KR920006979B1 - 단계별 전력제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

단계별 전력제어장치

제1도는 종래의 전력제어장치 회로도.

제2도는 종래의 전력제어장치의 각부파형도.

제3도는 본 발명 단계별 전력제어장치의 회로도.

제4도는 본 발명 단계별 전력제어장치를 구성하는 분주 및 증폭부의 파형도.

제5a도는 본 발명 단계별 전력제어장치를 구성하는 비교기의 파형도.

제5b도는 본 발명 단계별 전력제어장치를 구성하는 익스클루시브 오아 및 다이오드의 출력파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부하 2 : 전원회로부

3 : 미분기 100 : 분주 및 증폭부

200 : 조합부 300 : 출력부

80 : 브릿지다이오드 R1∼R7 : 저항

VR1 : 가변저항 T1, T2 : 7형 플립플롭

OP1 : OP앰프 OP2 : 비교기

EX-OP1 : 익스클루시브오아게이트 D1, D2 : 다이오드

본 발명은 교류전력을 제어하는 전력제어회로에 관한 것으로, 특히 SCR의 도통점은 조절하여 전력을 제어하는 단계별 전력제어장치에 관한 것이다.

제1도는 종래의 SCR을 이용하여 교류전력을 제어하는 전력제어회로도로써 제2도와 같이 입력되는 교류전류(VAC)의 펄스(A)는 브릿지다이오드(BD)에 의하여 펄스(B)와 같이 전파정류된 후 바이어스용인 저항(R1), 가변저항(VR1) 및 다이오드(D1)를 통하여 SCR의 게이트에 바이어스 전압으로 인가되게 구성되어 있다. 여기서 SCR의 게이트 도통전압을 VG, 다이오드(D1)의 순방향 도통전압을 VD, SCR의 게이트바이어스 전류를 IG, 브릿지다이오드(HD)의 순방향 도통전압을 VBD라하면 상기 SCR이 도통되기 위한 도통교류입력전압 VAC'는 VAC'=IG(R1+VR1)+VD+VG+VBD가 되어 제1도의 가변저항(VR)을 조정하므로 상기 SCR의 도통점을 조절할수 있게 된다.

따라서 상기 SCR에 입력되는 파형(B)는 상기 가변저항(VR1)에 의하여 조정된 SCR의 게이트도통전압에 도달하면 도통상태가되어 전류가 흐르게 되고 이에따라 상기 SCR의 후단에 연결된 부하(1)에는 파형(D)와 같은 전력을 공급하게 되는 것이었다.

그러나, 이와 같은 종래의 전력제어장치는 상기와 같이 가변저항을 이용하여 SCR의 도통전압을 제어하게 구성되어 있으로 집적소자(IC)화 할 수 없다는 문제점과 특히 상기 파형(B)이 사인(SINE)함수적으로 증가시에 SCR이 턴오프상태에서 턴온상태로 되고 상기 파형(B)하강시에는 항상 턴온상태로 유지되게 구성되어 SCR의 도통각이 제한되어 정밀한 전력제어가 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 T형플립플롭의 출력신호와 브릿지 다이오드에서 전파전류된 신호를 비교기에서 비교한 후 익스클루시브오아게이트에서 상기 비교기의 출력신호를 조합시켜 SCR을 구동시킴으로서 전력제어회로를 집적소자화 함과 동시에 브릿지다이오드에서 전파정류된 신호의 상승시 또는 하강시에 상기 SCR이 턴오프상태에서 턴온상태로 되게하여 SCR의 도통각을 확장하는 단계별 전력제어장치를 제공하는데에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 입력교류전압을 전파정류하는 브릿지다이오드의 출력을 부하에 연결하고 상기 부하에 대한 전력공급을 SCR로 제어하게 구성된 전력제어장치에 있어서, 입력펄스신호를 분주하여 증폭하는 분주 및 증폭부와, 상기 분주 및 증폭부의 출력에 후단 브릿지다이오드의 전파정류된 전압을 비교하고 조합하는 조합부와, 상기 조립부의 출력을 미분하고 정류하여 후단 SCR의 게이트에 인가하는 출력부에 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다. 제3도는 본 발명 단계별 전력제어장치의 회로도로서, 입력되는 교류전류를 브릿지다이오드(BD)를 통하여 전파정류한후 부하(1)에 인가하고 상기 부하(1)에 SCR이 연결되게 구성하여 상기SCR이 도통됨에 따라 상기 부하(1)에 전류가 인가되게 한 것은 종래와 동일하다.

그리고 상기 브릿지다이오드(BD)에서 전파정류된 전류를 전원회로부(2)에 인가하여 상기 전원회로부(2)에서 본 발명 단계별 전력제어장치에 필요한 전류를 공급하게 구성한다. 입력펄스신호(VB)를 분주하여, 증폭하는 분주증폭부(100)는 입력펄스(VS)를 분주하는 T형플립플롭(T1)에 연결하고 상기T형플립플롭(T1)의 출력(Q)은 상기 T형플립플롭(T1)의 출력을 재분주하는 T형플립플롭(T2)에 연결하여 구성한다.

그리고 상기 분주 및 증폭부(100)의 상기 T형플립플롭(T1), (T2)출력은 바이어스용저항(R2), (R3)을 통하여 상기 분주된 신호를 증폭하는 OP앰프(OP1)의 비반전단자(+)에 연결하고 상기 OP앰프(OP1)의 비반전단자(-)에는 전압분배용저항(R4)을 통하여 상기 OP앰프(OP1)의 출력단자와 연결되고 상기 저항(R4)과 병렬로 전압분배용저항(R5)을 연결하여 접지시켜 상기 OP앰프(OP1)에는 상기 T형플립플롭(T1), (T2) 출력이 합산된 전압을 출력하도록 구성한다.

상기 분주증폭부(100)의 출력과 후단 브릿지다이오드(60)의 전파정류된 전압을 비교하고 조합하는 조합부(200)는, 상기 OP앰프(OP1)의 출력을 비교기(OP2)의 비반전단자(+)에 연결하고, 상기 브릿지다이오드(BD)와 연결된 분배용저항(R6), (R7)과 병렬로 상기 비교기(OP2)의 반전단자(-)에 연결하여 상기 비교기(OP2)는 OP앰프(OP1)의 증폭된 신호와, 상기 브릿지다이오드(BD)의 전파정류된 전압과 비교하도록 구성한다.

그리고 조합부(200)는 상기 비교기(OP2)의 출력 및 분주증폭기(100)의 T형플립플롭(T2)의 출력을 조합하는 익스클루시브 오아게이트(EX-OR1)에 연결하여 구성한다.

상기 조합부(200)의 출력을 미분 및 정류하여 후단 SCR게이트에 인가하는 출력부(300)는 상기 조합부(200)의 출력을 미분하는 미분기(3)를 상기 미분기(3)의 출력을 정류하는 정류용다이오드(D2)에 연결하여 구성한다. 그리고 상기 출력부(300)는 후단 SCR의 게이트에 연결하여 상기 출력부(300)의 신호에 따라 상기 SCR이 구동되도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명 단계별 전력제어장치는 제4도의 펄스(A)가 T형플립플롭(T1)에 입력되면 상기 T형플립플롭(T1)은 펄스(B)를 출력하여 T형플립플롭(T2)에 인가하므로 상기 T형플립플롭(T2)은 펄스(C)를 출력하게 된다.

그리고 상기 T형플립플롭(T1), (T2)의 출력펄스(B), (C)는 저항(R2), (R3)을 통하여 OP앰프(OP1)에 인가되고 상기 OP앰프(OP1)의 출력전압은, OP앰프(OP1)의 출력전압=

이다. 여기서 V1은 상기 T형플립플롭(T1)의 출력전압이고 V2는 상기 T형플립플롭(T2)의 출력전압이다.

따라서 상기 OP앰프(OP1)의 출력전압은 저항(R2), (R3), (R4), (R5)를 조합하므로서 조절할 수 있다.

제5a도의 펄스(E), (F), (G), (H)는 상기 T형플립플롭(T1), (T2)의 출력펄스(B), (C)상태에 따라, 상기 OP앰프(OP1)의 출력전압을 나타낸것으로 펄스(E)는 상기 T형플립플롭(T1), (T2)이 하이레벨을 출력할때 상기 OP앰프(OP1)의 출력전압이고, 펄스(F)는 상기 T형플립플롭(T2)이 로우레벨을 출력하고 상기 T형플립필롭(T1)이 하이레벨을 출력할 때, 상기 OP앰프(OP1)의 출력전압이다.

그리고 펄스(G)는 상기 T형플립플롭(T2)이 하이레벨을 출력하고, 상기 T형플립플롭(T1)이 로우레벨을 출력할때 상기 OP앰프(OP1)의 출력전압이다. 그리고 펄스(H)는 상기 T형플립플롭(T1), (T2)이 로우레벨을 출력할때 상기 OP앰프(OP1)의 출력전압이다. 상기 OP앰프(OP1)에서 출력되는 전압펄스(E), (F), (G), (H)는 상기 브릿지다이오드(BD)에서 전파 정류 및 분배된 전압(I)과 비교기(OP2)에서 비교되어 출력하게된다.

따라서 제5b도와 같이 펄스(E)가 상기 비교기(OP2)에 입력되어 상기 전파정류 및 분배된 전압(I)에 비교되면 상기 비교기(OP2)는 펄스(J)와 같이 하이레벨의 직류전압을 출력하게 된다. 그리고 상기 하이레벨의 직류전압펄스(J) 및 상기 T형 플립플롭(T2)의 하이레벨의 펄스가 익스클루시브 오아게이트(EX-OR1)에 인가되므로 상기 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)은 로우레벨상태를 출력하게되어 후단 SCR의 게이트 트리거펄스를 발생시키지 못하므로 부하에 전력을 공급하지 못한다.

그리고 펄스(F)가 상기 비교기(OP1)에 입력되어 상기 전파정류 및 분배된 전압(I)에 비교되면 상기 비교기(OP2)는 펄스(K)와 같이 하이레벨의 구형파를 출력하게 된다. 따라서 상기 펄스(K) 및 상기 플립플롭(T2)의 로우레벨상태의 펄스가 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)에 입력되므로 상기 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)는 펄스(K)와 동일한 펄스(L)를 출력하게 된다.

상기 펄스(L)는 미분기(3)에 의하여 미분된 후 정류용다이오드(D2)에 인가되므로 상기 정류용다이오드(D2)는 펄스(M)를 출력하게 되어 상기 SCR의 게이트에 입력되므로 상기 브릿지다이오드(D2)에서 전파정류된 전원의 상승시 부하를 구동시킬 수 있게된다. 그리고 펄스(G)가 상기 비교기(OP2)에 입력되어 상기 전파정류 및 분배된 전압(1)에 비교되면 상기 비교기(OP2)는 펄스(N)와 같이 하이레벨의 구형파를 출력하게 된다. 따라서 상기 펄스(N) 및 상기 T형플립플롭의 하이레벨 상태의 펄스가 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)에 입력되므로 상기 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)는 펄스(0)와 같이 펄스(N)의 반전된 신호를 출력하게 된다. 상기 펄스(0)는 미분기(3)에 의하여 미분된 후 정류용다이오드(D2)에 인가되므로 상기 정류용다이오드(D2)는 펄스(P)를 출력하게 되어 상기 SCR의 게이트에 입력되므로 상기 브릿지다이오드(D2)에서 전파정류된 전원의 하강시 부하를 구동시킬 수 있게 된다

그리고 펄스(H)가 상기 비교기(OP2)에 입력되어 상기 전파정류된 전압(I)에 비교되면 상기 비교기(OP2)는 펄스(Q)와 같이 하이레벨의 구형파를 출력하게 된다. 따라서 상기 펄스(Q) 및 상기 T형플립플롭(T2)의 로우레벨 상태의 펄스가 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)에 입력되므로 상기 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)는 펄스(Q)의 동일한 신호인 펄스(R) 출력하게 된다. 상기 펄스(P)는 미분기(3)에 의하여 미분된 후 정류용다이오드(D2)에 인가되므로 상기 정류용다이오드(D2)는 펄스(9)를 출력하게 되어 상기 SCR의 게이트에 입력되므로 상기 브릿지다이오드(D1)에서 전파정류된 전원의 상승시 부하를 구동시킬 수 있게된다.

이와 같이 본 발명은 입력신호를 T형플립플롭에서 분주후 브릿지다이오드에서 전파정류 및 분주된 신호와 상기 분주된 신호를 비교기에서 비교한 후 익스크루시브오아게이트에서 상기 비교기의 출력과 상기 T형플립플롭에서 분주된 입력신호를 조합하여 SCR을 구동하게 하므로서, 상기 SCR의 온오프 동작 및 상기 브릿지다이오드에서 출력되는 전원의 상승시 및 하강시 턴온되게 하는 제어가 가능하여 정밀한 전력제어 및 전력제어장치의 집적소자화가 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 입력교류전압(VAC)을 전파정류하는 브릿지다이오드(BD)의 출력을 부하에 연결하여 상기 부하의 전력공급을 SCR로 제어하게 구성된 전력제어장치에 있어서, 입력펄스신호(VS)를 분주하여 증폭하는 분주증폭부(100)와, 상기 분주증폭부(100)의 출력에 후단 브릿지다이오드(BD)의 전파정류된 전압을 비교하고 조합하는 조합부(200)와, 상기 조합부(200)의 출력을 미분하고 정류하여 후단 SCR의 게이트에 인가하는 출력부(300)와, 로 구성된 단계별 전력제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 분주증폭부(100)는, 입력펄스신호(VS)를 분주하는 T형플립플롭(T1), (T2)과 상기 T형플립플롭(T1), (T2)의 출력을 증폭하는 OP앰프(OP1)와, 로 구성된 단계별 전력제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 조합부(200)는, 상기 분주증폭부(100)의 OP앰프(OP1) 출력신호에 후단브릿지다이오드(BD)의 전파정류된 전압과 비교하는 비교기(OP2)와, 상기 비교기(OP2)의 출려과 상기 분주증푹부(100)의 T형플립플롭(T2)의 출력을 조합하는 익스클루시브오아게이트(EX-OR1)와, 로 구성된 단계별 전력제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 출력부(300)는, 상기 조합부(200)의 출력을 미분하는 미분기(3)와, 상기 미분기(3)의 출력을 정류하는 다이오드(D2)와, 로 구성된 단계별 전력제어장치.

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