KR970000540B1 - 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로
제1도는 종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로도.
제2도는 본 발명 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로도.
제3도는 본 발명 요부에 대한 상세 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 정류수단 101 : 평활수단
102 : 인버터수단 103 : 인버터제어수단
104 : 스위칭구동수단 106 : 부궤환증폭수단
107 : 적분수단 110 : 서어지전압 검출수단
111 : 과전압 검출수단 112 : 리미트수단
본 발명은 인버터 조리기의 스위칭소자 보호에 관한 것으로, 특히 과전압이나 전원 입력에 유입되는 서어지(Surge)를 정확히 감지하여 스위칭소자가 비통구간 또는 도통구간에서 과전압 및 서어지전압이 발생될시에 작동을 일정시간 동안 중지시켜 스위칭소자를 보호하도록 하는 인버터 조리기의 스위칭소자 보호 회로에 관한 것이다.
종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로는 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와같이, 입력 교류전원(AC)을 맥동 직류전압으로 정류하는 정류수단(10)과, 상기 정류스단(10)에 의해 정류된 맥동 직류전압을 쵸크코일(L1)과 콘덴서(C1)로 일정하게 평활화시키는 평활수단(11)과, 외부로부터 입력되는 펄스폭변조신호에 따라 상기 평활수단(11)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 가열되어질 금속팬(17)에 와류를 유도시켜 금속팬(17)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하는 워킹코일(12a), 그 워킹코일(12a)과 일련의 공진회로를 이루는 공진커패시터(C2), 댐핑다이오드(D1) 및 스위칭소자(Q1)로 이루어진 인버터수단(12)과, 상기 인버터수단(12)에서 발생된 공진전압을 검출하여 스위칭소자(Q1)의 오프타임을 결정하는 트리거전압을 출력하는 트리거수단(15)과, 상기 트리거수단(15)에서 검출된 전압레벨과 출력조절 가변소자(18)로부터 설정된 기준전압레벨에 따라 스위칭소자(Q1)의 온/오프 타임을 결정하는 펄스폭변조신호를 발생하는 인버터제어수단(13)과, 상기 인버터제어수단(13)에서 발생된 펄스폭변조신호에 따라 스위칭소자(Q1)의 온/오프를 제어하는 스위칭구동수단(14)과, 상기 스위칭소자(Q1)의 콜레터 전압을 검출하여 그 검출한 전압이 기준전압보다 높을 경우 상기 인버터제어수단(13)의 펄스폭변조신호를 차단하여 스위칭소자(Q1)의 동작을 중지시키는 서어지전압감지수단(16)로 구성되어 있다.
이와같이 구성된 종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로는 먼저 교류전원(AC)이 정류수단(10)을 통해 맥동 직류전압으로 정류된 다음 평활수단(11)의 쵸크코일(L1) 및 콘덴서(C1)를 통해 평활된다. 이때 상기 인버터수단(12)의 스위칭소자(Q1)로의 베이스전류는 인버터제어수단(13)으로부터 유도된 펄스폭변조 제어신호에 대응하여 스위칭구동수단(104)을 통하여 구동되어지므로 워킹코일(12a) 및 공진커패시터(C2)가 상기 평활수단(11)에서 입력된 맥동 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어진다.
이에따라 상기 워킹코일(12a)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다. 그 결과 워킹코일(12a)로부터 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 인하여 가열되어질 금속팬(17)에 와류가 유도되어져 그 결과 금속팬(17)이 가열되어 지고 금속팬(17)내의 음식이 원하는 가열 온도로 가열된다. 이때 상기 인버터수단(12)의 워킹코일(12a)과 공진커패스터(C2)에서 발생된 공진전압을 트리거수단(15)에서 검출하여 스위칭소자(Q1)의 오프시점을 결정짓는 트리거전압을 인버터제어수단(13)에 입력하게 된다.
상기 인버터제어수단(13)은 트리거수단(15)에 검출된 트리거전압레벨과 출력조절 가변소자(18)로부터 설정된 기준레벨과를 비교하여 그 비교편차값에 따라 스위칭소자(Q1)의 온/오프타임을 결정하는 펄스폭변조신호를 스위칭구동수단(14)에 입력하여 구동시키게 됨으로써, 인버터수단(12)의 스위칭소자(Q1)가 온/오프되어 워킹코일(12a)을 효과적으로 구동시켜 금속팬(17)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하게 된다.
이와같이 음식물을 가열하는 도중에 서어지전압 감지수단(16)은 상기 인버터수단(12)의 스위칭소자(Q1) 콜렉터에 흐르는 전압을 검출하게 된다. 이때 스위칭소자(Q1)로부터 과전압이 검출되거나 서어지전압이 검출될 경우 서어지전압 감지수단(16)은 인버터제어수단(13)에서 발생되는 펄스폭변조신호를 차단시켜 스위칭소자(Q1)를 보호하게 된다.
그러나 이와같은 종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로는 전원입력에 서어지등 순간적으로 높은 전압이 인가되면, 스위칭구동수단에 의해 스위칭소자가 계속 동작상태를 유지하는 구간이 되므로 이때 스위칭소자가 파손되고난 후 서어지전압 감지수단이 작동을 하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 목적은 스위칭소자의 도통구간 및 비도통구간 모두에서 입력 과전압 및 전원 입력에 유입되는 서어지전압을 정확히 검출하여 스위칭소자가 어느 구간에서도 보호받을 수 있도록 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로를 제공함에 있다. 이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단을 적분수단과 함께 인버터스위칭소자의 온오프 타임을 결정하는 인버터제어수단의 펄스폭변조신호에 따라 전자기 유도효과로 음식을 가열하는 인버터수단에 있어서의 상기 인버터수단의 스위칭소자 도통 및 비도통 구잔 모두에서 전원입력에 유입되는 서어지 전압만을 검출하는 서어지전압 검출수단과, 상기 스위칭소자의 도통 및 비도통 구간 모두에서 공지 전압을 검출하는 과전압검출수단과, 상기 서어지전압 검출수단 및 과전압검출수단으로부터의 어느 하나의 전압이 검출될 경우에 스위칭 소자의 온타임을 결정하는 적본수단의 전압을 차단시켜 인버터수단의 구동을 중지시키는 리미트수단을 포함하여 구성함으로써, 달성되는 것으로, 이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명 인버터 조리기의 스위칭소자 보호 회로도로서, 이에 도시한 바와같이, 입력 교류전원(AC)을 맥동 직류전압으로 정류하는 정류수단(100)과, 상기 정류수단(100)에 의해 정류된 맥동 직류전압을 쵸크코일(L1)과 콘덴서(C1)로 일정하게 평활하시키는 평솰수단(101)과, 외부로부터 입력되는 펄스폭변조신호에 따라 상기 평활수단(101)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 가열되어질 금속팬(109)에 와류를 유도시켜 금속팬(109)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하는 워킹코일(102a), 워킹코일(102a)과 일련의 공진회로를 이루는 공진 커패시터(C2), 댐핑다이오드(D1) 및 스위칭소자(Q1)로 이루어진 인버터수단(102)과, 상기 인버터수단(102)에서 발생된 공진전압에 따라 펄스폭변조신호를 발생하는 인버터제어수단(103)과, 상기 인버터제어수단(103)에서 발생된 펄스폭변조신호에 따라 인버터수단(102)의 스위칭소자(Q1)를 온/오프구동시키는 스위칭구동수단(104)과, 상기 입력 교류전원(AC)에서 전류를 검출하는 전류검출수단(105)과, 상기 전류검출수단(105)에서 검출된 전압레벨과 출력조절 가변소자(108)로부터 설정된 기준레벨과를 비교하여 비교편차값을 출력하는 부궤환증폭수단(106)과, 상기 부궤환증폭수단(106)의 비교편차를 적분하여 그 적분값에 따른 인버터제어수단(103)의 출력 펄스폭변조신호를 제어하여 스위칭구동수단(104)을 통해 스위칭소자(Q1)의 온타임을 결정하는 적분수단(107)과, 상기 인버터수단(Q1)의 스위칭소자 도통 및 비도통 구간 모두에서 상기 정류수단(100)의 직류전압에 유입되는 서어지압만을 검출하여 바리스터(NR1), 저항(R2), (R3) 및 다이오드 (D3)(D4)로 이루어진 서어지전압 검출수단(110)과, 상기 스위칭소자의 도통 및 비도통 구간 모두에서 과전압을 검출하는 저항(R4)(R5) 및 다이오드(D5)로 이루어진 과전압검출수단(111)과, 상기 서어지전압 검출수단(110) 및 과전압검출수단(111)으로부터의 어느 하나의 전압이 검출될 경우에 적분수단(107)의 전압을 차단시켜 인버터수단(102)의 스위칭소자(Q1) 구동을 중지시키는 리미트수단(112)으로 구성한다.
상기에서 인버터제어수단(103)은 상기 인버터수단(102)에서 발생된 공진전압을 검출하여 삼각파 발생싯점을 결정하는 전압검출수단(103a)과, 상기 전압검출수단(103a)에서 검출된 전압에 의해 삼각파 발생수단(103b1)에서 삼각파를 발생하고 그 발생된 삼각파와 적분수단(107)에서 적분된 전압과를 비교수단(103b2)을 통해 비교하여 그에 따라 스위칭소자(TR1)의 온/오프 타임을 결정하는 펄스폭변조신호를 발생하는 펄스폭변조신호 발생수단(103b)으로 구성한다.
상기에서 리미트수단(112)은 제3도에 도시된 바와같이, 상기 서어지전압 검출수단(110) 및 과전압검출수안(111)에서 검출된 서어지전압 및 과전압과 저항(R6)(R7)을 통한 기준전압(Vref)과를 비교하여 그 결과전압을 출력하는 비교기(110a)와, 상기 비교기(110a)의 출력 결과전압에 따라 스위칭되어 적분수단(107)의 출력전압을 차단하는 트랜지스터(TR1)로 구성한 것으로, 도면중 미 설명부호 R9, R10은 저항이고, C3는 콘덴서이며, D6는 역전압 방지용 다이오드이다. 이와같이, 구성된 본 발명의 작용, 효과를 제2도 및 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 상용 교류전원(AC)이 정류수단(100)을 통해 맥동 직류전압으로 정류된 다음 평활수단(101)의 쵸크코일(101a) 및 콘덴서(C1)를 통해 평활된다.
이와같이 평활된 맥동 직류전압은 인버터수단(102)에 입력된다. 이때 상기 인버터수단(102)의 스위칭소자(TR1)로의 베이스전류는 인버터제어수단(103)의 펄스폭변조신호 발생수단(103b)로부터 유도된 펄스폭변조제어신호레 대응하여 스위칭구동수단(104)을 통하여 구동되어지므로 워킹코일(102a) 및 공진커패시터(C2)가 상기 평활수단(101)에서 입력된 맥동 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어진다. 이에따라 상기 워킹코일(102a)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다. 그 결과 워킹코일(102a)로부터 발생된 자장에 기인한 전자기유도효과로 인하여 가열되어질 금속팬(109)에 와류가 유도되어져 그결과 금속팬(109)이 가열되어지고 금속팬(109)내의 음식이 원하는 가열온도로 가열된다. 이때 상기 인버터수단(102)의 워킹코일(102a)과 공진커패스터 (C2)에서 발생된 공진전압을 인버터제어수단(103)의 전압검출수단(103a)에서 검출하여 펄스폭변조신호 발생수단(103b)의 삼각파발생수단(103b)을 제어하여 삼각파 발생싯점을 결정하게 된다.
상기 삼각파발생수단(103b1)은 전압검출수단(103a)에서 검출된 전압에 따라 인버터수단(102)의 스위칭소(TR1) 오프타임을 결정하는 삼각파신호를 발생하여 비교수단(103b2)의 반전단자(-)에 입력하게 된다. 한편 전류검출수단(105)은 입력 교류전원(AC)에서 전류를 검출하여 부궤환증폭수단(106)의 반전단자에 입력하면 상기 부궤환증폭수단(106)은 전류검출수단(105)에서 검출된 전압레벨과 출력조절 가변소자(108)로부터 설정된 기준레벨과를 비교하여 그 비교편차값을 적분수단(107)에 입력하게 된다. 상기 적분수단(107)은 입력된 비교편차값을 적분하여 인버터수단(102)의 스위칭소자(TR1) 온타임을 결정하는 적분값을 다이오드(D2)를 통해 비교수단(103b2)의 비반전단자(+)에 입력함과 아울러 인버터 스위칭 제어수단(111)에 입력하게 된다. 따라서 상기 비교수단(103b2)은 삼각파발생수단(103b1)의 삼각펄스와 적분수단(107)의 적분값을 비교하여 인버터수단(102)의 스위칭소자(TR1) 온/오프 타임을 결정하는 펄스폭변조신호를 스위칭구동수단(104)에 입력하여 구동시키게 됨으로써, 인버터수단(102)의 스위칭소자(TR1)가 온/오프되어 워킹코일(102a)을 효과적으로 구동시켜 금속팬(109)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하게 된다.
이와같이 음식물을 가열하는 도중에 정류수단(100)으로부터 서어지전압이 발생하게 되면 이를 서어지전압검출수단(110)의 바리스터(NR1)가 검출하게 된다. 즉, 상기 바리스터(NR1)는 자신의 기본전압에 대해서는 응답하지 않고, 기본전압 이상이 될시에만 응답하여 정류수단(100)에서 발생된 서어지전압을 검출하게 된다.
상기 서어지전압 검출수단(110)의 바리스터(NR1)를 통해 검출된 서어지전압은 저항(R2)(R3)을 통하고 다이오드(D3)에 의해 일정전압으로 리미트된 후 다이오드(D2)를 통해 리미트수단(111)에 입력된다.
상기 리미트수단(112)에 입력된 서어지전압은 다이오드(D6)를 통해 비교기(112a)의 비반전단자(+)에 입력된다. 이에따라 상기한 비교기(112a)는 그의 비반전단자(+)로 입력된 서어지전압과 저항(R6)(R7)을 통해 강압된 전원단자(Vcc)의 기준전압(Vref)과를 비교하여 기준전압보다 높으면 서어지전압 발생으로 트랜지스터(TR1)를 턴-온시켜 적분수단(107)의 출력 적분값을 접지로 바이패스시키게 되므로써, 인버터수단(102)의 스위칭소자(Q1)가 오프되어 보호된다.
또한 상기 인버터수단(102)의 스위칭소자(Q1)에 흐르는 전압이 점점 상승하여 어느 일정전압 이상으로 될 경우에는 과전압 검출수단(111)의 저항(R4)(R5)과 다이오드(D5)가 이를 검출하여 리미트수단(112)에 입력하게 된다.
상기 리미트수단(112)에 입력된 과전압은 다이오드(D6)를 통해 비교기(112a)의 비반전단자(+)에 입력된다.
상기 비교기(112a)는 전술한 바와같이, 그의 비반전단자(+)로 입력된 과전압과 저항(R6)(R7)을 통해 강압된 전원단자(Vcc)의 기준전압(Vref)과를 비교하여 기준전압보다 높으면 과전압 발생으로 트랜지스터(TR1)를 턴-온시켜 적분수단(107)의 출력 적분값을 접지로 바이패스시키게 되므로써, 인버터수단(102)의 스위칭소자(Q1)가 오프되어 보호된다.
상기에서 리미트수단(112)의 피드백 저항(R9)과 콘데서(C3)는 서어지전압 및 과전압 발생이 끝난 후 즉시 스위칭소자(Q1)가 턴-온되는 것을 방지하기 위해 일정시간 오프 지연타임을 주는 일련의 비교기(112a)와 함게 미분회로를 형성한다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면 인버터 스위칭소자로 과전압과 전원 입력에 유입되는 서어지전압을 검출하여 비통구간 또는 도통구간에서 과전압 및 서어지전압이 발생될시에 작동을 일정시간 동안 중지시키게 되어 있으므로 스위칭소자가 어느 구간에서도 보호를 받을 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 정류수단으로부터의 서어지전압만을 검출하는 바리스터(NR1)와, 상기 바리스터(NR1)에서 검출된 서어지전압을 일정레벨로 리미트시키는 제2다이오드(D2)와, 상기 제2다이오드(D2)에서 리미트된 전압을 리미트수단에 입력하고 과전압검출수단에서 검출된 과전압이 바리스터(NR1)로 역바이어스되는 것을 방지하는 제3다이오드(D3)로 구성되어 적분수단과 함게 인버터 스위칭소자의 온오프 타임을 결정하는 인버터제어수단의 펄스폭변조신호에 따라 전자기 유도효과로 음식을 가열하는 인버터수단에 있어서의 상기 인버터수단의 스위칭소자 도통 및 비도통 구간 모두에서 전원입력에 유입되는 서어지 전압만을 검출하는 서어지전압 검출수단과, 인버터 스위칭소자에 흐르는 전압이 일정전압 이상일 경우에 스위칭되어 과전압을 검출하여 리미트수단에 입력하고 서어지전압 검출수단에서 검출된 서어지전압이 인버터수단으로 역바이어스되는 것을 방지하는 저항(R4,R5) 및 제1다이오드(D5)로 구성되어 상기 스위칭소자의 도통 및 비도통 구간 모두에서 공진전압을 검출하는 과전압검출수단과, 상기 서어지전압 검출수단 및 과전압검출수단에서 검출된 서어진전압 및 과전압을 제4다이오드(D5)로 입력받아 기준전압과를 비교하여 그 결과전압을 출력하는 비교기(112a)와, 상기 비교기(112a)의 출력 결과 전압에 따라 스위칭되어 적분수단의 출력전압을 차단하는 스위칭소자(TR1)로 구성되어 상기 서어지전압 검출수단 및 과전압검출수단으로부터의 어느 하나의 전압이 검출될 경우에 스위칭소자의 온타임을 결정하는 적분수단의 전압을 차단시켜 인버터수단의 구동을 중지시키는 리미트수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로.
  2. 제1항에 있어서, 서어지전압 및 과전압 발생이 끝난 즉시 인버터수단의 스위칭소자가 턴-온되는 것을 방지하기 위해 일정시간 오프 지연타임을 주는 일련의 비교기(112a)와 함께 미분회로를 형성하는 저항(R9) 및 콘덴서(C3)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한 인버터 조리기의 스위칭소자 보호회로.
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