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인버터의 전력 제어 회로

본 기술은 하프 브릿지(half bridge) 인버터에 관한 것으로, 특히 프리 휠 다이오드의 통전 전류를 검출하여 온타임을 설정함으로써 영전압(zero voltage)스위칭을 안전적으로 수행하여 전력 제어를 수행하는 인버터의 전력 제어 회로에 관한 것이다.종래 하프 브릿지 인버터의 전력 제어 회로도는 상용 전원을 브릿지 다이오드와 평활 콘덴서을 통해 정류, 평활하고 그 평활된 전원을 트랜지스터를 통해 스위칭시켜 워킹 코일과 공진 콘덴서에 인가함에 의해 고주파 전류를 유도시키는 인버터와, 이 인버터의 트랜지스터에 구동신호를 출력하는 인버터 구동부와, 인버터의 워킹코일에 유기된 전류의 위상을 검출하여 비교하는 위상 비교부와, 초기 구동을 위한 신호를 출력하는 초기화부와, 인버터의 워킹 코일에 유기된 공진 주파수를 검출하는 공진 검출부와, 이 공진 검출부의 출력에 따라 초기화부의 출력과 위상 비교부의 출력중 하나를 선택하는 전환 스위칭부와, 이 전환 스위칭부의 출력 레벨에 따라 발진 주파수를 위상을 조정하여 인버터 구동부에 구동 신호로 출력하는 전압 제어 발진기부로 구성된다.이러한 종래 기술에 있어서, 스위칭 소자 파손 방지와 동시에 영전압 스위칭 조건에 필요한 병렬 콘덴서의 충전 시간을 위해 오프 시간(deal time)이 필요하므로 별도의 오프 시간 발생 회로를 구비하여야 하는 문제점이 있었다.또한, 필요한 오프시간은 입력 전압의 변동 및 출력의 크기에 따라 달라질수 있으므로 각 경우중 최대치로 설정하는 경우에 병렬 콘덴서의 충전 이후 필요 이상으로 프리 휠 다이오드의 통전 기간이 길어질 수 있어 그 프리 휠 다이오드의 전류 스트레스가 과대해지게 되고 이때, 동일한 허용 피크 전류를 가지는 스위칭 소자에 있어서, td가 5%일때 95%가 최대 출력 조절이고, td가 10%일때 90%가 통상의 출력 조절이므로 필요 이상의 오프 시간이 설정되면 출력의 조절 능력을 제한함과 동시에 사용되는 스위칭 소자의 전류 스트레스를 증가시키게 되는 문제점이 있었다.본 기술은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 스위칭 소자에 병렬로 접속된 프리 휠 다이오드의 전류를 검출하여 기준 신호와 비교하여 그 비교신호를 전력 제어를 위한 신호비교하여 온 타임 구동 신호를 출력함에 의해 스위칭 소자의 구동을 제어하여 전력 제어를 하는 인버터의 전력 제어 회로를 창안 한 것이다.

보유기관: 한국산업기술진흥원
등록일: 2007-07-31

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