of the AC power supply (to point in FIG. 4 ). In the case where the frequency of Δ) fluctuates, it does not match the oscillation frequency of the oscillator 6, which causes the element of the power conversion circuit 1 to be destroyed.

그러나 본 고안에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제2도의 마이콤(7)의 출력포트(b1)에서 발생되는 출력신호 대신에 제3도의 제로크로싱 검출부(10)의 출력을 직접 파형 합성회로(12)에 인가시키고 파형 합성회로(12)에서 합성된 시그널을 베이스 드라이브 구동회로(13)를 통하여 베이스 드라이브 구동회로(14)에 인가되게 구성하고 기동보호회로(11)를 구성하여 마이콤(15)의 초기상태에 오동작에 의하여 전력 변환소자가 파괴되는 것을 보호하고자 하는 것이다.However, in the present invention, in order to solve the above problem, instead of the output signal generated at the output port b 1 of the microcomputer 7, the output of the zero crossing detection unit 10 of FIG. ) And the signal synthesized by the waveform synthesis circuit 12 to be applied to the base drive driver circuit 14 through the base drive driver circuit 13, and the start protection circuit 11 is configured to This is to protect the power conversion element from being destroyed by malfunction in the initial state.

즉, 제3도에서 초기에 전원이 인가되면 마이콤(15)은 초기 리셋트 상태가 되어 각 출력포트 출력은 고전위 상태신호(H레벨)를 유지하게 된다(6805 계 마이크로 프로세서).That is, when power is initially applied in FIG. 3, the microcomputer 15 is in an initial reset state, and each output port output maintains a high potential state signal (H level) (6805 series microprocessor).

이때에 마이콤(15)의 출력포트(b2)(b3)는 프로그램 제어 전까지 고전위 상태신호를 유지하게 되고 전원투입시부터 제로크로싱 검출부(10)에서 제4도의 T3의 파형이 발생되므로 곧바로 베이스 드라이브 구동회로(13)의 각 포토카플러(PC2) 캐소우드측에 제4도의 출력(T1-T4)신호의 초기상태(AC파형의 to) 시점이 인가된다.At this time, the output port (b 2 ) (b 3 ) of the microcomputer 15 maintains the high potential state signal until the program control, and since the waveform of T3 of FIG. The initial state (to the AC waveform to) of the output T 1 -T 4 signal of FIG. 4 is applied to each photocoupler PC 2 cathode side of the base drive driver circuit 13.

그러나 마이콤(15)의 초기 리셋트 상태동안 출력포트(b3)의 출력이 고전위 상태신호(H레벨)의 값을 갖게 되므로 트랜지스터(Q5)의 베이스측에는 저항(R7)(R8)으로 분배된 고전위 상태신호가 인가되어 기동보호회로(11)의 트랜지스터(Q5)가 차단상태를 유지함으로 베이스 드라이브 구동회로(13)가 사전에 동작하는 것을 방지할 수가 있다.However, since the output of the output port b 3 has the value of the high potential state signal (H level) during the initial reset state of the microcomputer 15, the resistor R 7 (R 8 ) is provided on the base side of the transistor Q 5 . By applying the high potential state signal distributed to the transistor Q 5 of the start-up protection circuit 11, the base drive driving circuit 13 can be prevented from operating in advance.

또한 제로크로싱 검출부(10)는 트랜스(T)의 2차측에 가변저항(VR) 및 콘덴서(C1)로 구성된 지연회로를 거쳐 양전원(VCC)(-VCC)이 공급되고 있는 비교기(CP1)에 인가시켜 제로크로싱 시점을 정확하게 검출하게 되며 양전원을 사용함으로써 비교기(CP1)의 응답속도를 최단시간으로 줄일 수가 있게 된다.In addition, the zero crossing detector 10 is a transmitter (T) 2 side variable resistor (VR) and a capacitor (C 1) as via a delay circuit configured yangjeonwon (V CC) of (- V CC), a comparator (CP, which is supplied It is applied to 1 ) to accurately detect the zero crossing point, and by using both power sources, the response speed of the comparator CP 1 can be reduced to the shortest time.

그리고 저항(R5-R6), 다이오드(D3), 비교기(CP2)로 제로크로싱 출력이 통과하게 함으로써 마이콤(15)의 입력단자()에 음의 전압(-)이 인가되지 않게 함으로써 제4도의 T3의 출력파형을 행성할 수 있게 되며 이 출력파형이 (제4도의 T3파형) 마이콤(15)의 입력단자()와 파형 합성회로(12)의 버퍼(B1) 및 인버터(I1)를 통하여 앤드게이트(A1)에 인가되게 된다.Then, the zero crossing output is passed through the resistors R 5 -R 6 , the diode D 3 , and the comparator CP 2 . By not applying a negative voltage (-) to (), it is possible to planet the output waveform of T 3 in FIG. 4 and this output waveform (T 3 waveform in FIG. 4) is the input terminal of the microcomputer 15 ( ) And the buffer B 1 and the inverter I 1 of the waveform synthesis circuit 12 are applied to the AND gate A 1 .

따라서 마이콤(15)의 입력단자()에 제4도의 T3와 같은 파형이 인가되면 폴링 에이지(FALLING EDGE) 시점에서부터(제4도의 to시점) 마이콤(15)은 내부에 저장된 펄스폭 변조 데이타를 출력단자(b2)를 통하여 제4도의 a도와 같은 펄스폭 변조파형을 출력시켜 파형 합성회로(12)의 앤드게이트(A1)(A2)에 인가시키며 파형 합성회로(12)에는 제로크로싱 검출회로(10)의 출력신호와 출력단자(b2)의 신호가 인버터(I1)(I2) 및 버퍼(B1)를 통하여 합성되어 노우드점(c)(d)(e)(f)으로 출력되게 된다. (각 노우드점의 파형은 제4도의 T1-T4파형을 반전시킨 것과 동일함)Therefore, the input terminal of the microcomputer 15 ( When a waveform such as T 3 of FIG. 4 is applied, the microcomputer 15 starts the pulse width modulation data stored therein through the output terminal (b 2 ) from the falling edge (to point of FIG. 4). A pulse width modulation waveform such as 4 degrees a is output and applied to the AND gates A 1 and A 2 of the waveform synthesis circuit 12. The waveform synthesis circuit 12 has an output signal from the zero crossing detection circuit 10. The signal of the output terminal (b 2 ) is synthesized through the inverter (I 1 ) (I 2 ) and the buffer (B 1 ) to be output to the nodal points (c) (d) (e) (f). (The waveform of each Norwood point is the same as inverting the T 1 -T 4 waveform in FIG. 4)

이때에 마이콤(15)의 초기 리셋트동안 인가되지 않고 있던 베이스 드라이브 구동회로(13)의 포토카플러(PC2)의 1차측 전원은 마이콤의 프로그램 제어에 의하여 구동되게 되면 파형 합성회로(12)의 노우드점(c)(d)(e)(f)출력은 베이스 드라이브 구동회로(13)의 각각의 포토카플러를 통하여 베이스 드라이브 회로(4)에서 제1도의 트랜지스터(Q1-Q4)의 베이스측(T1-T4)에 인가하게 되는 것으로 제로크로싱 검출부(10)의 가변저항(VR) 및 콘덴서(C1)는 베이스 드라이브 회로(14)를 거치면서 각종 소자들의 응답시간에 의한 교류신호(AC)와 파형(T3)(T4)간의 위상차를 보상하여 주는 것으로 가변저항(VR)에 의하여 교류신호와 퍄형(T3)(T4)간에 위상차로 인하여 전력 변환소자가 파괴되는 요인을 방지할 수가 있는 것이다.At this time, the primary side power supply of the photocoupler PC 2 of the base drive driving circuit 13, which has not been applied during the initial reset of the microcomputer 15, is driven by the program control of the microcomputer. The outputs of the norm points (c) (d) (e) (f) are connected to the transistors Q 1 -Q 4 of FIG. 1 in the base drive circuit 4 through respective photocouplers of the base drive driving circuit 13. The variable resistor VR and the capacitor C 1 of the zero crossing detection unit 10 pass through the base drive circuit 14 to be applied to the base side T 1 -T 4 . signal (AC) and the waveform (T 3) (T 4) to the AC signal by a variable resistor (VR), which compensates the phase difference and pyahyeong between (T 3) due to the phase difference between the (T 4) the electric power conversion device from being destroyed Factors can be prevented.

이상에서와 같이 본 고안은 제로크로싱 검출부의 출력이 파형 합성회로에 바로 인가되게 함으로써 상용 전원주파수의 변동에 의한 영향을 배제하고 마이콤에 초기 전원 인가시에는 기동보호회로에 의하여 전력 변환소자가 파괴되는 것을 방지할 수가 있는 것이다.As described above, the present invention allows the output of the zero crossing detection unit to be directly applied to the waveform synthesizing circuit, thereby excluding the effect of fluctuations in the commercial power source frequency, and when the initial power is applied to the microcomputer, the power conversion element is destroyed by the start protection circuit. This can be prevented.

Claims (1)

교류전원(AC)이 인가되는 트랜스(T) 2차측에 지연회로를 통하여 비교기(CP1)와 연결되게 구성한 후 저항(R5)(R6), 다이오드(D3)를 통하여 비교기(CP2)와 연결되게 제로크로싱 검출부(10)를 구성하여 마이콤(15)의 입력단자()와 인버터(I1-I2), 버퍼(B1), 앤드게이트(A1)(A2)로 구성된 파형 합성회로(12)에 인가되게 구성시킨 후 저항(R7-R9) 및 트랜지스터(Q5)로 구성된 기동보호회로(11)가 마이콤(15)의 출력단자(b3)와 연결시키어 포토카플러(PC2)로 구성된 베이스 드라이브 구동회로(13)를 통하여 베이스 드라이브 회로(14)에 인가되게 구성시킨 디지탈 제어에 의한 역율개선회로의 기동회로.Comparator CP 2 is connected to the comparator CP 1 through the delay circuit on the secondary side of the transformer T to which the AC power source AC is applied, and then the comparator CP 2 through the resistor R 5 , R 6 , and diode D 3 . The zero crossing detection unit 10 is connected to the input terminal of the microcomputer 15 ) And an inverter (I 1 -I 2 ), a buffer (B 1 ), and the gate (A 1 ) (A 2 ) configured to be applied to the waveform synthesis circuit 12 and then resistors (R 7 -R 9 ) and The start protection circuit 11 composed of the transistor Q 5 is connected to the output terminal b 3 of the microcomputer 15 and the base drive circuit 14 through the base drive driving circuit 13 composed of the photocoupler PC 2 . A starter circuit of the power factor improvement circuit by digital control configured to be applied to
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