KR20100029590A - Arc protection apparatus for inverter - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 인버터의 아크 보호 장치에 관한 것이다.Embodiments relate to an arc protection device of an inverter.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 적용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 영상을 표시하게 된다.In general, the liquid crystal display (hereinafter referred to as "LCD") is a trend that the application range is gradually increasing due to the characteristics such as light weight, thin, low power consumption driving. According to this trend, LCD is applied to office automation equipment, audio / video equipment and the like. On the other hand, the LCD displays the image by adjusting the transmission amount of the light beam according to the image signal applied to the plurality of control switches arranged in a matrix form.
통상, LCD는 자체적으로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정판 후면에 투과율이 큰 백라이트(back light)를 설치함으로써 균일한 휘도로 LCD에 표시된 영상을 선명하게 볼 수 있도록 하고 있다. In general, since LCDs are light-receiving elements that do not emit light by themselves, a backlight having a large transmittance is provided on the rear side of the liquid crystal panel so that the image displayed on the LCD can be clearly seen with uniform brightness.
LCD 백라이트로는 냉 음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)가 주로 사용되고 있다.Cold Cathode Fluorescent Lamps (CCFLs) are commonly used as LCD backlights.
이러한, LCD 백라이트를 구동하는 데에는 인버터라는 장치가 필요한데, 인버터는 직류전원을 고전압의 교류전원으로 변환해서 LCD 백라이트에 인가함으로써 LCD 백라이트를 구동한다.In order to drive the LCD backlight, an apparatus called an inverter is required, and the inverter drives the LCD backlight by converting a DC power into a high voltage AC power and applying the same to the LCD backlight.
엘시디 백라이트용 인버터는, 인버터 제어부가 마스터 보드(Master Board)의 스위칭부와 슬레이브 보드(Slave Board)의 스위칭부의 스위칭동작을 각각 제어하고, 각 스위칭부가 마스터 보드의 트랜스포머와 슬레이브 보드의 트랜스포머의 입력단 전압을 스위칭하며, 각 트랜스포머는 권선비에 의해 승압된 교류전압을 출력한다.In the inverter for LCD backlight, the inverter controller controls the switching operation of the switching unit of the master board and the switching unit of the slave board, respectively, and each switching unit input voltage of the transformer of the master board and the transformer of the slave board. Each transformer outputs an AC voltage boosted by the turns ratio.
상기 트랜스포머에서 출력된 교류전압은 마스터 보드의 커넥터와 슬레이브 보드의 커넥터를 통해 램프의 입력단에 인가되어 램프를 구동하도록 이루어져 있다. The AC voltage output from the transformer is applied to the input terminal of the lamp through the connector of the master board and the connector of the slave board to drive the lamp.
그런데, 인버터의 각 트랜스포머의 2차측 권선에는 고전압이 출력되기 때문에, 커넥터의 연결이 불안정할 경우, 아크 방전으로 인해 스파크가 발생되어 화재의 위험이 있는 문제점이 있다.However, since the high voltage is output to the secondary windings of the transformers of the inverter, when the connection of the connector is unstable, sparks are generated due to arc discharge, thereby causing a risk of fire.
실시예에 따른 인버터의 아크 보호 장치는 인버터의 커넥터 연결이 불안정할 경우 발생되는 아크 방전 및 그로 인한 화재를 방지할 수가 있다.The arc protection device of the inverter according to the embodiment can prevent the arc discharge generated when the connector connection of the inverter is unstable and the resulting fire.
실시예에 따른 인버터의 아크 보호 장치는 2차측에 커넥터가 설치된 트랜스포머를 포함하고, 트랜스포머의 2차측 출력 전류중 이상 전류에 따라 아크 보호 신호를 출력하는 아크 보호 회로 및, 아크 보호 회로로부터 출력되는 아크 보호 신호에 따라 인버터의 동작을 중지시키는 제어부를 포함한다.The arc protection device of the inverter according to the embodiment includes a transformer provided with a connector on the secondary side, the arc protection circuit for outputting the arc protection signal according to the abnormal current of the secondary output current of the transformer, and the arc output from the arc protection circuit And a controller for stopping the operation of the inverter according to the protection signal.
실시예에 따른 인버터의 아크 보호 장치는 커넥터의 불안정한 연결에 의한 아크 방전과 그로 인한 화재를 방지함과 더불어, 추가적으로 과전압에 의해 인버터의 출력측 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The arc protection device of the inverter according to the embodiment prevents the arc discharge due to the unstable connection of the connector and the resulting fire, and further has the effect of preventing damage to the output-side components of the inverter due to overvoltage.
이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 아크 보호 장치의 개략적인 회로도이다. 본 발명의 실시예에 따른 인버터의 아크 보호 장치는 마스터 보드의 트랜스포머(T1)과 슬레이브 보드의 트랜스포머(T2)와 인버터 제어부(U1) 및 아크 보호 회로(100)를 포함한다.1 is a schematic circuit diagram of an arc protection device of an inverter according to an embodiment of the present invention. An arc protection device of an inverter according to an embodiment of the present invention includes a transformer T1 of a master board, a transformer T2 of a slave board, an inverter controller U1, and an
상기 트랜스포머(T1)와 트랜스포머(T2)의 각 2차측 권선(W1, W2)에는 다이오드(D1, D2)와 다수의 저항(R1~R10)과 IS_1 단자 및 IM_1 단자가 연결되어 있다.The secondary windings W1 and W2 of the transformer T1 and the transformer T2 are connected with diodes D1 and D2, a plurality of resistors R1 to R10, IS_1 terminals, and IM_1 terminals.
상기 인버터 제어부(U1)는 TIMER 단(15번 핀)과 OVPT 단(16번 핀) 및 VREF 단(21번 핀)이 아크 보호 회로(100)에 연결되며, 아크 보호 회로(100)로부터 TIMER단으로 아크 보호 신호가 입력되면 인버터의 출력을 오프시키도록 구성된다.The inverter control unit U1 has a TIMER stage (pin 15), an OVPT stage (pin 16) and a VREF stage (pin 21) connected to the
상기 아크 보호 회로(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 검출부(110)와 제2 검출부(120) 및 아크 보호 신호 출력부(130)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
상기 제1 검출부(110)는 IS_1 단자에 직렬로 연결된 캐패시터(C1O)와, 애노 드가 캐패시터(C10)에 연결되고 캐소드가 제2 검출부(120)에 연결된 다이오드(D10) 및, 일단이 캐패시터(C10)와 다이오드(D10)의 사이에 연결되고 타단이 접지단에 연결된 저항(R10)을 포함한다.The
또한, 제1 검출부(110)는 IM_1 단자에 직렬로 연결된 캐패시터(C2O)와, 애노드가 캐패시터(C20)에 연결되고 캐소드가 제2 검출부(120)에 연결된 다이오드(D20) 및, 일단이 캐패시터(C20)와 다이오드(D20)의 사이에 연결되고 타단이 접지단에 연결된 저항(R20)을 포함한다.In addition, the
상기 제2 검출부(120)는 일단이 제1 검출부(110)의 다이오드(D10) 및 다이오드(D20)에 공통 연결된 저항(R30)과, 일단이 저항(R30)의 타단에 연결되고 타단이 접지단에 연결된 저항(R40)과, 일단이 저항(R30)의 타단과 저항(R40)의 일단에 연결되고 타단이 접지단에 연결된 캐패시터(C30)를 포함한다.One end of the
또한, 제2 검출부(120)는 게이트 단이 저항(R30)의 타단과 저항(R40)의 일단 및 캐패시터(C30)의 일단에 공통 연결되고 소스 단이 접지단에 연결된 스위칭 소자(Q1)와, 애노드가 인버터 제어부(U1)의 OVPT 단에 연결되고 캐소드가 스위칭 소자(Q1)의 드레인 단에 연결된 다이오드(D30)를 포함한다.In addition, the
구체적으로, 상기 스위칭 소자(Q1)는 MOSFET일 수 있다.In detail, the switching element Q1 may be a MOSFET.
상기 아크 보호 신호 출력부(130)는 일단이 제2 검출부(120)의 다이오드(D30)의 캐소드와 스위칭 소자(Q1)의 드레인 단에 공통 연결된 저항(R50)과, 일단이 저항(R50)의 타단에 연결되고 타단이 인버터 제어부(U1)의 VREF 단에 연결된 저항(R60)을 포함한다.One end of the arc protection
또한, 아크 보호 신호 출력부(130)는 베이스단이 저항(R50)의 타단과 저항(R60)의 일단에 공통 연결되고 이미터단이 인버터 제어부(U1)의 VREF 단에 연결되며 컬렉터단이 저항(R70)을 통해 인버터 제어부(U1)의 TIMER 단에 연결된 스위칭 소자(Q2)를 포함한다.In addition, the arc protection
구체적으로, 스위칭 소자(Q2)는 트랜지스터일 수 있다.In detail, the switching element Q2 may be a transistor.
이제 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 대한 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.With reference to the accompanying drawings will now be described the effect of the embodiment of the present invention configured as described above.
트랜스포머(T1)와 트랜스포머(T2)의 2차측 출력 전류중 이상 전류는 제1 검출부(110)의 캐패시터(C10)와 캐패시터(C20)에서 각각 검출된다.The abnormal current among the secondary output currents of the transformer T1 and the transformer T2 is detected by the capacitor C10 and the capacitor C20 of the
트랜스포머(T1)와 트랜스포머(T2)의 2차측 커넥터(도시되지 않음)가 안정적으로 연결되어 아크가 발생하지 않은 경우에는, 트랜스포머(T1)와 트랜스포머(T2)의 2차측 출력 전류에 이상 전류가 발생되지 않음에 따라 제2 검출부(120)의 스위칭 소자(Q1)의 게이트 단에는 스위칭 소자(Q1)를 동작시키는 전압 이하의 전압(대략, 0 볼트 정도)이 인가되므로, 스위칭 소자(Q1)가 동작되지 않는다.When the transformer T1 and the secondary connector (not shown) of the transformer T2 are stably connected and no arc occurs, an abnormal current occurs in the secondary output current of the transformer T1 and the transformer T2. As a result, a voltage (approximately 0 volts) or less is applied to the gate terminal of the switching element Q1 of the
만약, 트랜스포머(T1)와 2차측 커넥터 또는 트랜스포머(T2)의 2차측 커넥터가 불안정하게 연결되어 트랜스포머(T1)의 2차측 또는 트랜스포머(T2)의 2차측 출력 전류에 일정 값 이상의 변동이 발생되어 아크가 발생하면, 스위칭 소자(Q1)의 게이트 단에는 스위칭 소자(Q1)를 동작시키는 전압 이상의 전압(커넥터의 연결 상태에 따라 대략, 2~5 볼트 정도)이 인가되므로, 스위칭 소자(Q1)가 턴온된다.If the transformer T1 and the secondary connector or the secondary connector of the transformer T2 are unstablely connected, the arc of the secondary output of the transformer T1 or the secondary output current of the transformer T2 may cause a fluctuation of more than a predetermined value. Is generated, a voltage (approximately 2 to 5 volts depending on the connection state of the connector) of the voltage higher than the voltage for operating the switching element Q1 is applied to the gate terminal of the switching element Q1, so that the switching element Q1 is turned on. do.
스위칭 소자(Q1)가 턴온되면, 아크 보호 신호 출력부(130)의 스위칭 소자(Q2)가 턴온되어, 인버터 제어부(U1)의 VREF 단 전압(예컨대, 5.5 볼트 정도)이 아크 보호 신호로서 인버터 제어부(U1)의 TIMER 단에 인가된다.When the switching element Q1 is turned on, the switching element Q2 of the arc protection
인버터 제어부(U1)는 TIMER 단에 아크 보호 신호가 입력됨에 따라, 즉시 인버터의 출력을 오프시킴으로써, 트랜스포머(T1) 또는 트랜스포머(T2)의 2차측 커넥터의 불안정한 연결에 의한 아크 방전과 그로 인한 화재를 방지함과 더불어, 추가적으로 과전압에 의해 인버터의 출력측 부품이 파손되는 것을 방지한다.The inverter control unit U1 immediately turns off the output of the inverter as the arc protection signal is input to the TIMER stage, thereby preventing the arc discharge caused by the unstable connection of the transformer T1 or the secondary connector of the transformer T2 and the resulting fire. In addition to preventing the damage, the output component of the inverter is additionally prevented from being damaged by overvoltage.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 아크 보호 장치의 개략적인 회로도.1 is a schematic circuit diagram of an arc protection device of an inverter according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 아크 보호 회로의 상세 회로도.2 is a detailed circuit diagram of the arc protection circuit shown in FIG.
<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>
T1, T2: 트랜스포머 U1: 인버터 제어부T1, T2: Transformer U1: Inverter Control Unit
100: 아크 보호 회로 110: 제1 검출부100: arc protection circuit 110: first detection unit
120: 제2 검출부 130: 아크 보호 신호 출력부120: second detection unit 130: arc protection signal output unit
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Applications Claiming Priority (1)
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