KR20100029590A - Arc protection apparatus for inverter - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An arc protection apparatus for an inverter is provided to prevent damage to an output end part of and inverter due to overvoltage by stopping the inverter through outputting arc protect signal when output current at a secondary side of a transformer is abnormal. CONSTITUTION: An arc protection circuit(100) outputs an arc protection signal according to an abnormal current of secondary side output current of the transformer. A controller stops the operation of the inverter according to the arc protection signal from the arc protection circuit. A first detector(110) receives a secondary side output current of a transformer and outputs a detection voltage corresponding to the abnormal current. A second detection unit(120) outputs a switching control signal when a detection voltage outputted from the first detector is higher than the detection voltage.

Description

인버터의 아크 보호 장치 {Arc Protection Apparatus for Inverter}Arc Protection Apparatus for Inverter

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 arc protection circuit 100.

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 arc protection circuit 100, and from the arc protection circuit 100 to the TIMER stage. When the arc protection signal is input is configured to turn off the output of the inverter.

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 arc protection circuit 100 includes a first detector 110, a second detector 120, and an arc protection signal output unit 130.

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 first detector 110 includes a capacitor C10 connected in series with an IS_1 terminal, a diode D10 having an anode connected to the capacitor C10, a cathode connected to the second detector 120, and one end of a capacitor C10. ) And a resistor R10 connected between the diode D10 and the other end connected to the ground terminal.

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 first detector 110 includes a capacitor C2O connected in series to the IM_1 terminal, a diode D20 connected to the capacitor C20 and an anode connected to the second detector 120, and one end of the capacitor C2O. The resistor R20 is connected between the C20 and the diode D20 and the other end is connected to the ground terminal.

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 second detector 120 is connected to the diode D10 and the diode D20 of the first detector 110, and one end is connected to the other end of the resistor R30, and the other end is grounded. And a capacitor C30 connected to one end of the resistor R30 and one end of the resistor R40 and the other end connected to the ground terminal.

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 second detector 120 may include: a switching element Q1 having a gate terminal commonly connected to the other end of the resistor R30, one end of the resistor R40, and one end of the capacitor C30, and a source end connected to the ground terminal; The anode includes a diode D30 connected to the OVPT end of the inverter control unit U1 and a cathode connected to the drain end of the switching element Q1.

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 signal output unit 130 may include a resistor R50 commonly connected to the cathode of the diode D30 of the second detector 120 and the drain terminal of the switching element Q1, and one end of the resistor R50. A resistor R60 connected to the other end and connected to the VREF end of the inverter control unit U1 is included.

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 signal output unit 130 has a base terminal connected to the other end of the resistor R50 and one end of the resistor R60 in common, an emitter terminal connected to the VREF terminal of the inverter controller U1, and a collector terminal connected to the resistor ( R70 includes a switching element Q2 connected to the TIMER terminal of the inverter control unit U1.

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 first detector 110, respectively.

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 second detection unit 120 to operate the switching element Q1, so that the switching element Q1 operates. It doesn't work.

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 signal output unit 130 is turned on so that the VREF terminal voltage (for example, about 5.5 volts) of the inverter control unit U1 is the arc control signal as the arc control signal. It is applied to the TIMER stage of (U1).

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

Claims (6)

2차측에 커넥터가 설치된 트랜스포머를 포함하는 인버터에 있어서,In the inverter comprising a transformer provided with a connector on the secondary side, 상기 트랜스포머의 2차측 출력 전류중 이상 전류에 따라 아크 보호 신호를 출력하는 아크 보호 회로; 및An arc protection circuit for outputting an arc protection signal according to an abnormal current among secondary output currents of the transformer; And 상기 아크 보호 회로로부터 출력되는 아크 보호 신호에 따라 인버터의 동작을 중지시키는 제어부를 포함하는 인버터의 아크 보호 장치.And a control unit which stops the operation of the inverter in response to the arc protection signal output from the arc protection circuit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 아크 보호 회로는 상기 트랜스포머의 2차측 출력 전류를 인가받아 상기 이상 전류에 상응하는 레벨의 검출 전압을 출력하는 제1 검출부와, 상기 제1 검출부에서 출력된 검출 전압이 설정 레벨 이상이면 스위칭 제어 신호를 출력하는 제2 검출부 및 상기 제2 검출부에서 출력되는 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작하여 상기 아크 보호 신호를 생성하여 출력하는 아크 보호 신호 출력부를 포함하는 인버터의 아크 보호 장치.The arc protection circuit receives a secondary output current of the transformer and outputs a detection voltage having a level corresponding to the abnormal current, and a switching control signal when the detection voltage output from the first detection unit is equal to or higher than a set level. And an arc protection signal output unit configured to generate and output the arc protection signal by switching according to a switching control signal output from the second detection unit. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 검출부는 상기 트랜스포머의 2차측 권선의 일단에 직렬로 연결된 캐패시터와, 일단이 상기 캐패시터에 연결되고 타단이 상기 제2 검출부에 연결된 다이오드 및 일단이 상기 캐패시터와 상기 다이오드의 사이에 연결되고 타단이 접 지단에 연결된 저항을 포함하는 인버터의 아크 보호 장치.The first detector includes a capacitor connected in series to one end of the secondary winding of the transformer, a diode connected at one end to the capacitor, and at the other end connected to the second detector, and one end connected between the capacitor and the diode and the other end. Arc protection of the inverter, which includes a resistor connected to this ground terminal. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 검출부는 상기 제1 검출부에서 출력되는 상기 검출 전압이 설정 레벨 이상이면 동작하여 상기 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 소자를 포함하는 인버터의 아크 보호 장치.And the second detector includes a switching element that operates when the detected voltage output from the first detector is greater than or equal to a set level to output the switching control signal. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 아크 보호 신호 출력부는 상기 제2 검출부에서 출력되는 상기 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭 동작되어 상기 아크 보호 신호를 생성하여 출력하는 스위칭 소자를 포함하는 인버터의 아크 보호 장치.And the arc protection signal output unit includes a switching element configured to switch according to the switching control signal output from the second detection unit to generate and output the arc protection signal. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 5, 상기 트랜스포머는 복수이고, 상기 제1 검출부는 상기 복수의 트랜스포머에 대응되는 개수만큼 복수개 구비되어 상기 복수의 트랜스포머의 2차측 출력 전류를 각각 인가받아 상기 이상 전류에 상응하는 레벨의 검출 전압을 각각 출력하며, 상기 제2 검출부는 상기 복수의 제1 검출부의 각각으로부터 출력되는 각 검출 전압을 입력받아 동작되는 인버터의 아크 보호 장치.The transformer is provided in plural, and the first detection unit is provided in plural numbers corresponding to the plurality of transformers to receive the secondary output currents of the plurality of transformers, respectively, and output a detection voltage having a level corresponding to the abnormal current, respectively. And the second detector is operated by receiving respective detection voltages output from each of the plurality of first detectors.
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