KR910001814Y1 - 인버터의 저전압 보호회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

인버터의 저전압 보호회로

제1도는 본 고안의 블럭도.

제2도는 본 고안의 일실시예에 따른 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 입력전압 검출부 2 : 입력전압 비교부

3 : 래치부 4 : PWM방전부

5 : PWM제어부 AUX : 전압강압용 보조변압기

D1-D4 : 전파정류용 다이오드 C1, C2 : 평활용 콘덴서

R1, R2 : 분압용 저항 VR : 기준전압 설정용 가변저항

ZD : 기준전압 제한용 제너다이오드 D5 : 역 저지용 다이오드

TR : PWM방전용 트랜지스터 IC1 : 전압비교기

IC2, IC7 : 반전버퍼 IC3, IC4 : 낸드게이트

IC5 : 트랜지스터 드라이브회로 IC6 : 디코더

MP : 마이콤

본 고안은 인버터의 저전압 보호회로에 관한 것으로, 특히 유도전동기 속도제어장치인 인버터, 초퍼(chopper)동의 전력용 스위치 소자를 구동하는 전력변환 장치에 있어서 제어회로에 인가되는 전원 전압의 저하에 따른 마이콤의 오동작을 방지하기 위한 거전압 보호회로에 관한 것이다.

인버터의 전원전압이 변동됨에 따라 제어회로에 인가되는 전원 전압의 변동에 의한 오동작을 방지하기 위한 종래의 기술은 입력전원 전압을 검출하여 소정의 규정전압 이하가 될 경우 마이콤 또는 PWM(Pulse Width Modulation)신호 발생 IC(접적회로)에 인터럽트를 걸어줌으로써 출력단의 대출력 트랜지스터(Giant Transistor : 이하 "GTR"이라 칭함)의 구동을 제어하기 위한 PWM신호의 출력을 차단하여 GTR을 보호하는 것이었다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술은, 첫째, 전압의 검출을 제어 전원공급용 정전압 IC의 후단에서 수행하여 입력전압의 변동에 민감하지 못해 응답성이 느렸고, 둘째로 보호회로들을 병렬로 접속하여 어느 한 상태의 고장이 발생시 임시 기억 기능이 없어 고장내용을 정확히 진단할수 없었으며, 셋째로 저전압 상태 발생시 단지 마이콤의 오동작 방지를 목적으로 마이콤에 인터럽트를 걸어 주었으나 이미 출력되고 있는 PWM신호의 파형중에 중복파형이 포함된 경우 중복 파형이 포항된 PWM신호에 의해 GTR을 드라이브 함으로써 암쇼트(arm short)에 의한 GTR의 파괴현상이 발생되기도 하는 등의 결점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 유도 전동기 속도 제어장치인 인버터에 있어서, 전원 전압번동시 이를 정확히 검출하어 입력 전원전압이 저하되면 마이콤에 인터럽트를 걸어줌과 동시에 이미 출력되고 있는 신호 파형을 그라운드로 방전 시킴으로써 에러 신호 파형의 출력을 확실히 차단하여 GTR소자의 파괴를 방지하고 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 저전압 보호회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 인버터의 저전압 보호회로에 있어서 마이콤에 의해 근사정현파 펄스폭변조(PWM) 신호를 발생하여 트랜지스터 드라이브회로를 통해 GTR을 구동시기도록 구성하고, 전압 및 주파수를 변환하는 과정에서 전원전압 변도에 따라 마이콤에서 규정된 PWM신호 이외의 신호 파형을 출력하는 오동작을 예방하기 위해 입력전원의 상태를 전원에서 직접 검출하여 상기 입력 전원전압이 저하되면 상기 마이콤에 인터럽트를 걸어주어 PWM신호의 출력을 차단하며, 트랜지스터 드라이브 회로의 출력단자에서 이미 출력되고 있는 에러 신호 파형을 그라운드로 방전시켜 주도록 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 불럭도로서, 상용의 교류 입력 전원을 강압하고 직류 전원으로 정류한후 평활시키는 입력전압 검출부(1)와, 상기 입력전압 검출부(1)의 출력단자에 접속되어 상기 직류화된 입력 전원전압을 설정된 소정의 기준전압과 비교하여 상기 입력 전원전압의 상태를 검출하고 버퍼링하여 출력하는 입력전압 비교부(2)와, 상기 입력 전압 비교부(2)의 출력신호를 일입력 단자에 입력하고 타입력단자에 입력되는 소정의 지정신호에 의해 래치하여 저장 하는 래치부(3)와, 소정의 PWM신호 입력에 의해 출력단의 GTR을 구동 하기 위한 트랜지스터 드라이브회로(IC5)를 구비하고 있으며, 상기 입력 전원 전압의 저하시 상기 래치부(3)로 부터의 출력신호에 대응하여 상기 트랜지스터 드라이브회로의 출력신호 파형을 그라운드로 방전시키는 PWM방전부(4)와, 상기 GTR의 구동을 제어하는 PWM신호를 발생하기 위한 마이콤(MP)을 구비하며 발생된 PWM신호를 상기 트랜지스터 드라이브회로(IC5)에 출력함과 동시에 일징주기 간격으로 리세트 필스 신호가 나타나는 지정신호를 상기 래치부(3)에 출력하여 상기 래치부(3)로 부터의 출력신호에 의해 상기 입력 전원 전압의 변화를 감지하는 PWM제어부(5)로 구성된다.

상기 제1도의 구성중 입력 전압 검출부(1)는 교류 입력전압을 강압하고 정류 및 평활하는 통상의 정루회로로 구성되며, 입력전압 비교부(2)는 입력전압을 설정된 기준전압과 비교하는 통상의 비교회로로 구성된다.

제2도는 본 고안의 실시예에 따른 회로도로서, 입력전압 검출부(1)는 상용 교류전원을 강압하는 단상 보조변압기(AUX)와 교류전원을 정류하기 위한 다이오드(D1-D4)와 정류된 직류전원을 평활하게 하기 위한 콘덴서(C1,C2)로 구성되고, 입력전압 비교부(2)는 상기 입력전압 검출부(1)에서 직류화된 입력전원을 분압하는 저항(R1,R2)가 기준전압을 설정하기 위한 저항(R3), 가변저항(VR) 및 제너다이오드(ZD)와 상기 입력전원의 분압값과 기준전압을 비교하여 입력전원의 상태를 출력하는 전압비교기(IC1)와 상기 출력신호를 증폭변환하기위한 반전버퍼(IC2) 및 저항(R4)으로 구성되고, 래치부(3)는 상기 입력전압 비교부(2)의 전압 비교결과 출력된 신호와 PWM제어부(5)에서 지정된 신호(세트/리세트)를 조합하여 이 신호를 저장하기 위한 낸드 R-S래치로 된 낸드게이트(IC3 및 IC4)로 구성되고, PWM방전부(4)는 상기 래치부의 출력신호를 저항(R5) 및 다이오드(D5)를 통해 베이스에 입력하는 PWM방전용 트랜지스터(TR)와 트랜지스터 드라이브회로(IC5)로 구성되고, PWM제어부(5)는 PWM신호 출력 및 기능제어를 수행하는 마이콤(MP)과 디코더(IC6)로 구성된다. 도면중 GTR로 표시된 부분은 통상의 대출력 트랜지스터를 나타낸다.

따라서 상술한 제1도 내지 제2도의 도면 구성올 참조하여 본 고안의 동작 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

인버터의 입력단장(RT)에서 교류 상용 전원(1φ,AC,60HZ)을 입력하여 단상 보조변압기인 AUX(220V/8V,440V/8V)에서 2차 전압으로 강압하여 D1-D4의 다이오드 브릿지로 구성한 단상 전파 정류회로로 정류한후, 평활용 콘덴서(C1, C2)에 의해 고주파 및 노이즈를 제거한 직류전압(Ed)화 된다.

상기 직류 전압(Ed)은 분압저항 R1과 R2에 의해 분압된 입력전압(Ei)이 되며, 기준전압(Er)은 가변저항(VR)에 의해 소정 값으로 설정된다. 이때 입력전압이 된다.

입력전압 비교부(2)의 전압비교기(IC1)에서는 입력전압(Ei)과 기준전압(Er)을 비교하는데, 입력전압(Ei)이 기준전압(Er)에 대하여 0.1mV이하의 극히 작은 전압차가 있어도 출력전압(Eo)은 IC전원전압에서 흡수전압(약1-2V)을 뺀 포화전압(+Eos,-Eos)으로 출력된다.

반전버퍼(IC2)는 상기 전압비교기(IC1)의 출력전압을 반전증폭하기 위해 사용된다. 즉 15msec이상의 순시전압 강하 또는 정전으로 입력전압이 기준전압보다 조금이라도 낮으면 전압비교기(IC1)의 출력이 "하이"로 되어 반전버퍼(IC2)에 의해 "로우"신호로 변환된다. 상기 반전버퍼(TC)의 출력신호는 래치부(3)에 입력되어 낸드 R-S래치의 R단자에 입력된다.

여기서 상기 낸드 R-S래치는 S단자의 입력상태(세트/리세트)에 따라 출력(Q)이 변화하므로, 입력전원이 저하되면 R단자에 "로우"신호가 입력되고, S단자에 "로우"신호(리세트)가 입력되면 출력(Q)은 "하이"를 내보낸다.

상기 래치부(3)에서 "하이"가 출력되면 반전버퍼(IC7)에서 "로우"신호로 반전되어 PWM제어부(5)의 PWM신호 발생용 마이콤(MP)의단자에 입력되어 GTR을 구동하기 위한 PWM신호의 출력을 차단한다.

이때 상기 마이콤(MP)은 정상상태에서는 디코더(IC6)의 출력포트를 통해 일정주기 간격으로 리세트 펄스신호가 나타나는 지정신호를 출력하여 R-S래치(IC3 및 IC4)의 S단자에 입력시키므로 제어전압의 저하상태를 감지한다.

따라서 종래의 기술에 있어서는 래치부가 없어 고장발생시 고장의 내용을 기억할수 없이 "에러"로만 표시하였으나, 상기와 같은 래치회로에 의해 고장의 내용을 일시 기억할수 있게 된다.

상기 R-S래치의 Q단자에서 "하이"신호가 출력되면 PWM방전부(5)의 방전용 트랜지스터(TR)의 베이스에 인가되므로 상기 방전용 트랜지스터(TR)가 "턴온"된다. 이에따라 트랜지스터 드라이브회로(IC5)의 출력단자에서 이미 출력되고 있는 PWM신호에 의한 신호 파형을 그라운드로 방전시킴으로써 마이콤(MP)의 제어전압의 변동에 따른 GTR의 암 쇼트를 방지하기 위해 에러신호를 파형을 방전시킨다.

또한 R-S래치(IC3 및 IC4)의 출력(Q)을 이용하여 벨 또는 부저등을 동작시키는 경보회로도 구성할수 있다

이상 싱술한 바와같이, 종래에는 인버터의 운전중 순시전압강하 또는 정전등으로 제어회로내의 제어전압이 저하되어 전압변동에 민감한 마이콤등이 오동작을 발생하여, 그의 주수행기능이라 할수있는 PWM신호 출력시 랜덤한 중복파형이 GTR을 구동시키므로 암 쇼토에 의한 파손이 많았음에 비하여, 본 고안에서는 전압변동시 이를 정확히 검출하여 마이콤에 인터럽트를 걸어주고, 이미 출력되고 있는 신호의 파형은 방전 트랜지스터를 이용하여 그라운드로 방전시키므로, 에러신호 파형의 출력도 확실히 차단하여, GTR소자의 파괴에 따른 복구비용을 절감하고, 시스템의 신뢰성을 제공한다.

한편, 전술한 실시예에 있어서는 PWM제어부(5)에 있어서 R-S래치(IC3 및 IC4)의 S단자에 주기적으로 리세트 펄스신호를 보내기 위하여 디코더(IC6)를 사용하였지만, 상기 디코더(IC6)를 사용치 아니하고 마이콤(MP)자체의 소정 주기의 "온-오프" 또는 "하이-로우"상태의 출력으로써 리세트 필스신호를 공급하여도 무방할것이다.

Claims (3)

1. 유도전동기 속도제어장치의 인버터에 있어서, 상용의 교류 입력 전원을 강압하고 직류 전원으로 정류한후 평활시키는 입력전압 검출부(1)와, 상기 입력전압 검출부(1)의 출력단자에 접속되어 상기 직류화된 입력 전원전압을 설정된 소정의 기준전압과 비교하여 상기 입력 전원전압의 상태를 검출하고 버퍼링하여 출력하는 입력전압비교부(2)와, 상기 입력 전압 비교부(2)의 출력신호를 일입력 단자에 입력하고 타입력단자에 입력되는 소정의 지정신호에 의해 래치하여 저장 하는 래치부(3)와, 소정의 PWM신호 입력에 의해 출력단의 GTR을 구동 하기 위한 트랜지스터 드라이브회로(IC5)를 구비하고 있으며, 상기 입력 전원 전압의 저하시 상기 래치부(3)로 부터의 출력신호에 대응하여 상기 트랜지스터 드라이브회의 출력신호 파형을 그라운드로 방전시키는 PWM방전부(4)와, 상기 GTR의 구동을 제어하는 PWM신호를 발생하기 위한 마이콤(MP)을 구비하며 발생된 PWM신호릍 상기 트랜지스터 드라이브회로(IC5)에 출력함과 동시에 일정주기 간격으로 리세트 펄스 신호가 나타나는 지정신호를 상기 래치부(3)에 출력하여 상기 래치부(3)로 부터의 출력신호에 의해 상기 입력 전원 전압의 변화를 감지하는 PWM제어부(5)로 구성됨을 특징으로 하는 인버터의 저전압 보호회로.
2. 제1항에 있어서, 래치부(3)는 상기 입력전압비교부(2)의 출력단자에 일입력단자가 접속되고 상기 PWM제어부(5)의 소정 출력단자에 타입력단자가 접속된 낸드 R-S래치로 구성됨을 특징으로 하는 인버터의 저전압보호회로.
3. 제2항에 있어서, PWM방전부(4)는 상기 래치부(3)의 출력단자에 접속된 저항(R5), 다이오드(D5) 및 방전용 트랜지스터(TR)로 이루어진 방전회로와 상기 방전용 트랜지스터(TR)의 콜렉터에 접속된 트랜지스터 드라이버(IC5)로 구성됨을 특징으로 하는 인버터의 저건압 보호회로.