KR20000050556A - 인버터 세탁기의 과전류 보호회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 세탁기의 과전류 보호회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OP앰프의 일종인 전압 폴로어를 추가하여 노이즈를 줄이고, 회로를 안정되게 동작시킬 수 있는 인버터 세탁기의 과전류 보호회로에 관한 것이다.

본 발명의 인버터 세탁기의 과전류 보호회로는 저항 R과 콘덴서 C로 이루어진 적분회로의 출력을 전압 폴로어에 입력하고, 이 전압 폴로어의 출력단을 IPM의 과전류 입력단자인 Cin 단자에 접속하여 과전류를 검지하므로 회로를 보호하는 것을 특징으로 한다.

Description

인버터 세탁기의 과전류 보호회로{OVERVOLTAGE PROTECTING CIRCUIT FOR A INVERTER WASHING MACHINE}

본 발명은 세탁기에 사용되는 인버터(Inverter)의 과전류 보호회로에 관한 것으로, 특히 기존의 회로에서 갖는 PCB(Printed Circuit Board) 설계상의 어려움과 기타 노이즈(Noise)로 인한 회로 동작의 안정성을 높힐 수 있는 인버터 세탁기의 과전류 보호회로에 관한 것이다.

통상적으로 세탁기에서는 입력되는 전원의 상태를 감지하여, 입력되는 전원 전압이 이상 전압일 때 이를 감지하여 입력 전원 전압을 차단하므로써 이상 전압으로부터 기기를 보호하도록 되어 있었다.

또한 입력되는 전압이 정상적임에도 불구하고 기기의 구동중에 예기치 않게 발생되는 과전류에 대해서도 이를 검지하여 입력되는 전압을 차단하므로써 기기를 과전류로부터 보호한다.

그러나 세탁기 사용중에 발생되는 노이즈의 영향으로 과전류를 정확하게 검지하기란 매우 어려운 일이다.

일반적으로 사용되는 인버터 세탁기의 과전류 보호회로의 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 인버터 세탁기의 구동 전원(DC 310V)은 IPM(Intelligent Power Module;100)의 P단자와 N단자에 접속하고, 저항(R1)과 N단자 사이에 있는 접점 A에는 저항(R2)과 콘덴서(C1)로 이루어진 적분회로를 접속하며, 이 적분회로의 출력단을 IPM(100)의 Cin 단자에 접속한 구성이다.

또한, 이 IPM(100)은 6개의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)와 FWD(Free Wheeling Diode)로 이루어져 있으며, 기타 보호회로가 내장되어 있다.

도 1을 참조하여 동작 상태를 설명하면, 먼저 P단자와 IPM을 거쳐 나온 전류가 N단자로 흐르고, 이 전류가 분로 저항(Shunt Resistor;R1)을 거쳐 이 분로 저항(R1)에 전압이 유기된다. 분로 저항(R1)에 유기되는 A점 전압은 저항(R2)을 거쳐 Cin 단자로 입력되는데, IPM(100)에서는 Cin 단자에 일정 전압 이상이 인가되면 과전류로 감지하여 입력되는 전원을 차단시키므로써 세탁기를 과전류로부터 보호한다. 여기서, C1은 Cin 단자로 입력되는 전압의 시간 지연(Delay)을 설정하는 콘덴서이다. 그러나, 통상적으로 Cin 단자에 입력되는 이 센싱(Sensing) 전압은 대단히 작아 세탁기의 정, 역회전시에 출렁이는 DC Link 전압에도 영향을 받고, 기타 외부 노이즈에도 영향을 받는다. 따라서 Cin 단자에 의해 IPM(100)에 인가된 전압은 세탁기 구동시에 노이즈의 영향을 받은 전압이므로 IPM에서 과전류를 정확하게 검지하지 못하게 된다.

또한 PCB내의 패턴(Pattern) 길이에도 영향을 받으므로 설계상 매우 어려운 단점이 있다.

이와같이 종래의 과전류 보호회로는 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1)로 구성되어 있으므로 노이즈의 영향을 많이 받아 회로 동작의 안정성을 얻기가 매우 어렵다. 이러한 현상을 피하고자 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1) 및 이에 연결된 패턴을 PCB 설계시 가장 우선적으로 가깝게 배치해야 하는데, 이는 부품 배치시에 작업자의 숙련된 기술을 요구함과 아울러 설계상 어려움이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 전압 폴로어를 추가하여 보다 안정된 과전류 보호회로를 구성하므로 회로를 안정되게 동작시키는 인버터 세탁기의 과전류 보호회로를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 인버터 회로에서 가장 문제점으로 대두되고 있는 노이즈 문제에 대해 강한 내성을 가지는 신뢰성 있는 인버터 세탁기의 과전류 보호회로를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 인버터 세탁기의 과전류 보호회로의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 세탁기의 과전류 보호회로의 구성도.

도 3은 도 1과 도 2에 도시된 과전류 보호회로의 Cin 단자에 입력되는 전압을 오실로스코프(Oscilloscope)로 찍은 파형도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명*

100 : IPM(Intelligent Power Module)

R1 : 분로 저항(Shunt Resistor)

R2 : 저항

C1 : 콘덴서

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인버터 세탁기의 과전류 보호회로는 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1)로 이루어진 적분회로에 전압 폴로어(Voltage Follower)를 접속하여 IPM이 노이즈를 줄인 전압을 검지할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 2와 도 3에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인버터 세탁기의 과전류 보호회로의 구성을 도시한 것이다.

저항(R1,R2)과 콘덴서(C1)로 이루어진 적분회로 출력단은 출력 전압을 직접 전압 폴로어(IC1) (-)단자에 피드백시킨 전압 폴로어(IC1)의 (+)단자에 접속하고, 이 전압 폴로어(IC1)의 출력을 IPM(100)의 과전류 입력단자인 Cin 단자로 입력하여 과전류를 검지하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 전압 폴로어(IC1)는 OP앰프의 일종으로서 입력 임피던스는 높고, 출력 임피던스는 낮은 특성을 가지고 있다.

도 2를 참조하여 동작 상태를 설명하면, 세탁기의 동작시에 먼저 P단자와 IPM(100)을 거쳐 나온 전류가 N단자로 흐르고, 이 전류가 분로 저항(R1)을 통과한다. 분로 저항(R1)에 유기되는 전압은 저항(R2)을 거치면서 노이즈의 영향을 상당히 심하게 받게 되지만 입력 임피던스가 높고 출력 임피던스가 낮은 특성을 갖는 전압 폴로어(IC1)를 통과하면서 노이즈가 감소된다. 이어서, 노이즈가 감소된 전압은 Cin 단자로 입력된다. 따라서 IPM(100)에서는 분로 저항(R1)에 유기되는 A점 전압을 근거로 Cin 단자에 일정 전압 이상이 인가되면 과전류로 감지하여 입력되는 전원을 차단시키므로써 세탁기를 과전류로부터 보호한다.

도 3은 도 1과 도 2의 Cin 단자에 입력되는 전압을 오실로스코프로 찍은 파형으로서, 1번 파형은 종래 과전류 보호회로의 Cin 단자로 입력되는 전압의 파형이고, 2번 파형은 본 발명 회로의 Cin 단자로 입력되는 전압의 파형을 나타낸 것이다.

도 3의 1번 파형에 나타난 것처럼 종래의 과전류 보호회로에서는, 세탁기가 정,역 회전할 때의 전압 약 2.2V 가량이 그라운드 레벨(Ground Level)에서 위아래로 발생하고 있음을 알 수 있다. 즉, Cin 단자로 입력되는 전압은 노이즈의 영향을 심하게 받고 있다는 것을 나타낸다.

그러나 본 발명의 전압 폴로어(IC1)의 출력을 찍은 도 3의 2번 파형을 1번 파형과 비교해 보면 노이즈 레벨이 훨씬 작아짐을 알 수 있다. 이는 전압 폴로어(IC1)를 거치면서 노이즈가 줄어듬을 의미한다. 이렇게, 노이즈를 줄인 전압이 Cin 단자에 입력되므로 IPM(100)에서는 과전류를 보다 정확하게 검지할 수 있다.

입력 임피던스는 높고, 출력 임피던스는 낮은 특성을 가진 전압 폴로어를 추가하므로써 보다 안정된 과전류 보호회로로 동작시킬 수 있고, 또한 인버터 회로에서 가장 문제점으로 대두되고 있는 노이즈에 대해 강한 내성을 가지게 되므로 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 첨부한 도면과 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니다.

Claims (2)

1. 저항 R과 콘덴서 C로 이루어진 적분 회로 출력을 과전류 검지회로의 입력단자에 입력하여 과전류를 검지하는 과전류 보호회로에 있어서, 상기 적분 회로와 상기 과전류 검지회로의 입력단 사이에 전압 폴로어를 접속한 것을 특징으로 하는 인버터 세탁기의 과전류 보호회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 폴로어의 + 단자에는 상기 적분회로의 출력을 입력하고, 상기 전압 폴로어의 - 단자에는 상기 전압 폴로어의 출력을 피드백시키는 것을 특징으로 하는 인버터 세탁기의 과전류 보호회로.