KR200397547Y1 - 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 ｉｇｂｔ소자를이용한 전자척 가이드 - Google Patents

Abstract

전자척을 착자 또는 탈자시킬 경우에 있어서 부하의 쇼트 부하과전류 보호기능을 갖는 ＩＧＢＴ소자를 이용한 전자척 가이드에 관한 것으로, 입력단자에서 공급된 교류의 입력전원을 정류하여 전자척으로 직류전력을 공급하는 전력공급부, 전자척을 착자 또는 탈자시킬 경우, 입력 단자를 통해 공급되는 입력전원의 위상과 동기된 신호를 펄스폭변조방식으로 IGBT소자를 구동시켜 전자척에 공급하는 직류전력을 제어하는 마이크로 컨트롤러, 입력전원이 정상적으로 입력단자에 접속될 때만 마이크로 컨트롤러의 제어에 의해 전자척을 IGBT소자와 접속시키는 다수의 릴레이 및 전자척 가이드의 부하가 쇼트될 경우 또는 전자척에 정격이상의 전류가 흘러 전자척 가이드의 부하가 과전류인 경우에 전자척에 공급하는 직류전력을 차단시키는 보호회로부를 포함하며, 다수의 릴레이는 입력단자에 접속되는 제1의 릴레이와 IGBT소자에 접속되는 제2의 릴레이를 구비하는 구성을 마련한다.

상기와 같은 전자척 가이드를 이용하는 것에 의해, 전자척의 전원공급부의 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 ＩＧＢＴ소자를 이용한 전자척 가이드 {A Magnetic Chuck Guide Using IGBT Device With Load Short and Load Over Current Protection Fucntion}

본 고안은 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 ＩＧＢＴ소자를 이용한 전자척 가이드에 관한 것으로, 특히 전자척을 착자 또는 탈자시킬 경우에 있어서 부하의 쇼트 부하과전류 보호기능을 갖는 ＩＧＢＴ소자를 이용한 전자척 가이드에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 금속 피가공물을 가공할 때 과거에는 기계적 바이스를 사용하였으나 요즈음은 대부분 전자척과 전자척 가이드를 사용한다.

전자척 가이드의 사용에 대한 일반적인 개념은 전자척 가이드에 의해 전자척을 착자시키면 전자척 위에 놓인 금속 피가공물은 지지된다. 지지된 피가공물을 가공한 후에는 수초 정도 전자척을 탈자시키면 전자척으로 부터 피가공물이 분리되어 1회의 작업공정이 수행된다.

즉, 일예로서 밀링 및 연삭을 위한 공작기계는 전자척을 이용하여 공작물을 고정한 후, 공작물을 냉각시키기 위한 냉각수를 공급하면서 주축모터를 구동시켜 공작물을 밀링 및 연삭하는 공작기계로서 전자척용 전자석에 공급되는 전원을 단속해서 전자석을 자화(磁化)시킴과 아울러 작업공정이 수행된 후 자석에 공급되는 전원을 차단하여도 전자석에 잔류하는 자력을 전자척용 전자석에 공급되는 전원의 극성을 전환 공급하므로서 제거(탈자:脫磁)한다

그러나, 종래에는 전자척용 전자석에 공급되는 전원을 기계적으로 제어함으로써 전자석에 공급되는 전원을 하나 혹은 매우 좁은 범위로만 조절 가능하다는 결점이 있다.

뿐만 아니라, 종래의 공작기계는 작업을 하기 전이나 작업 중에 입력전원이나 퓨즈 등의 이상유무를 알 수 없어, 안전사고를 일으킬 우려가 있을뿐더러 이로 인해 공작기계가 오동작을 일으킬 우려가 크다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 방법의 일례가 대한민국 공개특허공보 2004-0065380호에 개시되어 있다.

즉, 상기 공보에 있어서는 밀링 또는 연삭을 위한 공작기계의 각종 동작을 선택하는 다수의 키들로 구성된 키 패널, 전자석의 자화를 위해 공급되는 전원레벨을 설정하는 전자석 전원 설정부, 전자석에 고정되었던 공작물의 탈자를 위해 공급되는 전원레벨과 탈자속도를 설정하는 탈자 전압 및 속도 설정부, 키 패널의 조작에 따라 전자석 전원 설정부 및 탈자 전압 및 속도 설정부에 의해 설정된 전압과 속도에 맞게 정류 및 스위칭부를 구동시켜 전자석의 자화 및 탈자를 위한 전원을 제어하는 CPU, CPU의 제어로 교류전원을 정류하여 전자석의 자화를 위한 전원으로 공급하였다가 작업이 완료되었을 때 전자석에 공급되는 전원을 점진적으로 낮추면서 일정시간 간격을 두고 극성을 변환시켜 전자석에 고정된 공작물을 탈자시키는 정류 및 스위칭부 및 상기 CPU에 의해 구동되는 공작기계의 동작상태를 표시하는 표시부를 포함하는 전자척용 전자석의 구동 제어장치에 관해 개시되어 있다.

그러나, 상기 공보에 개시된 종래의 전자척 가이드는 보호회로의 기능이 없으므로서 전자척의 절연불량이나 작업자의 실수등 여러 원인에 의해 부하가 쇼트되거나 또는 부하에 정격이상의 과전류가 흐르면 전자척 가이드에 사용되는 전력소자가 파손되고, 작업자의 착오로 입력전원 AC 220V를 전자척 가이드의 출력 단자에 접속하면 입력전원은 전자척 가이더의 내부로 가해져서 전력소자등을 파괴시킨다는 문제점이 있었다.

또, 이러한 전자척 가이드의 파손이 현실적으로 작업현장에서 종종 발생하므로서 전자척 가이드의 사용효율이 저하되고, 생산 작업이 중단되고, A/S처리에 대한 경비부담이 크고, 공급자와 사용자간의 고장원인에 대한 갈등을 야기시키는 등 많은 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 마이크로 컨트롤러부에 의해 IGBT를 구동시켜 전자척에 공급하는 출력을 제어하여 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 ＩＧＢＴ소자를 이용한 전자척 가이드를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 전자척의 절연 불량등으로 인해 전자척 가이드의 부하가 쇼트될 때 전자척에 공급하는 전력을 고속으로 차단하여 전자척 가이드의 파손을 보호함과 동시에 부하의 쇼트를 표시하여 통지하는 전자척 가이드를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 전자척에 정격전류 이상의 과전류가 흐를 때 전자척에 공급하는 전력을 차단하여 전자척 가이드의 파손을 보호함과 동시에 부하의 과부하를 표시하여 통지하는 전자척 가이드를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 작업자의 착오로 전자척 가이드의 출력단자에 입력전원 AC 220V을 접속해도 마이크로 콘터롤러와 릴레이1를 사용하여 전자척 가이드의 파손을 보호할 수 있는 전자척 가이드를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 전자척 가이드는 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드에 있어서, 입력단자에서 공급된 교류의 입력전원을 정류하여 상기 전자척으로 직류전력을 공급하는 전력공급부, 상기 전자척을 착자 또는 탈자시킬 경우, 상기 입력 단자를 통해 공급되는 입력전원의 위상과 동기된 신호를 펄스폭변조방식으로 상기 IGBT소자를 구동시켜 상기 전자척에 공급하는 교류전력을 제어하는 마이크로 컨트롤러, 상기 입력전원이 정상적으로 상기 입력단자에 접속될 때만 상기 마이크로 컨트롤러의 제어에 의해 상기 전자척을 상기 IGBT소자와 접속시키는 다수의 릴레이 및 상기 전자척 가이드의 부하가 쇼트될 경우 또는 상기 전자척에 정격이상의 전류가 흘러 상기 전자척 가이드의 부하가 과전류인 경우에 상기 전자척에 공급하는 상기 직류전력을 차단시키는 보호회로부를 포함하며, 상기 다수의 릴레이는 상기 입력단자에 접속되는 제1의 릴레이와 상기 직류전력의 극성을 순차적으로 교번시켜 탈자기능을 수행하는 제2의 릴레이를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 전자척 가이드에 있어서, 상기 전력공급부는 상기 IGBT소자를 보호하는 스너버 회로를 포함하고, 상기 스너버 회로는 스너버 다이오드, 저항 및 콘덴서로 이루어진 RCD 스너버 회로인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 전자척 가이드에 있어서, 상기 전자척에 대한 설정전압과 부하전류를 디지털 값으로 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 전자척 가이드에 있어서, 상기 보호회로부에 의한 교류전력의 차단시, 부하쇼트 LED 또는 부하과전류 LED를 점등시킴과 동시에 부하쇼트 경보부저 또는 부하과전류 경보부저를 울리게 하는 경보 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 전자척 가이드에 있어서, 상기 제1의의 릴레이는 전원스위치를 ON하면 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 3초 후 상기 입력단자에 접속된 교류의 입력전원을 정류기에 접속시키는 릴레이1-1접점과 출력단자에 연결되어있는 전자척을 상기 IGBT소자에 접속시키는 릴레이1-2접점를 구비하고, 상기 제2의 릴레이는 탈자스위치를 ON한 경우 상기 마이크로 컨트롤러에 출력단자에 연결되어 있는 전자척에 공급하는 직류전력의 극성을 전환시키는 제2의 릴레이를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 상기 및 그밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 고안의 구성을 도면에 따라서 설명한다.

또한, 본 고안의 설명에 있어서는 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

도 1은 본 고안에 따른 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드를 나타낸 시스템 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자척 가이드는 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드로서, 입력단자에는 입력전원 AC 220V이 접속되고, 출력단자에는 정격의 전자척이 접속되며, 크게 마이크로 컨트롤러부(100), 보호회로부(200), 전력공급부(300)로 이루어진다.

이 마이크로 컨트롤러부(100)는 마이크로 컨트롤러(110), 조작반(120), 제1의 릴레이 및 구동회로(130), 제2의 릴레이 및 구동회로(140), IGBT 구동회로(150), 디스플레이(160), 60Hz 위상검출회로(170)를 구비한다.

또, 보호회로부(200)는 전류검출용 칩(Chip)저항기(210), 전류검출용 홀센서(220), 부하쇼트보호회로(230), 부하과전류 보호회로(240)로 이루어지며, 전력공급부(300)는 입력단자(310), 릴레이1-1접점(1b)(320), 정류기(330), IGBT(340), 스너버회로(341), 릴레이1-2접점(1b)(350), 릴레이1-1접점(2a,2b)(360), 출력단자(370, 각부직류전원공급회로(380)로 이루어진다.

다음에 도 1에 도시된 각각의 구성 요소 및 작용에 대해 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드의 전력공급부를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 마이크로 컨트롤러부(100)는 조작반(120)의 전원 스위치를 ON하면 전원 LED을 점등시키고, 마이크로 컨트롤러(110), IGBT구동회로(150), 제1의 릴레이 구동회로(130) 및 제2의 릴레이 구동회로(140)는 각부의 직류전원공급회로로 부터 동작전원인 직류전압을 공급받는다.

이 때 마이크로 컨트롤러(110)는 IGBT구동회로(150)에 의해 IGBT의 게이트(GATE)에 -5V의 직류전압이 가해져서 IGBT(340)가 OFF된 상태에서 각부의 회로가 안정상태로 정착하는데 걸리는 필요한 정착시간인 약 3초가 지난 후, 제1의 릴레이(130)을 작동시켜 릴레이접점1-1(1b접점)에 의해 입력전원은 정류기에 접속되어지고, 릴레이접점1-2(1b접점)에 의해 출력단자는 IGBT소자에 접속되어진다. 이러한 제1의 릴레이(130)의 작동은 착자/탈자 스위치 또는 전원 스위치의 연속적인 절환에 따른 오동작을 예방하고, 특히 제1의 릴레이 접점1-2(1b접점)은 작업자의 착오로 전자척 가이드의 출력단자에 입력전원 AC 220V을 접속한 경우 전자척 가이드의 파손을 보호한다.

그리고, 조작반(120)의 착자/탈자 스위치를 착자측에 두면 착자/탈자 LED 가 점등되고, 마이크로 컨트롤러(110)는 60Hz 위상검출회로(170)에 의해 입력전원의 위상과 동기된 신호를 펄스폭 변조방식(Pulse Width Modulation)으로 출력시켜 IGBT(340)의 게이트에 가하여 IGBT를 ON시키고, 출력단자에 접속된 전자척에 설정전압에 해당되는 출력이 공급되어 착자동작을 수행한다.

이 때 조작반(120)의 설정전압볼륨의 조정에 의해 설정전압은 DC 0V에서 90V까지 가변되고, 이 전압은 디스플레이((160)에 디지털 값으로 표시된다. 착자/탈자 스위치를 중앙 위치에 두면 착자/탈자 LED가 소등되고, 착자동작이 정지된다.

또, 조작반(120)의 착자/탈자 스위치를 탈자측으로 하면, 스위치는 자동적으로 중앙위치로 복귀된 후 착자/탈자 LED가 점멸되면서, 마이크로 컨트롤러(110)에 의해 입력전원의 위상과 동기된 신호를 펄스폭변조방식으로 IGBT(340)와 제2의 릴레이(140)를 구동시켜 약 70V의 DC 전압의 극성이 순차적으로 바뀌면서 출력단자에 접속된 전자척에 공급되어 탈자동작을 5초 또는 10초간 수행한다. 이 때 탈자시간은 탈자시간 스위치에 의해 5초 또는 10초로 설정할 수 있다.

한편, 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드의 보호회로부(200)에 있어서, 부하쇼트 보호회로(230)는 고속용 차동연산증폭기, 부하쇼트 전류설정회로, 전압비교기, 고속용 옵토 카플러(Opto Coupler), 고역필터, 슈미터 트리거 인버터(Schmitt Trigger Inverter), 플립플롭 등으로 이루어져 있다.

또, 부하과전류 보호회로(240)는 버퍼(Buffer)연산증폭기, 저역필터, 전압비교기, 부하과전류 설정회로, 플립플롭 등으로 이루어져 있다.

부하쇼트 보호회로(230)는 전자척의 절연 불량 등으로 인해 부하가 쇼트될 때 전류검출용 칩(Chip)저항기(210)에 의해 쇼트전류에 해당되는 미소전압을 검출하여 고속용 차동연산증폭기를 사용하여 증폭시켜 전압비교기에 인가한다. 전압비교기에서는 부하전력을 차단하기 위한 부하쇼트 전류설정회로에서 설정되는 설정전압보다 높은 전압이 입력되면 전압비교기의 출력은 5V에서 0V로 되고, 고속용 옵토 카플러의 포토다이오드 및 포토트랜지스터가 ON된다.

이 때 고속용 옵토 카플러의 출력은 고역필터와 슈미터 트리거 인버터를 거쳐 플립플롭의 클럭입력단자에 인가된다. 부하쇼트시에 플립플롭의 클럭입력은 0V에서 5V로 상승되어 출력Q는 5V로 되어 Q11트랜지스터를 ON시켜 부하쇼트 LED를 점등시키고, 부하쇼트 경보부저를 울리는 한편, 출력 트랜지스터는 0V로 되어 3입력 AND 게이트의 출력을 0V로 하여 IGBT구동회로(150)를 OFF시켜 IGBT(340)의 게이트에 -5V의 전압을 인가한다.

이 때 IGBT는 OFF되어 부하에 공급하는 전력에 따라 수μs에서 수백μs정도내에 차단시켜 정류기 및 IGBT소자등의 파손을 보호한다.

또, 부하과전류 보호회로(240)는 정격이상의 전자척을 출력단자에 접속시켜 과전류가 흐를 때, 전류검출용 홀센서(220)에 의해 과전류에 해당하는 전압을 검출하여 버퍼 연산증폭기와 저역필터를 통해 전압비교기에 인가한다. 전압비교기에서는 부하전력을 차단하는 부하과전류 설정회로에서 설정되는 설정전압보다 높은 전압이 입력되면 전압비교기의 출력은 0V에서 5V로 된다.

이 전압비교기의 출력은 플립플롭의 클럭 입력단자에 가해 져서 출력트랜지스터는 5V로 되고 과전류 LED을 점등시키고, 과전류 경보부저를 울리는 한편,출력 트랜지스터는 0V로 되어 3입력 AND 게이트의 출력을 0V로 하여 IGBT구동회로(340)를 OFF시켜 IGBT의 게이트에는 -5V의 전압을 인가한다.

이 때 IGBT(340)는 OFF되어 부하에 공급하는 전력을 차단시켜 정류기 및 IGBT소자등의 파손을 보호한다.

한편, 본 고안에 따른 완벽한 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드의전력공급부(300)는 입력단자(310), 릴레이1-1접점(1a)(320), 정류기(330), IGBT(340), 릴레이1-2접점(1a)(350), 릴레이2접점(2a,2b)(360), 출력단자(370)로 이루어진다.

입력전원 AC 220V가 입력단자에 공급되고, 조작반의 전원스위치를 ON하면 약 3초후에 릴레이1-1접점(1a)(320)이 ON되어 입력전원은 정류기(330)에 의해 전파 정류되어서 IGBT(340)에 가해지고 동시에 릴레이1-2접점(1a)(350)이 ON되어 출력단자(370)는 IGBT(340)에 접속되어진다.

본 고안에 있어서는 IGBT가 OFF동작시에 콜렉터와 에미터간에 발생하는 첨두전압을 억제시켜 IGBT를 보호하기 위해 스너버 다이오드DS, 저항RS 및 콘덴서CS로 이루어진 RCD 스너버 회로(Snubber Circuit)(341)를 상기 정류기(330)의 출력단에 마련한다.

전자척의 탈자동작시 릴레이2접점(2a,2b)(360)은 마이크로 컨트롤러(110)에 의해 교번적으로 작동되므로서, DC출력의 극성이 순차적으로 바뀌면서 출력단자에 공급되어 전자척이 탈자된다.

작업자의 착오로 전자척 가이드의 출력단자에 입력전원 AC 220V를 접속하면, 릴레이1-2접점이 평상시에 개방되어 있으므로, 착오로 출력단자에 접속된 입력전원 AC 220V는 IGBT, 부하역전압 흡수 다이오드(도 4에서 Dr), 정류기 등의 전력소자와 접속되지 않으므로서 전자척 가이드의 파손은 없게 된다.

다음은 부하의 쇼트시에 부하쇼트 보호회로(230)가 동작될 때, 실제로 측정한 IGBT(340)의 게이트-에미터간 전압(Vge), 콜렉터-에미터간 전압(Vce)과 콜렉터전류(Ic)의 파형을 중심으로 도 3에 따라 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드의 부하가 쇼트된 경우, 부하쇼트 보호회로가 동작할 때 IGBT의 게이트-에미터간 전압(Vge)과 콜렉터-에미터간 전압(Vce)과 콜렉터전류(Ic)의 파형을 나타낸 도면이다.

실제의 예로 전자척 가이드의 부하를 쇼트시켜 놓고, 전원스위치를 ON하고 착자/탈자 스위치를 착자측으로 두면, 전자척 가이드의 부하는 대전류의 쇼트전류가 흐르게 된다.

이 때, 부하쇼트 보호회로(230)가 동작하여 IGBT는 OFF되어 IGBT와 정류기등 전력소자의 파손을 보호하게 되며, 이 때의 IGBT의 게이트-에미터간 전압(Vge)과 콜렉터-에미터간 전압(Vce)과 콜렉터전류(Ic)의 파형을 도 3에 나타 내었다.

도 3에서 파형①은 게이트-에미터간 전압(Vge), 파형②는 콜렉터-에미터간 전압(Vce), 파형③은 콜렉터전류(Ic)로서 쇼트차단 설정전류(약 40A에 해당)에서 보호회로가 작동하여 게이트-에미터간 전압(Vge)을 15V에서 -5V로 급변되고, 콜렉터-에미터간 전압(Vce)은 약 0V에서 약 380V로 급변되어 IGBT는 10㎲ 정도내에 OFF된다.

이 때 콜렉터전류(Ic)는 쇼트차단 설정전류인 약 40A에서 0A로 근접되어 출력에 공급하는 전력을 차단하고 IGBT와 정류기등 전력소자의 파손을 보호할 수 있음을 나타낸다.

이상 기술한 바와 같이, 본 고안에 있어서는 전자척을 착자 또는 탈자시킬 경우에 마이크로 컨트롤러부(100)에 의해 IGBT소자를 구동시켜 전자척에 공급하는 출력전력을 제어하고, 설정전압과 출력전류를 디지털 값으로 디스플레이한다.

또, 전자척의 절연 불량등으로 인해 전자척 가이드의 부하가 쇼트될 때, 그리고 정격이상의 부하를 접속하여 과전류가 흐를 때, 부하쇼트 및 부하과전류 보호회로부가 동작하여 고속으로 출력전력을 차단시켜 전력소자들의 파손을 사전에 보호하고, 조작반에 있는 부하쇼트 또는 부하과전류의 LED 점등과 경보부저를 울리게 하여 전자척의 문제점을 즉시 해결할 수 있게된다.

또한, 본 고안에 있어서는 도 2에서 작업자의 착오로 전자척 가이드의 출력단자에 입력전원 AC 220V을 접속하면, 릴레이1-2(1a)의 접점이 평소 개방되어 있으므로, 출력단자에 착오로 접속된 AC 220V는 IGBT소자와 정류기에 접속되지 않으므로 이 전력소자들의 파손을 보호할 수 있게 된다.

이상 본 고안자에 의해서 이루어진 고안을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 고안은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

즉, 상기 실시예에 있어서는 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드의 실시예에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 IGBT소자에 대응하는 전자적 소자를 사용하여 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 실현할 수 있음음 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드에 의하면, 고속차단스위치 사용으로 부하단락시 전원공급부의 각종 전자소자 보호 및 출력단으로의 전원투입에 따른 전원회로부의 보호가 가능한 회로을 제공함으로서 전자척의 전원공급부의 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다는 효과가 얻어진다.

즉, 본 고안에 의하면, 작업자의 착오로 전자척 가이드의 출력단자에 입력전원 AC 220V을 접속하면 릴레이1-2접점(1a)이 개방되어 있으므로 출력단자에 착오로 접속된 AC 220V는 IGBT소자와 정류기에 접속되지 않으므로 전력소자들의 파손을 보호할 수 있게 된다.

또, 본 고안에 따른 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드에 의하면, 고장율을 극소화시키므로서 작업효율의 향상, 전자척 가이드의 재구입 또는 A/S 비용의 절감, 공급자와 사용자간의 고장원인 대한 갈등을 해소할 수 있다는 효과도 얻어진다.

도 1은 본 고안에 따른 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드를 나타낸 시스템 블록도,

도 2는 본 고안에 따른 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드의 전력공급부를 나타낸 도면,

도 3은 본 고안에 따른 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드의 부하가 쇼트된 경우의 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 마이크로 컨트롤부 110 : 마이크로 컨트롤러

120 : 조작반 130 : 릴레이

150 : IGBT 구동회로 160 : 디스플레이

170 : 위상검출회로 200 : 보호 회로부

300 : 전력 공급부

Claims (5)

1. 부하쇼트 및 부하과전류 보호기능을 갖는 IGBT소자를 이용한 전자척 가이드에 있어서,

   입력단자에서 공급된 교류의 입력전원을 정류하여 상기 전자척으로 직류전력을 공급하는 전력공급부,

   상기 전자척을 착자 또는 탈자시킬 경우, 상기 입력 단자를 통해 공급되는 입력전원의 위상과 동기된 신호를 펄스폭변조방식으로 상기 IGBT소자를 구동시켜 상기 전자척에 공급하는 직류전력을 제어하는 마이크로 컨트롤러,

   상기 입력전원이 정상적으로 상기 입력단자에 접속될 때만 상기 마이크로 컨트롤러의 제어에 의해 상기 전자척을 상기 IGBT소자와 접속시키는 다수의 릴레이 및

   상기 전자척 가이드의 부하가 쇼트될 경우 또는 상기 전자척에 정격이상의 전류가 흘러 상기 전자척 가이드의 부하가 과전류인 경우에 상기 전자척에 공급하는 상기 직류전력을 차단시키는 보호회로부를 포함하며,

   상기 다수의 릴레이는 상기 입력단자에 접속되는 제1의 릴레이와 상기 직류전력의 극성을 순차적으로 교번시켜 탈자기능을 수행하는 제2의 릴레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자척 가이드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전력공급부는 상기 IGBT소자를 보호하는 스너버 회로를 포함하고,

   상기 스너버 회로는 스너버 다이오드, 저항 및 콘덴서로 이루어진 RCD 스너버 회로인 것을 특징으로 하는 전자척 가이드.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 전자척에 대한 설정전압과 부하전류를 디지털 값으로 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자척 가이드.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 보호회로부에 의한 직류전력의 차단시, 부하쇼트 LED 또는 부하과전류 LED를 점등시킴과 동시에 부하쇼트 경보부저 또는 부하과전류 경보부저를 울리게 하는 경보 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자척 가이드.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제1의의 릴레이는 전원스위치를 ON하면 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 3초 후 상기 입력단자에 접속된 교류의 입력전원을 정류기에 접속시키는 릴레이1-1접점과 출력단자에 연결되어있는 전자척을 상기 IGBT소자에 접속시키는 릴레이1-2접점를 구비하고,

   상기 제2의 릴레이는 탈자스위치를 ON한 경우 상기 마이크로 컨트롤러에 출력단자에 연결되어 있는 전자척에 공급하는 직류전력의 극성을 전환시키는 제2의 릴레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자척 가이드.