KR20160057079A - Over Voltage Protection Circuit for protecting Switching Element for Supplying Power - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스위칭 소자의 과전압 보호회로에 관한 것으로, 상세하게는 산업용 전력변환장치에 사용되는 전력공급용 스위칭 소자의 턴-오프 시 발생하거나 턴-오프 상태에서의 전압 라인의 상승에 의해 발생하는 과전압으로부터 전력공급용 스위칭 소자를 보호할 수 있는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overvoltage protection circuit for a switching element, and more particularly to an overvoltage protection circuit for a power supply switching element used in an industrial power conversion apparatus, To an overvoltage protection circuit of a switching element for power supply capable of protecting a switching element for power supply from an overvoltage protection circuit.
일반적으로 인버터(Inverter)는 모터 적용분야 및 각종 전기기기 분야 등을 비롯하여 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.Generally, an inverter is widely used in a wide range of industries including a motor application field and various electric device fields.
상기 인버터는 교류전압을 직류전압으로 변환하고, 스위칭 소자가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 상기 변환한 직류전압을 스위칭시켜 교류전압을 생성하며, 생성한 교류전압을 부하로 출력하여 구동시키는 것으로서 사용자가 원하는 전압 및 주파수의 교류전압을 부하로 공급하여 부하의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다.The inverter converts an AC voltage to a DC voltage, switches the DC voltage according to a PWM (Pulse Width Modulation) signal to generate an AC voltage, and outputs the generated AC voltage to a load The user can precisely control the driving of the load by supplying the AC voltage of the desired voltage and frequency to the load.
한편, 인버터는 태양광 발전 시스템에도 적용되어 사용되고 있는데, 태양광 발전 시스템은 태양 에너지의 무공해성 및 무한정성에 힘입어 지구 환경 문제와 미개발 에너지원의 다각화 대책으로서 선진 각국에서 활발히 연구 개발이 진행되고 있다.On the other hand, inverters are also used in solar power generation systems. Solar power generation systems are being actively researched and developed in advanced countries as a countermeasure against global environmental problems and diversification of untapped energy sources, owing to the pollution and infinite qualities of solar energy. have.
이러한 태양광 발전 시스템은 발전한 전력의 이용방법에 따라, 발전 전력을 축전지에 저장하여 필요한 시간에 전력을 공급하는 독립형 발전 시스템과, 발전 전력을 부하에 공급하고 잉여 전력을 계통에 공급하는 계통연계형 발전 시스템으로 구분된다.Such a photovoltaic power generation system is classified into a stand-alone power generation system that stores generated power in a battery and supplies power at a required time according to the utilization method of the developed power, and a grid-type power generation system that supplies power to the load and supplies surplus power to the system Power generation system.
최근에는 분산전원의 계통 영향 최소화, 사고에 대비한 계통보호 기술, 인버터의 제어기술 향상 등으로 계통 연계형 발전 시스템의 보급이 확산되고 있다.In recent years, grid-connected power generation systems have been spreading by minimizing the influence of distributed power systems, protecting system against accidents, and improving control technology of inverters.
계통연계형 발전시스템은 복수의 태양전지 모듈이 직렬로 연결된 복수의 태양전지 스트링들을 포함하는 태양전지 어레이부, 상기 태양전지 스트링들로부터 출력되는 직류전력을 병합하여 출력하는 접속반 및 상기 접속반으로부터 출력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하 또는 상용계통에 공급하는 인버터를 포함한다.The grid-connected power generation system includes a solar cell array unit including a plurality of solar cell strings in which a plurality of solar cell modules are connected in series, a connection unit for outputting a combined direct current power output from the solar cell strings, And an inverter that converts the output DC power into AC power and supplies the AC power to a load or a commercial system.
이때, 상기 인버터는 다수의 전력공급용 스위칭 소자로 이루어지며, 도 1에는 전력공급용 스위칭 소자(이하 ‘스위칭 소자’라 함)(T)가 도시되어 있다.At this time, the inverter is composed of a plurality of switching elements for power supply, and FIG. 1 shows switching elements (hereinafter referred to as switching elements) T for power supply.
한편, 스위칭 소자(T)의 게이트 단자와 컬렉터 단자 사이에는 캐소드 단자가 스위칭 소자(T)의 캐소드 단자에 연결되고, 애노드 단자가 스위칭 소자(T)의 게이트 단자에 연결되는 다이오드(D)가 연결되어, 게이트 측에서 컬렉터 측으로 전류가 흐르는 것을 방지한다.Between the gate terminal and the collector terminal of the switching element T is connected a cathode terminal of the switching element T and a diode D whose anode terminal is connected to the gate terminal of the switching element T, Thereby preventing a current from flowing from the gate side to the collector side.
또한, 스위칭 소자(T)의 컬렉터 단자와 다이오드(D) 사이에는 제너 다이오드(Dz)가 연결되어, 스위칭 소자(T)가 턴-오프(turn-off)될 때 설정된 전압 이상의 과전압이 스위칭 소자(T)의 컬렉터에 발생되면 제너 다이오드(Dz)가 턴온되어, 제너 다이오드(Dz)에 의해 설정된 전압 이상의 과전압이 제한되어, 스위칭 소자(T)를 보호한다.A zener diode Dz is connected between the collector terminal of the switching element T and the diode D so that an overvoltage higher than a set voltage is applied to the switching element T when the switching element T is turned off. T, the Zener diode Dz is turned on to protect the switching element T by limiting the overvoltage exceeding the voltage set by the Zener diode Dz.
태양광 인버터의 경우, 패널 전압은 겨울철에 상승하게 되고, 패널에 연결된 버스(bus) 라인 전압인 Vdc도 상승하게 된다. 스위칭 소자(T)가 동작하지 않을 때 버스 전압 라인 Vdc가 설정된 제너 다이오드 전압보다 높게 되면, 제어 다이오드(Dz)를 통해 과전류가 흘러 게이트 드라이버의 파손을 유발한다.In the case of a solar inverter, the panel voltage rises in winter, and the bus line voltage Vdc connected to the panel also rises. If the bus voltage line Vdc becomes higher than the set zener diode voltage when the switching element T is not operating, an overcurrent flows through the control diode Dz, causing breakage of the gate driver.
또한, 제어 다이오드(Dz)의 설정 전압을 버스 라인 전압 이상으로 설정하게 되면 과전압 보호 기능을 상실하게 된다.Further, if the set voltage of the control diode Dz is set to be equal to or higher than the bus line voltage, the overvoltage protection function is lost.
따라서, 스위칭 소자가 동작하지 않을 때, 버스 라인 전압이 상승하더라도 게이트 드라이버의 파손을 방지하고, 스위칭 소자(T)의 턴오프 시 과전압으로부터 스위칭 소자(T)를 보호할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need for a method capable of preventing breakdown of the gate driver even when the bus line voltage rises and protecting the switching element T from overvoltage when the switching element T is turned off when the switching element does not operate .
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 산업용 전력변화장치에 사용되는 전력공급용 스위칭 소자의 턴-오프 시 발생하거나 턴-오프 상태에서의 전압 라인의 상승에 의해 발생하는 과전압으로부터 전력공급용 스위칭 소자를 보호할 수 있는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로에 관한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the conventional art as described above, and it is an object of the present invention to provide a power supply switching device, To an overvoltage protection circuit of a switching element for power supply capable of protecting a switching element for power supply from an overvoltage caused by overvoltage.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로는 인버터에 구비되어, 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위해 스위칭되는 스위칭 소자의 과전압 보호회로에 있어서, 상기 스위칭 소자의 컬렉터 단자와 연결되는 전압 라인에 연결되어, 상기 전압 라인에 인가되는 전압을 저장하는 커패시터; 상기 커패시터와 연결되어, 설정 전압 이상의 과전압이 인가되면 도통되는 제너 다이오드; 및 상기 제너 다이오드, 상기 캐패시터 및 상기 스위칭 소자의 게이트 단자와 연결되어, 상기 제어 다이오드가 도통되는 경우 턴 온 되어 상기 스위칭 소자로 게이트 전원을 공급하는 과전압 제한용 트랜지스터로 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an overvoltage protection circuit for a switching device, the overvoltage protection circuit for switching a power supply switching device according to an embodiment of the present invention, A capacitor connected to a voltage line connected to a collector terminal of the switching element and storing a voltage applied to the voltage line; A zener diode connected to the capacitor and rendered conductive when an overvoltage equal to or higher than a set voltage is applied; And an overvoltage limiting transistor connected to the gate terminals of the zener diode, the capacitor and the switching element and turned on when the control diode is conductive to supply gate power to the switching element.
이때, 상기 커패시터의 일단은 상기 스위칭 소자의 컬렉터 단자와 연결되는 전압 라인에 연결되고, 상기 커패시터의 타단은 상기 제너 다이오드의 캐소드와 연결되고, 상기 제너 다이오드의 애노드는 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자에 연결되고, 상기 제너 다이오드의 캐소드는 상기 커패시터의 타단에 연결되고, 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자는 상기 제너 다이오드의 애노드에 연결되고, 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 컬렉터 단자는 상기 커패시터의 일단과 상기 전압 라인 사이에 연결되고, 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 에미터 단자는 상기 스위칭 소자의 게이트 단자에 연결된다.At this time, one end of the capacitor is connected to the voltage line connected to the collector terminal of the switching element, the other end of the capacitor is connected to the cathode of the Zener diode, and the anode of the Zener diode is connected to the base terminal The base of the transistor is connected to the anode of the Zener diode and the collector terminal of the transistor for limiting the overvoltage is connected to one end of the capacitor and the other end of the capacitor is connected to the anode of the Zener diode, And an emitter terminal of the overvoltage limiting transistor is connected to the gate terminal of the switching element.
본 발명에 따른 과전압 보호회로는 일단이 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자에 연결되고, 타단이 상기 제너 다이오드의 애노드에 연결되는 분압 저항을 더 포함한다.The overvoltage protection circuit according to the present invention further includes a voltage dividing resistor having one end connected to the base terminal of the overvoltage limiting transistor and the other end connected to the anode of the zener diode.
본 발명에 따른 과전압 보호회로는 상기 커패시터의 타단에 드레인 단자가 연결되고, 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자에 소스 단자가 연결되고, 상기 제너 다이오드의 애노드에 게이트 단자가 연결되는 구동 트랜지스터를 더 포함한다.The overvoltage protection circuit according to the present invention further includes a driving transistor having a drain terminal connected to the other end of the capacitor, a source terminal connected to the base terminal of the overvoltage limiting transistor, and a gate terminal connected to the anode of the Zener diode do.
한편, 상기 과전압 제한용 트랜지스터는 상기 제너 다이오드가 도통되면 턴 온 되어, 상기 커패시터와 상기 스위칭 소자의 게이트 단자를 연결한다.On the other hand, the overvoltage limiting transistor is turned on when the Zener diode is turned on, thereby connecting the capacitor and the gate terminal of the switching element.
또한, 상기 구동 트랜지스터는 상기 제너 다이오드가 도통되면 턴 온 되어, 상기 커패시터와 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자를 연결한다.
Further, the driving transistor is turned on when the Zener diode is conductive, and connects the capacitor and the base terminal of the transistor for limiting the overvoltage.
이상과 같은 본 발명의 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로의 구성에 따르면, 스위칭 소자가 턴-오프 시 또는 턴-오프된 상태에서 전압 라인의 온도 상승 등의 이유로 전압 라인으로 인가되는 전압이 과전압인 경우, 스위칭 소자로 과전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.According to the above-described configuration of the overvoltage protection circuit of the switching element for power supply according to the present invention, when the switching element is turned off or turned off, the voltage applied to the voltage line due to the temperature rise of the voltage line, It is possible to prevent the overvoltage from being applied to the switching element.
따라서, 과전압에 의해 스위칭 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 스위칭 소자에 게이트 신호를 인가하는 게이트 드라이버의 손상을 방지할 수 있다.
Therefore, it is possible to prevent the switching element from being damaged by the overvoltage, and also to prevent damage to the gate driver which applies the gate signal to the switching element.
도 1은 종래 기술에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로의 일례를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로가 적용된 전력변환장치를 포함하는 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로의 구성도이다.1 is a configuration diagram showing an example of an overvoltage protection circuit of a switching element for power supply according to the prior art.
2 is a configuration diagram of a system including a power conversion apparatus to which an overvoltage protection circuit of a switching element for power supply according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a configuration diagram of an overvoltage protection circuit of a switching element for power supply according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. Further, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로가 적용된 전력변환장치를 포함하는 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로의 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of a system including a power conversion apparatus to which an overvoltage protection circuit of a switching element for power supply according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 3 is a schematic diagram of an overvoltage Fig.
이때, 상기 시스템(S)은 태양광 발전 시스템일 수 있고, 도면 부호 100은 전력 공급원으로서 태양 전지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본원발명의 실시 예에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로는 다양한 분야의 전력변환장치에 폭넓게 사용될 수 있음은 물론이다.At this time, the system S may be a solar power generation system, and 100 may be a solar cell as a power supply source, but the present invention is not limited thereto, and the overvoltage protection It goes without saying that the circuit can be widely used in various fields of power conversion apparatuses.
다시 도 2를 참조하면, 도면 부호 200은 전력변환장치로서, 전력 공급원(100)으로부터 직류전력을 인가받아, 교류전력으로 변환하여 부하(400) 또는 계통(500)으로 공급한다.Referring again to FIG. 2,
부호 300은 상기 전력변환장치(200)로 스위칭 신호를 인가하여, 상기 전력변환장치(200)의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 드라이버이다.
한편, 상기 전력변환장치(200)는 상기 게이트 드라이버(300)의 스위칭 신호에 따라 동작하는 다수의 스위칭 소자(T1 ~ T4)를 포함하며, 또한, 상기 다수의 스위칭 소자(T1 ~ T4) 각각을 과전압으로부터 보호하기 위한 과전압 보호회로(210 ~ 240)를 포함한다.The
다수의 스위칭 소자(T1 ~ T4)와 각각 연결되는 과전압 보호회로(210 ~ 240)의 구성은 동일하므로, 이하에서는 스위칭 소자(T1)와 연결되는 과전압 보호회로(210)를 도시하고 있는 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 보호회로에 대해 상술하도록 한다. 스위치 소자는 T로 표기하여 설명하도록 한다.
Since the configuration of the
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 보호회로(210)는 스위칭 소자(T)의 게이트 단자와 컬렉터 단자 사이에 위치하여, 스위칭 소자(T)가 턴-오프 시 또는 턴-오프된 상태에서 스위칭 소자(T)의 컬렉터 단자(C)와 연결되는 전압 라인(L)에 인가되는 전압(Vdc)이 과전압인 경우, 과전압에 의해 스위칭 소자(T) 및 게이트 드라이버(300)가 손상되는 것을 방지한다.3, the
구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 과전압 보호회로(210)는 커패시터(C), 제너 다이오드(Dz), 과전압 제한용 트랜지스터(Q)를 포함한다.Specifically, the
상기 커패시터(C)는 일단이 스위칭 소자(T)의 컬렉터 단자(C)와 연결되는 전압 라인(L)에 연결되고, 타단이 상기 제너 다이오드(Dz)의 캐소드와 연결된다.The capacitor C is connected to a voltage line L whose one end is connected to the collector terminal C of the switching element T and the other end is connected to the cathode of the Zener diode Dz.
상기 제너 다이오드(Dz)는 설정 전압 이상의 과전압이 인가되면 도통되는 소자로서, 애노드가 과전압 제한용 트랜지스터(Q)의 베이스 단자(B)에 연결되고, 상기 캐소드가 커패시터(C)의 타단에 연결된다.The anode of the Zener diode Dz is connected to the base terminal B of the overvoltage limiting transistor Q and the cathode of the Zener diode Dz is connected to the other end of the capacitor C .
상기 과전압 제한용 트랜지스터(Q)는 베이스 단자(B)가 제너 다이오드(Dz)의 애노드에 연결되고, 컬렉터 단자(C)가 커패시터(C)의 일단과 전압 라인(L) 사이에 연결되고, 에미터 단자(E)가 스위칭 소자(T)의 게이트 단자(G)에 연결된다.The overvoltage limiting transistor Q has a base terminal B connected to the anode of the Zener diode Dz and a collector terminal C connected between the one end of the capacitor C and the voltage line L, And the gate terminal (E) is connected to the gate terminal (G) of the switching element (T).
따라서, 전압 라인(L)에 인가되는 전압(Vdc)은 커패시터(C)의 일단 및 과전압 제한용 트랜지스터(Q)의 컬렉터 단자(C)로 인가되어, 커패시터(C)는 인가되는 전압(Vdc)에 의해 충전된다.The voltage Vdc applied to the voltage line L is applied to the one end of the capacitor C and the collector terminal C of the overvoltage limiting transistor Q so that the capacitor C is charged with the applied voltage Vdc, .
이때, 전압 라인(L)에 인가되는 전압(Vdc)이 제너 다이오드(Dz)의 설정 전압보다 큰 과전압인 경우, 제너 다이오드(Dz)는 도통되어, 제너 다이오드(Dz)를 통해 전류가 흐르게 되어, 과전압 제한용 트랜지스터(Q)의 베이스 단자(B)에 인가되며, 과전압 제한용 트랜지스터(Q)가 턴-온 되어, 커패시터(C)의 일단과 스위칭 소자(T)의 게이트 단자(G)가 연결된다.At this time, when the voltage Vdc applied to the voltage line L is an overvoltage greater than the set voltage of the Zener diode Dz, the Zener diode Dz is turned on and a current flows through the Zener diode Dz, Is connected to the base terminal B of the overvoltage limiting transistor Q and the overvoltage limiting transistor Q is turned on so that one end of the capacitor C and the gate terminal G of the switching element T are connected do.
따라서, 과전압이 제너 다이오드(Dz)에 인가되면, 과전압 제한용 트랜지스터(Q)가 턴-온 된다.Therefore, when an overvoltage is applied to the zener diode Dz, the overvoltage limiting transistor Q is turned on.
이때, 과전압 제한용 트랜지스터(Q)가 턴-온 되는 경우 커패시터(C)의 일단과 스위칭 소자(T)의 게이트 단자(G)가 연결되기 때문에, 스위칭 소자(T)의 게이트 단자(G)에는 커패시터(C)의 충전 전압이 인가된다.At this time, when the overvoltage limiting transistor Q is turned on, one end of the capacitor C is connected to the gate terminal G of the switching element T, so that the gate terminal G of the switching element T The charging voltage of the capacitor C is applied.
한편, 제너 다이오드(Dz)를 흐르는 전류가 바로 과전압 제한용 트랜지스터(Q)의 베이스 단자(B)로 인가되면, 과전압 제한용 트랜지스터(Q)가 손상될 수도 있으므로, 과전압 보호회로(210)는 일단이 과전압 제한용 트랜지스터(Q)의 베이스 단자(B)에 연결되고, 타단이 제너 다이오드(Dz)의 애노드에 연결되는 분압 저항(Rs)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, when the current flowing through the Zener diode Dz is directly applied to the base terminal B of the overvoltage limiting transistor Q, the overvoltage limiting transistor Q may be damaged, And a voltage dividing resistor Rs connected to the base terminal B of the overvoltage limiting transistor Q and the other end connected to the anode of the Zener diode Dz.
또한, 상기 과전압 보호회로(210)는 커패시터(C)의 타단에 드레인 단자(D)가 연결되고, 과전압 제한용 트랜지스터(Q)의 베이스 단자(B)에 소스 단자(S)가 연결되고, 제너 다이오드(Dz)의 애노드에 게이트 단자(G)가 연결되는 구동 트랜지스터(M)를 더 포함할 수 있다. In the
이때, 상기 구동 트랜지스터(M)의 게이트 단자(G)는 제너 다이오드(Dz)와 분압 저항(Rs) 사이에 연결되며, 구체적으로, 제너 다이오드(Dz)의 애노드 단자와 분압 저항(Rs)의 타단 사이에 연결된다.At this time, the gate terminal G of the driving transistor M is connected between the zener diode Dz and the voltage-dividing resistor Rs. Specifically, the gate terminal G of the driving transistor M is connected between the anode terminal of the zener diode Dz and the other terminal Respectively.
상기 구동 트랜지스터(M)는 제너 다이오드(Dz)를 통해 흐르는 전류가 게이트 단자(G)에 인가되면 턴-온 되며, 턴-온 되는 경우, 커패시터(C)의 타단과 과전압 제한용 트랜지스터(Q)의 베이스 단자(B)를 연결한다. 따라서, 제너 다이오드(Dz) 및 분압 전압(Rs)의 영향을 받지 않기 때문에, 제한용 트랜지스터(Q)의 동작이 안정적으로 이루어지도록 한다.
The driving transistor M is turned on when a current flowing through the zener diode Dz is applied to the gate terminal G and is turned on when the transistor Q is turned on and the transistor Q for limiting the overvoltage of the other terminal of the capacitor C is turned on. To the base terminal (B). Therefore, the operation of the limiting transistor Q is stably performed because it is not affected by the zener diode Dz and the divided voltage Rs.
이상과 같은 본 발명의 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로의 구성에 따르면, 스위칭 소자가 턴-오프 시 또는 턴-오프된 상태에서 전압 라인의 온도 상승 등의 이유로 전압 라인으로 인가되는 전압이 과전압인 경우, 제너 다이오드가 도통되어 과전압 제한용 트랜지스터가 턴-온 되어, 커패시터와 스위칭 소자의 게이트 단자를 연결하게 되므로, 과전압은 스위칭 소자에 인가되지 않기 때문에, 과전압에 의한 스위칭 소자의 손상을 방지할 수 있으며, 또한 게이트 드라이버의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
According to the above-described configuration of the overvoltage protection circuit of the switching element for power supply according to the present invention, when the switching element is turned off or turned off, the voltage applied to the voltage line due to the temperature rise of the voltage line, The overvoltage is not applied to the switching element, so that the switching element is prevented from being damaged due to the overvoltage. In this case, since the overvoltage limiting transistor is turned on by connecting the zener diode to the gate terminal of the switching element, And the damage of the gate driver can be prevented.
한편, 이상에서 본 발명에 따른 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로를 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the specific embodiments thereof, And various modifications, alterations, and changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the embodiments described in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate rather than limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100 : 전력 공급원
200 : 전력변환장치
210, 220, 230, 240 : 과전압 보호회로
300 : 게이트 드라이버
400 : 부하
500 : 계통
C : 커패시터
Dz : 제너 다이오드
M : 구동 트랜지스터
Q : 과전압 제한용 트랜지스터
Rs : 분압 저항
T : 스위칭 소자100: power source 200: power converter
210, 220, 230, 240: Overvoltage protection circuit 300: Gate driver
400: load 500: system
C: Capacitor Dz: Zener diode
M: driving transistor Q: over-voltage limiting transistor
Rs: voltage divider resistance T: switching element
Claims (6)
상기 스위칭 소자의 컬렉터 단자와 연결되는 전압 라인에 연결되어, 상기 전압 라인에 인가되는 전압을 저장하는 커패시터;
상기 커패시터와 연결되어, 설정 전압 이상의 과전압이 인가되면 도통되는 제너 다이오드; 및
상기 제너 다이오드, 상기 캐패시터 및 상기 스위칭 소자의 게이트 단자와 연결되어, 상기 제어 다이오드가 도통되는 경우 턴 온 되어 상기 스위칭 소자로 게이트 전원을 공급하는 과전압 제한용 트랜지스터로 구성되는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로.An overvoltage protection circuit of a switching element provided in an inverter and switched to convert DC power into AC power,
A capacitor connected to a voltage line connected to a collector terminal of the switching element and storing a voltage applied to the voltage line;
A zener diode connected to the capacitor and rendered conductive when an overvoltage equal to or higher than a set voltage is applied; And
And an overvoltage limiting transistor connected to the gate terminal of the Zener diode, the capacitor, and the switching element and turned on when the control diode is turned on to supply gate power to the switching element, Protection circuit.
상기 커패시터의 일단은 상기 스위칭 소자의 컬렉터 단자와 연결되는 전압 라인에 연결되고, 상기 커패시터의 타단은 상기 제너 다이오드의 캐소드와 연결되고,
상기 제너 다이오드의 애노드는 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자에 연결되고, 상기 제너 다이오드의 캐소드는 상기 커패시터의 타단에 연결되고,
상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자는 상기 제너 다이오드의 애노드에 연결되고, 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 컬렉터 단자는 상기 커패시터의 일단과 상기 전압 라인 사이에 연결되고, 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 에미터 단자는 상기 스위칭 소자의 게이트 단자에 연결되는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로.The method according to claim 1,
One end of the capacitor is connected to a voltage line connected to the collector terminal of the switching element, the other end of the capacitor is connected to the cathode of the zener diode,
The anode of the Zener diode is connected to the base terminal of the transistor for limiting the overvoltage, the cathode of the Zener diode is connected to the other end of the capacitor,
The base terminal of the overvoltage limiting transistor is connected to the anode of the Zener diode, the collector terminal of the overvoltage limiting transistor is connected between the one end of the capacitor and the voltage line, and the emitter terminal of the overvoltage limiting transistor And the overvoltage protection circuit of the switching element for power supply connected to the gate terminal of the switching element.
일단이 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자에 연결되고, 타단이 상기 제너 다이오드의 애노드에 연결되는 분압 저항을 더 포함하는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로.3. The method of claim 2,
And a voltage dividing resistor having one end connected to the base terminal of the overvoltage limiting transistor and the other end connected to the anode of the zener diode.
상기 커패시터의 타단에 드레인 단자가 연결되고, 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자에 소스 단자가 연결되고, 상기 제너 다이오드의 애노드에 게이트 단자가 연결되는 구동 트랜지스터를 더 포함하는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로.3. The method of claim 2,
And a drive transistor having a drain terminal connected to the other end of the capacitor, a source terminal connected to the base terminal of the overvoltage limiting transistor, and a gate terminal connected to the anode of the Zener diode. Protection circuit.
상기 과전압 제한용 트랜지스터는 상기 제너 다이오드가 도통되면 턴 온 되어, 상기 커패시터와 상기 스위칭 소자의 게이트 단자를 연결하는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로.The method according to claim 1,
Wherein the overvoltage limiting transistor is turned on when the Zener diode is conductive and connects the capacitor and the gate terminal of the switching element.
상기 구동 트랜지스터는 상기 제너 다이오드가 도통되면 턴 온 되어, 상기 커패시터와 상기 과전압 제한용 트랜지스터의 베이스 단자를 연결하는 전력공급용 스위칭 소자의 과전압 보호회로.5. The method of claim 4,
Wherein the drive transistor is turned on when the Zener diode is conductive and connects the capacitor and the base terminal of the transistor for limiting the overvoltage.
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|---|---|---|---|
| KR1020140157806A KR20160057079A (en) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | Over Voltage Protection Circuit for protecting Switching Element for Supplying Power |
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| KR20160057079A true KR20160057079A (en) | 2016-05-23 |
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| KR (1) | KR20160057079A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018147539A1 (en) * | 2017-02-13 | 2018-08-16 | 주식회사 마루온 | Heat generation and spark reduction switch circuit |
| KR20190028929A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-20 | 엘지이노텍 주식회사 | LED module control device |
| KR20210079492A (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-30 | 한국철도기술연구원 | Over voltage protection circuit for protecting power semiconductor switching device |
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2014
- 2014-11-13 KR KR1020140157806A patent/KR20160057079A/en not_active Application Discontinuation
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| PA0109 | Patent application |
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