KR20190111550A - Power converter and overcurrent protection method thereof - Google Patents

Power converter and overcurrent protection method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20190111550A
KR20190111550A KR1020180033841A KR20180033841A KR20190111550A KR 20190111550 A KR20190111550 A KR 20190111550A KR 1020180033841 A KR1020180033841 A KR 1020180033841A KR 20180033841 A KR20180033841 A KR 20180033841A KR 20190111550 A KR20190111550 A KR 20190111550A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power semiconductor
signal
overcurrent
gate
power
Prior art date
Application number
KR1020180033841A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102112105B1 (en
Inventor
김근영
안강순
오용승
Original Assignee
주식회사 윌링스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 윌링스 filed Critical 주식회사 윌링스
Priority to KR1020180033841A priority Critical patent/KR102112105B1/en
Publication of KR20190111550A publication Critical patent/KR20190111550A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102112105B1 publication Critical patent/KR102112105B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/125—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

The present invention provides a power converter which applies a block sequence of a power semiconductor element so as to detect and protect overcurrent. The power converter detects an overcurrent occurrence in a plurality of power semiconductor elements to sequentially block a gate signal outputted to the power semiconductor element so as to prevent the plurality of semiconductor elements from being damaged from the overcurrent.

Description

전력변환장치 및 이의 과전류 보호방법{Power converter and overcurrent protection method thereof}Power converter and its overcurrent protection method

본 발명은 전력변환장치에 관한 것으로, 특히 전력반도체 소자에서 발생되는 과전류를 검출하여 차단함으로써 전력변환장치의 동작 안정성을 높일 수 있는 전력변환장치 및 이의 과전류 보호방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device, and more particularly, to a power conversion device and an overcurrent protection method thereof capable of increasing operational stability of a power conversion device by detecting and blocking an overcurrent generated in a power semiconductor device.

중요 부하를 안정적으로 구동하기 위한 전원장치로, 2-레벨 컨버터 또는 3-레벨 컨버터 등과 같은 멀티레벨 컨버터로 구성된 전력변환장치가 사용된다. As a power supply for stably driving a critical load, a power converter composed of a multilevel converter such as a two-level converter or a three-level converter is used.

전력변환장치는 다수의 전력반도체소자로 구성될 수 있으며, 이들에 의해 외부에서 인가된 교류전원으로부터 직류전원을 생성하여 출력한다. 전력반도체 소자는 IGBT(insulated-gate bipolar transistor), BJT(bipolar junction transistor), MOSFET(metal-oxide semiconductor field effect transistor) 등으로 구성된다. The power converter may be composed of a plurality of power semiconductor elements, by generating a DC power from the AC power applied from the outside to output. The power semiconductor device is composed of an insulated-gate bipolar transistor (IGBT), a bipolar junction transistor (BJT), a metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and the like.

전력변환장치는 다수의 전력반도체 소자의 스위칭 동작을 통해 전달하거나 또는 차단하는 전류의 용량이 크기 때문에, 전력반도체 소자를 통해 흐르는 전류가 급격히 증가하는 경우에 이로 인해 전력반도체 소자가 손상되는 문제가 발생된다. Since the power converter has a large capacity of a current to be transmitted or interrupted through switching operations of a plurality of power semiconductor devices, when the current flowing through the power semiconductor devices increases rapidly, this causes damage to the power semiconductor devices. do.

종래의 전력변환장치에서는 전력반도체 소자로부터 출력되는 양단의 전압을 모니터링하고, 그 결과에 따라 전력반도체 소자에 인가되는 신호를 차단하는 형태로 과전류로부터 전력반도체 소자를 보호하고 있다. In the conventional power converter, the voltage of both ends output from the power semiconductor device is monitored, and the power semiconductor device is protected from overcurrent in the form of blocking a signal applied to the power semiconductor device according to the result.

그러나, 종래의 전력변환장치에서는 전력반도체 소자의 양단 전압 모니터링을 위한 회로가 요구되므로 전력변환장치를 구성하는 비용이 증가된다. 또한, 종래의 전력변환장치에서는 전력반도체 소자에 인가되는 신호의 차단 시퀀스가 없기 때문에 하나의 전력반도체 소자에 인가되는 신호가 차단되었을 때 후단의 직류전압에 의해 다른 전력반도체 소자가 손상되는 문제가 있다. However, in the conventional power converter, a circuit for voltage monitoring at both ends of the power semiconductor device is required, thereby increasing the cost of configuring the power converter. In addition, in the conventional power converter, since there is no interruption sequence of the signal applied to the power semiconductor device, when the signal applied to one power semiconductor device is interrupted, the other power semiconductor device is damaged by the DC voltage of the latter stage. .

본 발명은 전력반도체 소자의 차단 시퀀스를 적용하여 과전류 검출 및 보호를 할 수 있는 전력변환장치 및 이의 과전류 보호 방법을 제공하고자 하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a power converter and an overcurrent protection method thereof capable of detecting and protecting overcurrent by applying a blocking sequence of a power semiconductor device.

본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 다수의 전력반도체 소자가 구비된 전력변환모듈; 게이트신호에 기초하여 상기 다수의 전력반도체 소자를 동작시키고, 상기 다수의 전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 검출하여 과전류신호를 출력하는 구동모듈; 및 상기 구동모듈에 상기 게이트신호를 출력하고, 상기 구동모듈로부터 제공된 상기 과전류신호에 기초하여 상기 게이트신호의 출력을 순차적으로 차단하여 상기 전력변환모듈의 동작을 중단시키는 제어모듈을 포함한다. Power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention, the power conversion module is provided with a plurality of power semiconductor elements; A driving module configured to operate the plurality of power semiconductor devices based on a gate signal, detect an overcurrent generation from the plurality of power semiconductor devices, and output an overcurrent signal; And a control module for outputting the gate signal to the driving module and interrupting the operation of the power conversion module by sequentially blocking the output of the gate signal based on the overcurrent signal provided from the driving module.

본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치의 과전류 보호방법은, 구동모듈로부터 제공되는 게이트신호에 의해 동작되는 다수의 전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 검출하여 과전류신호를 출력하는 단계; 및 상기 과전류신호에 기초하여 제어모듈에서 상기 구동모듈로 출력되는 게이트신호를 순차적으로 차단하여 상기 다수의 전력반도체 소자를 순차적으로 동작 중단하는 단계를 포함한다.An overcurrent protection method of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention includes detecting overcurrent generation from a plurality of power semiconductor devices operated by a gate signal provided from a driving module and outputting an overcurrent signal; And sequentially shutting down the plurality of power semiconductor devices by sequentially blocking a gate signal output from the control module to the driving module based on the overcurrent signal.

본 발명의 전력변환장치는, 다수의 전력반도체 소자에서 과전류가 발생되는 것을 검출하고, 그에 따라 전력반도체 소자에 출력되는 게이트신호를 순차적으로 차단함으로써, 과전류로부터 다수의 전력반도체 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.The power converter of the present invention detects the occurrence of an overcurrent in a plurality of power semiconductor devices, and sequentially blocks the gate signals output to the power semiconductor devices, thereby preventing damage to the plurality of power semiconductor devices from the overcurrent. can do.

또한, 전력변환장치는 다수의 전력반도체 소자에 게이트신호를 출력하는 게이트구동회로 각각에 제너다이오드 등으로 전력반도체 소자의 과전류 발생을 검출할 수 있는 감지부를 구성함으로써, 별도의 전압 모니터링을 위한 회로가 생략될 수 있어 제조 비용을 감소시킬 수 있다. In addition, the power converter includes a sensing unit for detecting an overcurrent generation of the power semiconductor device by using a zener diode or the like in each of the gate driving circuits that output the gate signals to the plurality of power semiconductor devices, thereby providing a circuit for separate voltage monitoring. It can be omitted and the manufacturing cost can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 전력변환장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동모듈의 제1게이트구동부를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 전력변환모듈을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치의 과전류 검출 및 보호동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 과전류 검출동작을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 과전류 보호동작을 구체적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a power conversion apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a first gate driver of the driving module illustrated in FIG. 1.
3 is a diagram illustrating the power conversion module of FIG. 1.
4 is a diagram illustrating an overcurrent detection and protection operation of a power converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the overcurrent detection operation of FIG. 4 in detail.
FIG. 6 is a diagram illustrating the overcurrent protection operation of FIG. 4 in detail.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.It should be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.In addition, the terms or words used in the specification and claims are not to be interpreted in a conventional, dictionary sense, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. And variations may be present and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

도 1은 본 발명에 따른 전력변환장치를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a power conversion apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 전력변환장치(100)는 제어모듈(101), 구동모듈(102) 및 전력변환모듈(103)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the power conversion apparatus 100 of the present embodiment may include a control module 101, a driving module 102, and a power conversion module 103.

제어모듈(101)은 전력변환모듈(103)의 과전류 발생을 감지하고, 그에 따라 구동모듈(102)의 동작을 제어할 수 있다. 제어모듈(101)은 구동모듈(102)에 게이트신호(GS1~GS4)의 출력을 차단함으로써 전력변환모듈(103)의 동작을 중단시킬 수 있다. The control module 101 may detect an overcurrent occurrence of the power conversion module 103 and control the operation of the driving module 102 accordingly. The control module 101 may interrupt the operation of the power conversion module 103 by blocking the output of the gate signals GS1 to GS4 to the driving module 102.

제어모듈(101)은 제어부(110), 논리회로(120), 제1게이트신호출력부(130) 및 제2게이트신호출력부(140)를 포함할 수 있다. The control module 101 may include a controller 110, a logic circuit 120, a first gate signal output unit 130, and a second gate signal output unit 140.

제어부(110)는 논리회로(120)로부터 제공된 신호, 예컨대 과전류검출신호에 응답하여 제1제어신호(CNT1) 및 제2제어신호(CNT2)를 출력할 수 있다. The controller 110 may output the first control signal CNT1 and the second control signal CNT2 in response to a signal provided from the logic circuit 120, for example, an overcurrent detection signal.

논리회로(120)는 구동모듈(102)로부터 제공된 하나 이상의 과전류신호(OC1~OC4)에 응답하여 과전류검출신호를 생성하고, 이를 제어부(110)로 출력할 수 있다. 논리회로(120)는 다수의 과전류신호(OC1~OC4) 중 적어도 하나가 하이(high)레벨일 때 과전류검출신호를 출력하는 OR게이트소자로 구성될 수 있다.The logic circuit 120 may generate an overcurrent detection signal in response to one or more overcurrent signals OC1 to OC4 provided from the driving module 102 and output the overcurrent detection signal to the controller 110. The logic circuit 120 may be configured as an OR gate element that outputs an overcurrent detection signal when at least one of the plurality of overcurrent signals OC1 to OC4 is at a high level.

제1게이트신호출력부(130)는 제어부(110)의 제어에 따라 제1게이트신호(GS1) 및 제4게이트신호(GS4)를 구동모듈(102)로 출력할 수 있다. 이때, 제어부(110)에서 제1제어신호(CNT1)가 출력되면, 제1게이트신호출력부(130)는 제1게이트신호(GS1)와 제4게이트신호(GS4)의 출력을 중단할 수 있다. The first gate signal output unit 130 may output the first gate signal GS1 and the fourth gate signal GS4 to the driving module 102 under the control of the controller 110. In this case, when the first control signal CNT1 is output from the controller 110, the first gate signal output unit 130 may stop the output of the first gate signal GS1 and the fourth gate signal GS4. .

제2게이트신호출력부(140)는 제어부(110)의 제어에 따라 제2게이트신호(GS2) 및 제3게이트신호(GS3)를 구동모듈(102)로 출력할 수 있다. 이때, 제어부(110)에서 제2제어신호(CNT2)가 출력되면, 제2게이트신호출력부(140)는 제2게이트신호(GS2)와 제3게이트신호(GS3)의 출력을 중단할 수 있다. The second gate signal output unit 140 may output the second gate signal GS2 and the third gate signal GS3 to the driving module 102 under the control of the controller 110. At this time, when the second control signal CNT2 is output from the controller 110, the second gate signal output unit 140 may stop the output of the second gate signal GS2 and the third gate signal GS3. .

구동모듈(102)은 제어모듈(101)로부터 제공된 다수의 게이트신호, 예컨대 제1게이트신호(GS1) 내지 제4게이트신호(GS4)에 응답하여 전력변환모듈(103)을 구동할 수 있다. 구동모듈(102)은 다수의 게이트구동부를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 구동모듈(102)에 4개의 게이트구동부, 즉 제1게이트구동부(150-1) 내지 제4게이트구동부(150-4)가 구비된 것을 예로 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. The driving module 102 may drive the power conversion module 103 in response to a plurality of gate signals provided from the control module 101, for example, the first gate signal GS1 to the fourth gate signal GS4. The driving module 102 may include a plurality of gate drivers. In the present exemplary embodiment, four gate drivers, that is, the first gate driver 150-1 to the fourth gate driver 150-4 are provided as an example, but the present invention is not limited thereto. .

제1게이트구동부(150-1)는 제어모듈(101)로부터 제공된 제1게이트신호(GS1)에 응답하여 전력변환모듈(103)의 일부, 예컨대 전력변환모듈(103)에 구비된 다수의 전력반도체 소자 중에서 제1게이트구동부(150-1)에 대응되어 연결된 하나 이상의 제1전력반도체 소자를 구동할 수 있다. 또한, 제1게이트구동부(150-1)는 제1전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 감지하고, 이를 제1과전류신호(OC1)로 생성하여 제어모듈(101)로 출력할 수 있다. The first gate driver 150-1 may be a part of the power conversion module 103, for example, a plurality of power semiconductors provided in the power conversion module 103 in response to the first gate signal GS1 provided from the control module 101. Among the devices, one or more first power semiconductor devices connected to the first gate driver 150-1 may be driven. In addition, the first gate driver 150-1 may detect an overcurrent generation from the first power semiconductor device, generate the first overcurrent signal OC1, and output the first overcurrent signal OC1 to the control module 101.

제2게이트구동부(150-2)는 제어모듈(101)로부터 제공된 제2게이트신호(GS2)에 응답하여 전력변환모듈(103)에 구비된 다수의 전력반도체 소자 중에서 제2게이트구동부(150-2)에 대응되어 연결된 하나 이상의 제2전력반도체 소자를 구동할 수 있다. 또한, 제2게이트구동부(150-2)는 제2전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 감지하고, 이를 제2과전류신호(OC2)로 생성하여 제어모듈(101)로 출력할 수 있다. The second gate driver 150-2 is the second gate driver 150-2 of the plurality of power semiconductor devices provided in the power conversion module 103 in response to the second gate signal GS2 provided from the control module 101. ) May drive one or more second power semiconductor devices connected to each other. In addition, the second gate driver 150-2 may detect the occurrence of the overcurrent from the second power semiconductor device, generate the second overcurrent signal OC2, and output the generated overcurrent signal to the control module 101.

제3게이트구동부(150-3)는 제어모듈(101)로부터 제공된 제3게이트신호(GS3)에 응답하여 전력변환모듈(103)에 구비된 다수의 전력반도체 소자 중에서 제3게이트구동부(150-3)에 대응되어 연결된 하나 이상의 제3전력반도체 소자를 구동할 수 있다. 또한, 제3게이트구동부(150-3)는 제3전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 감지하고, 이를 제3과전류신호(OC3)로 생성하여 제어모듈(101)로 출력할 수 있다. The third gate driver 150-3 is the third gate driver 150-3 of the plurality of power semiconductor elements provided in the power conversion module 103 in response to the third gate signal GS3 provided from the control module 101. ) May drive one or more third power semiconductor devices connected thereto. In addition, the third gate driver 150-3 may detect the occurrence of the overcurrent from the third power semiconductor device, generate the third overcurrent signal OC3, and output the generated overcurrent signal to the control module 101.

제4게이트구동부(150-4)는 제어모듈(101)로부터 제공된 제4게이트신호(GS4)에 응답하여 전력변환모듈(103)에 구비된 다수의 전력반도체 소자 중에서 제4게이트구동부(150-4)에 대응되어 연결된 하나 이상의 제4전력반도체 소자를 구동할 수 있다. 또한, 제4게이트구동부(150-4)는 제4전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 감지하고, 이를 제4과전류신호(OC4)로 생성하여 제어모듈(101)로 출력할 수 있다. The fourth gate driver 150-4 is the fourth gate driver 150-4 among the plurality of power semiconductor devices included in the power conversion module 103 in response to the fourth gate signal GS4 provided from the control module 101. ) May drive one or more fourth power semiconductor devices connected thereto. In addition, the fourth gate driver 150-4 may detect the occurrence of the overcurrent from the fourth power semiconductor device, generate the fourth overcurrent signal OC4, and output the generated overcurrent signal to the control module 101.

상술한 제1게이트구동부(150-1) 내지 제4게이트구동부(150-4) 각각은 게이트신호에 기초하여 대응되는 전력반도체 소자를 구동하기 위한 구동부 및 대응되는 전력반도체 소자의 과전류를 감지하는 감지부를 포함할 수 있다. Each of the first gate driver 150-1 to the fourth gate driver 150-4 described above detects an overcurrent of a driver for driving a corresponding power semiconductor device and a corresponding power semiconductor device based on a gate signal. It may include wealth.

도 2는 도 1에 도시된 구동모듈의 제1게이트구동부를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a first gate driver of the driving module illustrated in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1게이트구동부(150-1)는 구동부와 감지부를 포함할 수 있다. 1 and 2, the first gate driver 150-1 may include a driver and a detector.

구동부는 전력변환모듈(103)의 제1전력반도체 소자(IGBT1)의 게이트단자에 게이트신호, 즉 제1게이트신호(GS1)를 제공하여 제1전력반도체 소자(IGBT1)를 구동할 수 있다. 이러한 구동부는 제1검출부(151), 제1저항(R1), 버퍼(157) 및 제2저항(R2)을 포함할 수 있다. The driver may drive the first power semiconductor device IGBT1 by providing a gate signal, that is, the first gate signal GS1, to the gate terminal of the first power semiconductor device IGBT1 of the power conversion module 103. The driving unit may include a first detector 151, a first resistor R1, a buffer 157, and a second resistor R2.

제1검출부(151)에는 제어모듈(101)로부터 출력된 제1게이트신호(GS1)와 제2게이트신호(GS2)가 인가될 수 있다. 제1검출부(151)는 제1게이트신호(GS1)를 출력할 수 있다. 제1게이트신호(GS1)는 제1저항(R1), 버퍼(157) 및 제2저항(R2)을 통해 제1전력반도체 소자(IGBT1)의 게이트단자에 인가될 수 있다. 제1전력반도체 소자(IGBT1)는 제1게이트신호(GS1)에 응답하여 구동될 수 있다. 여기서, 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)은 제1게이트신호(GS1)의 전류 크기를 제한하는 전류 제한 저항일 수 있다. The first gate signal GS1 and the second gate signal GS2 output from the control module 101 may be applied to the first detector 151. The first detector 151 may output the first gate signal GS1. The first gate signal GS1 may be applied to the gate terminal of the first power semiconductor device IGBT1 through the first resistor R1, the buffer 157, and the second resistor R2. The first power semiconductor device IGBT1 may be driven in response to the first gate signal GS1. Here, the first resistor R1 and the second resistor R2 may be current limiting resistors for limiting the magnitude of the current of the first gate signal GS1.

감지부는 전력변환모듈(103)의 제1전력반도체 소자(IGBT1)에서 발생되는 과전류를 감지하고, 이로부터 제1과전류신호(OC1)를 생성하여 제어모듈(101)로 출력할 수 있다. 이러한 감지부는 제2검출부(153), 제너다이오드(ZD), 저역통과필터(155), 제3저항(R3), 커패시터(C), 스위칭소자(TR) 및 제1다이오드(D1)를 포함할 수 있다. The sensing unit may detect an overcurrent generated in the first power semiconductor device IGBT1 of the power conversion module 103, generate a first overcurrent signal OC1 therefrom, and output the first overcurrent signal OC1 to the control module 101. The detector includes a second detector 153, a zener diode ZD, a low pass filter 155, a third resistor R3, a capacitor C, a switching element TR, and a first diode D1. Can be.

감지부의 동작을 살펴보면, 먼저 상술한 구동부의 제1검출부(151)에서 제1게이트신호(GS1)가 출력되면, 감지부의 스위칭소자(TR)는 제1게이트신호(GS1)에 응답하여 턴-온될 수 있다. Referring to the operation of the detector, when the first gate signal GS1 is output from the first detector 151 of the driver, the switching element TR of the detector is turned on in response to the first gate signal GS1. Can be.

스위칭소자(TR)가 턴-온됨에 따라 초기 동작, 즉 구동부에 의해 제1전력반도체 소자(IGBT1)가 턴-온되기 전에 감지부의 오동작을 방지할 수 있다.As the switching device TR is turned on, an initial operation, that is, malfunction of the sensing unit before the first power semiconductor device IGBT1 is turned on by the driver may be prevented.

구동부에 의해 제1전력반도체 소자(IGBT1)가 턴-온되어 동작되는 중에 제1전력반도체 소자(IGBT1)의 양단 전압, 즉 콜렉터단자와 이미터단자 사이의 전압이 커지면 제2검출부(153)가 동작되어 제1과전류신호(OC1)를 출력할 수 있다. If the voltage between both ends of the first power semiconductor element IGBT1, that is, the voltage between the collector terminal and the emitter terminal is increased while the first power semiconductor element IGBT1 is turned on and operated by the driver, the second detection unit 153 may turn on. May be operated to output the first overcurrent signal OC1.

좀 더 구체적으로, 제1전력반도체 소자(IGBT1)의 양단 전압과 제1다이오드(D1)의 순방향 전압의 합이 제너다이오드(ZD)의 항복전압을 초과하게 되면, 제2검출부(153)에 소정의 전압이 인가될 수 있다. 제2검출부(153)는 제너다이오드(ZD)를 통해 인가된 전압에 기초하여 제1과전류신호(OC1)를 생성하고, 이를 제어모듈(101)로 출력할 수 있다. More specifically, when the sum of the voltages between both ends of the first power semiconductor device IGBT1 and the forward voltage of the first diode D1 exceeds the breakdown voltage of the zener diode ZD, the second detection unit 153 may determine the predetermined voltage. Can be applied. The second detector 153 may generate the first overcurrent signal OC1 based on the voltage applied through the zener diode ZD and output the first overcurrent signal OC1 to the control module 101.

다시 도 1을 참조하면, 전력변환모듈(103)은 구동모듈(102)로부터 제공되는 게이트신호에 응답하여 외부로부터 인가되는 교류전원을 직류전원으로 변환할 수 있다. 또한, 전력변환모듈(103)은 구동모듈(102)로부터 제공되는 게이트신호에 응답하여 외부로부터 인가되는 직류전원을 교류전원으로 변환할 수도 있다. 이러한 전력변환모듈(103)은 복수의 전력반도체 소자를 포함할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the power conversion module 103 may convert an AC power applied from the outside into a DC power in response to a gate signal provided from the driving module 102. In addition, the power conversion module 103 may convert a DC power applied from the outside into an AC power in response to the gate signal provided from the driving module 102. The power conversion module 103 may include a plurality of power semiconductor devices.

도 3은 도 1의 전력변환모듈을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating the power conversion module of FIG. 1.

도 1 및 도 3을 참조하면, 전력변환모듈(103)은 다수의 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4) 및 다수의 다이오드들, 예컨대 다수의 제2다이오드(D2) 및 다수의 제3다이오드(D3)를 포함할 수 있다. 1 and 3, the power conversion module 103 includes a plurality of power semiconductor devices IGBT1 to IGBT4 and a plurality of diodes, for example, a plurality of second diodes D2 and a plurality of third diodes D3. It may include.

전력변환모듈(103)은 입력단자(IN1, IN2)를 통해 인가되는 교류전원을 직류전원으로 변환하고, 이를 출력단자(OUT1~OUT3)를 통해 출력할 수 있다. 또한, 전력변환모듈(103)은 직류전원을 교류전원으로 변환하는 역방향 변환구동을 할 수 있는데, 이때 전력변환모듈(103)의 출력단자(OUT1~OUT3)와 입력단자(IN1, IN2)가 변경될 수 있다. 다시 말해, 전력변환모듈(103)이 역방향으로 구동될 때, 출력단자(OUT1~OUT3)는 외부에서 직류전원이 인가되는 단자가 되고, 입력단자(IN1, IN2)는 전력변환모듈(103)에서 변환된 교류전원이 출력되는 단자가 될 수 있다. The power conversion module 103 may convert AC power applied through the input terminals IN1 and IN2 into DC power and output the same through the output terminals OUT1 to OUT3. In addition, the power conversion module 103 may perform a reverse conversion drive for converting DC power into AC power, wherein the output terminals OUT1 to OUT3 and the input terminals IN1 and IN2 of the power conversion module 103 are changed. Can be. In other words, when the power conversion module 103 is driven in the reverse direction, the output terminals OUT1 to OUT3 become terminals to which DC power is applied from the outside, and the input terminals IN1 and IN2 are connected to the power conversion module 103. It may be a terminal for outputting the converted AC power.

전력변환모듈(103)의 다수의 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4)는 IGBT, IEGT, MOSFET, ICGT, GCT, SGCT 및 GTO 중 어느 하나일 수 있으며, 본 실시예는 고전압 및 대전류에서 효율이 높은 IGBT를 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4)로 설명한다. 각 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4)는 게이트, 이미터 및 콜렉터단자로 구성되며, 게이트단자에 인가되는 게이트신호에 응답하여 각 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4)가 구동될 수 있다. The plurality of power semiconductor devices IGBT1 to IGBT4 of the power conversion module 103 may be any one of IGBT, IEGT, MOSFET, ICGT, GCT, SGCT, and GTO, and the present embodiment is an IGBT having high efficiency at high voltage and large current. Next, the power semiconductor elements IGBT1 to IGBT4 will be described. Each of the power semiconductor elements IGBT1 to IGBT4 includes a gate, an emitter, and a collector terminal, and each of the power semiconductor elements IGBT1 to IGBT4 may be driven in response to a gate signal applied to the gate terminal.

전력변환모듈(103)의 다수의 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4) 각각에는 제2다이오드(D2)가 역방향으로 병렬 연결되고, 이러한 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4)는 구동모듈(102)의 각 게이트구동부(150-1~150-4)에 대응되어 연결되도록 한 쌍씩 그룹을 형성하되, 각 그룹의 전력반도체 소자는 서로 병렬로 연결된 구조를 가질 수 있다. 다수의 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4) 및 이에 연결된 제2다이오드(D2)에 의해 전력변환모듈(103)은 교류전원을 직류로 변환하여 출력단, 즉 한 쌍의 제2커패시터(C2)로 전송할 수 있다. The second diode D2 is connected in parallel to each of the plurality of power semiconductor elements IGBT1 to IGBT4 of the power conversion module 103 in the reverse direction, and the power semiconductor elements IGBT1 to IGBT4 are connected to respective gates of the driving module 102. Groups are formed in pairs so as to correspond to the driving units 150-1 to 150-4, and the power semiconductor elements of each group may have a structure connected in parallel to each other. By the plurality of power semiconductor devices IGBT1 to IGBT4 and the second diode D2 connected thereto, the power conversion module 103 may convert AC power into direct current and transmit it to an output terminal, that is, a pair of second capacitors C2. have.

출력단자(OUT1~OUT3) 중 제2출력단자(OUT2)는 중성점일 수 있다. 그리고, 한 쌍의 제2커패시터(C2)는 제1출력단자(OUT1)와 중성점 사이 및 중성점과 제3출력단자(OUT3) 사이에 각각 병렬로 연결될 수 있다. The second output terminal OUT2 of the output terminals OUT1 to OUT3 may be a neutral point. The pair of second capacitors C2 may be connected in parallel between the first output terminal OUT1 and the neutral point and between the neutral point and the third output terminal OUT3, respectively.

예컨대, 한 쌍의 제2커패시터(C2) 중 하나는 제1전력반도체 소자(IGBT1) 및 제2전력반도체 소자(IGBT2)에 의해 변환된 직류를 충전하고, 이를 제1출력단자(OUT1) 및 중성점을 통해 출력할 수 있다. 또한, 한 쌍의 제2커패시터(C2) 중 다른 하나는 제3전력반도체 소자(IGBT3) 및 제4전력반도체 소자(IGBT4)에 의해 변환된 직류를 충전하고, 이를 중성점 및 제3출력단자(OUT3)를 통해 출력할 수 있다.For example, one of the pair of second capacitors C2 charges the direct current converted by the first power semiconductor device IGBT1 and the second power semiconductor device IGBT2, and the first output terminal OUT1 and the neutral point thereof are charged. Can be output via Also, the other of the pair of second capacitors C2 charges the direct current converted by the third power semiconductor device IGBT3 and the fourth power semiconductor device IGBT4, and the neutral point and the third output terminal OUT3 are charged. Can be output via

제3다이오드(D3)는 중성점과 제2전력반도체 소자(IGBT2) 사이 및 중성점과 제3전력반도체 소자(IGBT3) 사이에 복수개가 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 제3다이오드(D3)는 중성점과 제2전력반도체 소자(IGBT2) 사이에 순방향 연결되고, 중성점과 제3전력반도체 소자(IGBT3) 사이에 역방향 연결될 수 있다. A plurality of third diodes D3 may be connected in parallel between the neutral point and the second power semiconductor device IGBT2 and between the neutral point and the third power semiconductor device IGBT3. In this case, the third diode D3 may be forwardly connected between the neutral point and the second power semiconductor device IGBT2, and may be connected backward between the neutral point and the third power semiconductor device IGBT3.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치의 과전류 검출 및 보호동작을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 과전류 검출동작을 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 도 4의 과전류 보호동작을 구체적으로 나타내는 도면이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 전력변환장치(100)의 과전류 검출 및 보호 동작을 상세하게 설명한다. 4 is a diagram illustrating an overcurrent detection and protection operation of a power converter according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram illustrating the overcurrent detection operation of FIG. 4 in detail, and FIG. 6 is a diagram illustrating the overcurrent protection operation of FIG. 4. It is a figure showing in detail. Hereinafter, an overcurrent detection and protection operation of the power converter 100 of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4를 참조하면, 먼저, 제어모듈(101)로부터 구동모듈(102)을 통해 다수의 게이트신호, 즉 제1게이트신호(GS1) 내지 제4게이트신호(GS4)가 전력변환모듈(103)로 인가될 수 있다(S10). Referring to FIG. 4, first, a plurality of gate signals, that is, the first gate signal GS1 to the fourth gate signal GS4, are transferred from the control module 101 to the power conversion module 103 through the driving module 102. It may be applied (S10).

전력변환모듈(103)의 다수의 전력반도체 소자(IGBT1~IGBT4)는 제1게이트신호(GS1) 내지 제4게이트신호(GS4)에 응답하여 구동되고, 이에 따라 고전압의 직류전원을 출력할 수 있다. The plurality of power semiconductor elements IGBT1 to IGBT4 of the power conversion module 103 may be driven in response to the first gate signals GS1 to fourth gate signals GS4, thereby outputting a high voltage DC power source. .

이때, 구동모듈(102)의 각 게이트구동부(150-1~150-4)에서는 감지부를 통해 전력반도체 소자의 초기 동작에서 과전류 감지의 오동작이 방지될 수 있다. In this case, in each gate driver 150-1 to 150-4 of the driving module 102, a malfunction of overcurrent sensing may be prevented in the initial operation of the power semiconductor device through the sensing unit.

이어, 각 게이트구동부(150-1~150-4)는 대응되어 연결된 전력반도체 소자에서 과전류가 발생하는 지를 검출할 수 있다(S20). Subsequently, each of the gate drivers 150-1 to 150-4 may detect whether an overcurrent occurs in the corresponding power semiconductor device (S20).

도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1게이트구동부(150-1)의 감지부는 제1전력반도체 소자(IGBT1)의 양단 전압과 제1게이트신호(GS1)에 의한 제1다이오드(D1)의 순방향 전압의 합(Vdef)과 제너다이오드(ZD)의 항복전압(Vz)의 크기를 비교할 수 있다(S21). 2, 4, and 5, the sensing unit of the first gate driver 150-1 is connected to the first diode D1 by the voltage between the first power semiconductor element IGBT1 and the first gate signal GS1. The magnitude of the breakdown voltage Vz of the zener diode ZD and the sum of the forward voltages Vdef of () may be compared (S21).

비교 결과, 전압의 합(Vdef)이 항복전압(Vz)보다 작으면, 제1게이트구동부(150-1)는 제1과전류신호(OC1)를 생성하지 않고, 이에 전력변환모듈(103)의 제1전력반도체 소자(IGBT1)는 제1게이트구동부(150-1)에 의해 정상 동작될 수 있다(S30). As a result of the comparison, when the sum of the voltages Vdef is less than the breakdown voltage Vz, the first gate driver 150-1 does not generate the first overcurrent signal OC1, and thus, the first gate driver 150-1 does not generate the first overcurrent signal OC1. The first power semiconductor device IGBT1 may be normally operated by the first gate driver 150-1 (S30).

그러나, 비교 결과, 전압의 합(Vdef)이 항복전압(Vz)보다 크면, 제1게이트구동부(150-1)의 제2검출부(153)가 동작되고(S23), 제1게이트구동부(150-1)에서는 제1과전류신호(OC1)가 생성되어 제어모듈(101)로 출력될 수 있다(S25). However, as a result of the comparison, if the sum of the voltages Vdef is greater than the breakdown voltage Vz, the second detector 153 of the first gate driver 150-1 is operated (S23), and the first gate driver 150- is used. In 1), the first overcurrent signal OC1 may be generated and output to the control module 101 (S25).

도 4 및 도 6을 참조하면, 제어모듈(101)은 구동모듈(102)의 각 게이트구동부(150-1~150-4)에서 출력된 과전류신호(OC1~OC4)에 응답하여 제1게이트신호(GS1) 내지 제4게이트신호(GS4)의 출력을 제어할 수 있다(S50). 4 and 6, the control module 101 responds to the overcurrent signals OC1 to OC4 output from the gate drivers 150-1 to 150-4 of the driving module 102. The output of the GS1 to the fourth gate signal GS4 may be controlled (S50).

제어모듈(101)의 제어부(110)는 제1제어신호(CNT1)를 발생시키고(S51), 순차적으로 제2제어신호(CNT2)를 발생시킬 수 있다(S53). The controller 110 of the control module 101 may generate the first control signal CNT1 (S51), and sequentially generate the second control signal CNT2 (S53).

제어모듈(101)의 제1게이트신호출력부(130)는 제1제어신호(CNT1)에 응답하여 제1게이트신호(GS1) 및 제4게이트신호(GS4)의 출력을 차단할 수 있다(S55). 이어, 제2게이트신호출력부(140)는 제2제어신호(CNT2)에 응답하여 제2게이트신호(GS2) 및 제3게이트신호(GS3)의 출력을 차단할 수 있다(S57).The first gate signal output unit 130 of the control module 101 may block the output of the first gate signal GS1 and the fourth gate signal GS4 in response to the first control signal CNT1 (S55). . Next, the second gate signal output unit 140 may block the output of the second gate signal GS2 and the third gate signal GS3 in response to the second control signal CNT2 (S57).

여기서, 제어부(110)는 제1제어신호(CNT1)에 의해 제1게이트신호(GS1)와 제4게이트신호(GS4)의 출력이 차단된 후에 제2제어신호(CNT2)를 출력할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 제1제어신호(CNT1)의 출력 직후에 제2제어신호(CNT2)를 출력할 수도 있다. Here, the control unit 110 may output the second control signal CNT2 after the output of the first gate signal GS1 and the fourth gate signal GS4 is blocked by the first control signal CNT1. In addition, the controller 110 may output the second control signal CNT2 immediately after the first control signal CNT1 is output.

이어, 제어모듈(101)에서 제1게이트신호(GS1) 및 제4게이트신호(GS4)의 출력이 차단됨에 따라 전력변환모듈(103)의 동작이 중단될 수 있다(S60). Subsequently, as the output of the first gate signal GS1 and the fourth gate signal GS4 is blocked in the control module 101, the operation of the power conversion module 103 may be stopped (S60).

이때, 전력변환모듈(103)의 제1전력반도체 소자(IGBT1) 및 제4전력반도체 소자(IGBT4)에 인가되는 게이트신호가 차단되어 동작이 중단될 수 있다(S61).At this time, the gate signal applied to the first power semiconductor device IGBT1 and the fourth power semiconductor device IGBT4 of the power conversion module 103 may be blocked to stop the operation (S61).

또한, 제어모듈(101)에서 제2게이트신호(GS2) 및 제3게이트신호(GS3)의 출력이 차단됨에 따라, 전력변환모듈(103)의 제2전력반도체 소자(IGBT2) 및 제3전력반도체 소자(IGBT3)에 인가되는 게이트신호가 차단되어 동작이 중단될 수 있다(S65).In addition, as the output of the second gate signal GS2 and the third gate signal GS3 is blocked in the control module 101, the second power semiconductor element IGBT2 and the third power semiconductor of the power conversion module 103 are blocked. The gate signal applied to the device IGBT3 is blocked and operation may be stopped (S65).

이와 같이, 본 실시예의 전력변환장치(100)는 전력변환모듈(103)의 다수의 전력반도체 소자에서 과전류가 발생되는 것을 검출하고, 그에 따라 전력변환모듈(103)에 출력되는 게이트신호를 순차적으로 차단하여 과전류로부터 다수의 전력반도체 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the power converter 100 according to the present embodiment detects that an overcurrent is generated in a plurality of power semiconductor elements of the power conversion module 103, and accordingly sequentially outputs a gate signal output to the power conversion module 103. This prevents damage to many power semiconductor devices from overcurrent.

또한, 전력변환장치(100)는 구동모듈(102)의 각 게이트구동부(150-1~150-4)에 제너다이오드 등으로 전력반도체 소자의 과전류 발생을 검출할 수 있는 감지부를 구성함으로써, 종래의 전력변환장치에서 필요했던 별도의 전압 모니터링을 위한 회로가 생략될 수 있어 전력변환장치의 제조 비용을 감소시킬 수 있다. In addition, the power conversion apparatus 100 includes a sensing unit capable of detecting an overcurrent generation of the power semiconductor element by using a zener diode or the like in each of the gate driving units 150-1 to 150-4 of the driving module 102. A separate voltage monitoring circuit, which was required in the power converter, can be omitted, thereby reducing the manufacturing cost of the power converter.

100: 전력변환장치 101: 제어모듈
102: 구동모듈 103: 전력변환모듈
110: 제어부 120: 논리회로
130: 제1게이트신호출력부 140: 제2게이트신호출력부
150-1: 제1게이트구동부 150-2: 제2게이트구동부
150-3: 제3게이트구동부 150-4: 제4게이트구동부
151: 제1검출부 153: 제2검출부
155: 저역통과필터 157: 버퍼
IGBT1~IGBT4: 전력반도체 소자100: power converter 101: control module
102: drive module 103: power conversion module
110: control unit 120: logic circuit
130: first gate signal output unit 140: second gate signal output unit
150-1: first gate driver 150-2: second gate driver
150-3: third gate driver 150-4: fourth gate driver
151: first detection unit 153: second detection unit
155: low pass filter 157: buffer
IGBT1 ~ IGBT4: Power Semiconductor Devices

Claims (10)

다수의 전력반도체 소자가 구비된 전력변환모듈;
게이트신호에 기초하여 상기 다수의 전력반도체 소자를 동작시키고, 상기 다수의 전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 검출하여 과전류신호를 출력하는 구동모듈; 및
상기 구동모듈에 상기 게이트신호를 출력하고, 상기 구동모듈로부터 제공된 상기 과전류신호에 기초하여 상기 게이트신호의 출력을 순차적으로 차단하여 상기 전력변환모듈의 동작을 중단시키는 제어모듈을 포함하는 전력변환장치.A power conversion module having a plurality of power semiconductor elements;
A driving module configured to operate the plurality of power semiconductor devices based on a gate signal, detect an overcurrent generation from the plurality of power semiconductor devices, and output an overcurrent signal; And
And a control module outputting the gate signal to the driving module, and interrupting the operation of the power conversion module by sequentially blocking the output of the gate signal based on the overcurrent signal provided from the driving module. 제1항에 있어서,
상기 구동모듈은 다수의 전력반도체 소자 각각에 대응되어 연결되는 다수의 게이트구동부를 포함하고,
각 게이트구동부는,
상기 게이트신호에 기초하여 상기 전력반도체 소자를 구동시키는 구동부; 및
상기 전력반도체 소자의 과전류를 감지하여 상기 과전류신호를 출력하는 감지부를 포함하는 전력변환장치.The method of claim 1,
The driving module includes a plurality of gate drivers connected to each of the plurality of power semiconductor elements.
Each gate driver,
A driving unit driving the power semiconductor element based on the gate signal; And
And a detector configured to detect an overcurrent of the power semiconductor device and output the overcurrent signal. 제2항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 제어모듈로부터 제공된 상기 게이트신호를 출력하는 제1검출부; 및
상기 제1검출부와 상기 전력반도체의 게이트단자 사이에 연결된 제1저항 및 제2저항을 포함하는 전력변환장치.The method of claim 2,
The driving unit,
A first detector for outputting the gate signal provided from the control module; And
And a first resistor and a second resistor connected between the first detector and a gate terminal of the power semiconductor. 제2항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 과전류신호를 출력하는 제2검출부;
상기 전력반도체 소자의 일 단자에 연결된 다이오드; 및
상기 제2검출부와 상기 다이오드 사이에 연결된 제너다이오드를 포함하고,
상기 제2검출부는, 상기 전력반도체 소자의 양단 전압과 상기 다이오드의 순방향 전압의 합이 상기 제너다이오드의 항복전압을 초과할 때 상기 과전류신호를 출력하는 전력변환장치.The method of claim 2,
The detection unit,
A second detector for outputting the overcurrent signal;
A diode connected to one terminal of the power semiconductor device; And
A zener diode connected between the second detector and the diode,
And the second detector outputs the overcurrent signal when the sum of the voltage across the power semiconductor element and the forward voltage of the diode exceeds the breakdown voltage of the zener diode. 제4항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 다이오드에 연결되며, 상기 게이트신호에 응답하여 상기 다이오드를 통해 상기 전력반도체 소자의 일 단자에 전압을 인가하는 스위칭소자를 더 포함하는 전력변환장치.The method of claim 4, wherein
The detection unit,
And a switching device connected to the diode and applying a voltage to one terminal of the power semiconductor device through the diode in response to the gate signal. 제1항에 있어서,
상기 다수의 전력반도체 소자는 외부로부터 제공된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 IGBT인 전력변환장치.The method of claim 1,
And the plurality of power semiconductor elements are IGBTs for converting AC power supplied from the outside into DC power. 구동모듈로부터 제공되는 게이트신호에 의해 동작되는 다수의 전력반도체 소자로부터 과전류 발생을 검출하여 과전류신호를 출력하는 단계; 및
상기 과전류신호에 기초하여 제어모듈에서 상기 구동모듈로 출력되는 게이트신호를 순차적으로 차단하여 상기 다수의 전력반도체 소자를 순차적으로 동작 중단하는 단계를 포함하는 전력변환장치의 과전류 보호방법.Detecting an overcurrent generation from a plurality of power semiconductor devices operated by a gate signal provided from a driving module and outputting an overcurrent signal; And
And sequentially interrupting the plurality of power semiconductor elements by sequentially blocking a gate signal output from the control module to the driving module based on the overcurrent signal. 제7항에 있어서,
상기 과전류 신호를 출력하는 단계는,
상기 전력반도체 소자의 양단 전압과 상기 전력반도체 소자의 일 단자에 연결된 다이오드의 순방향 전압의 합과 상기 다이오드와 검출부 사이에 연결된 제너다이오드의 항복전압의 크기를 비교하는 단계; 및
비교 결과 상기 전압의 합이 상기 항복전압보다 크면, 상기 검출부가 상기 과전류신호를 출력하는 단계를 포함하는 전력변환장치의 과전류 보호방법.The method of claim 7, wherein
The step of outputting the overcurrent signal,
Comparing the sum of the voltages across the power semiconductor device and the forward voltage of the diode connected to one terminal of the power semiconductor device and the breakdown voltage of the zener diode connected between the diode and the detector; And
And the detector outputs the overcurrent signal if the sum of the voltages is greater than the breakdown voltage. 제7항에 있어서,
상기 다수의 전력반도체 소자를 순차적으로 동작 중단하는 단계는,
상기 과전류신호에 응답하여 제1제어신호와 제2제어신호를 순차적으로 출력하는 단계; 및
상기 제1제어신호에 따라 상기 구동모듈로 출력되는 제1게이트신호 및 제4게이트신호를 차단하고, 상기 제2제어신호에 따라 상기 구동모듈로 출력되는 제2게이트신호 및 제3게이트신호를 차단하는 단계를 포함하는 전력변환장치의 과전류 보호방법.The method of claim 7, wherein
The step of sequentially operating the plurality of power semiconductor devices,
Sequentially outputting a first control signal and a second control signal in response to the overcurrent signal; And
Blocks the first gate signal and the fourth gate signal output to the driving module according to the first control signal, and blocks the second gate signal and the third gate signal output to the driving module according to the second control signal. Overcurrent protection method of a power converter comprising a step. 제7항에 있어서,
상기 과전류 신호를 출력하는 단계 전에,
상기 전력반도체 소자의 초기 동작에서, 상기 구동모듈을 통해 상기 전력반도체 소자의 일 단자에 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는 전력변환장치의 과전류 보호방법.
The method of claim 7, wherein
Before outputting the overcurrent signal,
In the initial operation of the power semiconductor device, further comprising applying a voltage to one terminal of the power semiconductor device through the drive module.
KR1020180033841A 2018-03-23 2018-03-23 Power converter and overcurrent protection method thereof KR102112105B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180033841A KR102112105B1 (en) 2018-03-23 2018-03-23 Power converter and overcurrent protection method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180033841A KR102112105B1 (en) 2018-03-23 2018-03-23 Power converter and overcurrent protection method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190111550A true KR20190111550A (en) 2019-10-02
KR102112105B1 KR102112105B1 (en) 2020-05-18

Family

ID=68422963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180033841A KR102112105B1 (en) 2018-03-23 2018-03-23 Power converter and overcurrent protection method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102112105B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210079492A (en) * 2019-12-19 2021-06-30 한국철도기술연구원 Over voltage protection circuit for protecting power semiconductor switching device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278958A (en) * 1999-03-26 2000-10-06 Mitsubishi Electric Corp Power converter
WO2015141160A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 日本電気株式会社 Power conversion device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000278958A (en) * 1999-03-26 2000-10-06 Mitsubishi Electric Corp Power converter
WO2015141160A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 日本電気株式会社 Power conversion device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210079492A (en) * 2019-12-19 2021-06-30 한국철도기술연구원 Over voltage protection circuit for protecting power semiconductor switching device

Also Published As

Publication number Publication date
KR102112105B1 (en) 2020-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11139808B2 (en) Semiconductor device and power conversion system
US9214877B2 (en) Gate driving circuit having a fault detecting circuit for a semiconductor switching device
JP6040582B2 (en) Protection control method for multi-level power conversion circuit
US11316443B2 (en) Control of active neutral-point clamped three-level converter
EP2899886A1 (en) Semiconductor drive device and power conversion device using the same
US6809561B2 (en) Semiconductor power converting apparatus
JP6773499B2 (en) Semiconductor drive device and power conversion device using this
JP4244005B2 (en) Multi-level output power converter
JP2018057105A (en) Semiconductor drive device and power converter using the same
KR100623603B1 (en) Semiconductor device and semiconductor device module
JP2009253484A (en) Power conversion device
JP2012034528A (en) Power conversion device
KR102112105B1 (en) Power converter and overcurrent protection method thereof
US11652398B2 (en) Voltage source converters
JP2018061301A (en) Semiconductor driving device and power conversion equipment using the same
JP4946103B2 (en) Power converter
JP2013223275A (en) Power conversion apparatus
JP2022039105A (en) Semiconductor module
JP2006014402A (en) Overcurrent protector of power converter
US20230231549A1 (en) Overcurrent detection circuit, drive control device, and power conversion device
JP7239520B2 (en) power equipment
JP3764259B2 (en) Inverter device
US20230261589A1 (en) Inverter unit with detection of voltage drops on semiconductor switches
JPH0279777A (en) Inverter apparatus
JP2023160795A (en) Operation method of power transistor circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant