WO2017188489A1 - Device for removing inductive kickback voltage for phase-off control - Google Patents
Device for removing inductive kickback voltage for phase-off control Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a phase-off control apparatus, and more particularly, to an inductive kickback voltage removing device for removing an inductive kickback voltage generated during phase off control.
- Phase control refers to control that passes or cuts current in a specific phase in an AC power signal, which is used to lower the average voltage or adjust the average power.
- phase control There are two types of phase control: phase-on control and phase-off control.
- FIG. 1 is a timing diagram of phase on control
- FIG. 2 is a timing diagram of phase off control.
- phase-on control a voltage signal is output by proportionally dividing a phase of 0 ° to 90 ° in a half cycle of an AC voltage, and outputting a voltage signal at 90 ° to 180 °.
- phase region is configured to always output a voltage signal.
- phase on control is started at 44 ms, 216 ms, 388 ms, and 603 ms, respectively, and the voltage signal after each point in time is configured to pass.
- the phase-on control is configured to set a phase at the time of passing the voltage signal to control the pass area of the voltage signal or the magnitude thereof, thereby obtaining a desired average voltage or average power.
- phase-off control a voltage signal is always output in a phase region of 0 ° to 90 ° in a half cycle of an AC voltage, and a voltage signal is proportional in a phase region of 90 ° to 180 °. It is configured to output by splitting control.
- phase on control is started at 130 ms, 302 ms, 474 ms, and 646 ms, respectively, and is configured such that all voltage signals up to each point in time pass through the cycle.
- the phase-on control method or the phase-off control method sets the pass area of the voltage signal by adjusting the phase-on time and the phase-off time, respectively, and the same result is obtained regardless of which method is used.
- phase on control method and the phase off control method have disadvantages, respectively.
- FIG. 3 is a timing diagram of an inductive kickback waveform generated in a conventional phase off control.
- a kickback phenomenon occurs in which the voltage signal is not blocked smoothly at each phase off control time point, but rather the magnitude of the voltage signal is increased.
- Such inductive kickback occurs in the case of inductive loads, and inversely, electromotive force is generated by the inductance of the inductive loads, which prevents efficient blocking of the voltage signal.
- Inductive kickback not only generates Electro Magnetic Interference (EMI) but also causes component failure.
- EMI Electro Magnetic Interference
- phase-off control method In the case of the phase-off control method, there is a fatal problem that it is impossible to block the voltage signal at the time when the voltage signal needs to be blocked, thereby not properly performing the function of the phase control.
- the phase-on control method has a disadvantage of generating impulse noise, and there is a problem in that a noise canceling filter must be provided to remove it, but it is faithful to its original function of blocking a voltage signal by phase control.
- phase on control method has been adopted, and even more so in the case of inductive load.
- the term phase control itself is generally used in place of phase on control using a phase on control method.
- phase-off control method can only solve the inductive kickback phenomenon, it can be considered as a more efficient control method because it causes little noise or other problems.
- the inductive kickback voltage can be efficiently removed by discharging the voltage signal generated across the load due to the inductive kickback.
- the discharge circuit unit is connected to the load in parallel to discharge all the inductive kickback energy at the phase-off control time, thereby smoothly inducing the phase without the inductive kickback phenomenon.
- noise impulses do not occur, and thus it is not necessary to separately provide a noise removing filter.
- the magnitude of the inductive kickback voltage is larger than a predetermined discharge threshold voltage, a low voltage is formed in the discharge circuit portion according to the voltage division principle by using the voltage supply unit, thereby reducing the relatively large inductive kickback voltage and making it efficient in a short time. This has the effect of reducing inductive kickback energy.
- 1 is a timing diagram of phase on control.
- phase off control is a timing diagram of phase off control.
- FIG. 3 is a timing diagram of an inductive kickback voltage waveform generated in a conventional phase off control.
- FIG. 4 is a block diagram of an inductive kickback voltage removing device for phase off control according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a detailed configuration diagram of a discharge circuit unit according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a detailed configuration diagram of a voltage supply unit according to an embodiment of the present invention.
- Inductive kickback voltage removing device for phase off control to achieve the object of the present invention, is connected in parallel to the load (load), induction by performing a switching on operation when the supply of the AC voltage signal is cut off during phase off control And a discharge circuit unit for discharging a voltage signal formed at both ends by an inductive kickback, and a controller for switching on and controlling the discharge circuit unit during the phase-off control.
- first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
- the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
- FIG. 4 is a block diagram of an inductive kickback voltage removing device for phase-off control according to an embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a detailed block diagram of a discharge circuit unit according to an embodiment of the present invention
- an inductive kickback voltage canceller for phase-off control may be configured to include an AC bidirectional switch SW 0 110, a discharge circuit unit 120, a voltage supply unit 130, a zero-crossing detection unit 140, and a controller 150. have.
- the inductive kickback voltage removing device 100 is applied to a phase off control circuit and is configured to perform smooth phase off control by removing an inductive kickback phenomenon caused by an inductive load during a phase off control operation.
- the inductive kickback voltage removing device 100 controls the voltage of the inductive kickback signal to be significantly reduced in accordance with the principle of voltage division during phase off control, and the inductive kickback signal is zero crossing of the next cycle. Control to discharge enough until zero-crossing time.
- the inductive kickback voltage removing device 100 is applied to a phase off control circuit so that the phase control can be performed for both resistive loads and inductive loads.
- the simple circuit of the inductive kickback voltage removing device 100 has an advantage that the phase control can be efficiently performed without a noise removing filter as in the phase on control circuit.
- the AC bidirectional switch SW 0 110 is configured to allow or cut off the supply of the AC voltage signal, and is configured to be switched on or switched off by a phase control operation of the controller 150. Can be.
- the phase off-control point is an AC bidirectional switch SW 0 (110) switched off by the phase off control of the controller 150 blocks to be the AC voltage signal flows into the load 10.
- the discharge circuit unit 120 is configured to discharge a voltage signal formed at both ends thereof by an inductive kickback of the load 10.
- the discharge circuit unit 120 may be configured to be connected to the load 10 in parallel.
- the discharge circuit unit 120 may be configured of a discharge resistor R 1 and an AC bidirectional switch SW 1 connected in series with each other.
- the discharge resistor R1 is composed of a resistor having a very small resistance value, and is configured to discharge most of the AC voltage signal to be input to the load 10 through the discharge circuit unit 120 by this small resistance value. Can be.
- the discharging operation may be started by switching on the AC bidirectional switch SW 1 by the control of the controller 150 at the phase off control point at which the voltage due to the inductive kickback is formed.
- this discharge operation is preferably continued from the phase off control time to the next zero-crossing time.
- the discharge operation can be sufficiently performed to lower the voltage caused by the inductive kickback as much as possible.
- the voltage supply unit 130 may be configured to be connected in parallel with the AC bidirectional switch SW 0 110.
- the voltage supply unit 130 may be configured of a voltage supply resistor R 2 and an AC bidirectional switch SW 2 connected in series with each other.
- the voltage supply unit 130 may be configured such that the AC bidirectional switch SW 2 is switched on and turned on by the control of the controller 150 during the phase off control.
- the above-mentioned voltage supply resistor R 2 is configured to form a predetermined voltage V ac1 at both ends thereof, and according to the principle of voltage distribution, a voltage between the voltage supply resistor R 1 and the discharge resistor R 2 of the discharge circuit unit 120, respectively.
- This configuration is for forming V ac1 and voltage V ac2 .
- This voltage can be made in the phase off control operation.
- the voltage supply resistor R 2 may be set to a relatively very high value than the discharge resistor R 1 .
- a relatively high voltage V ac2 is formed in the voltage supply resistor R 2
- a relatively very low voltage V ac1 is formed in the discharge resistor R 1 .
- Too high inductive kickback voltage may cause the discharge circuitry 120 to discharge efficiently enough for a short time in one cycle.
- the voltage supply unit 130 may be configured to drop the voltage V ac1 of the discharge circuit unit 120 to a predetermined discharge threshold voltage or less according to the voltage distribution principle.
- At least one of the voltage supply resistor R 2 and the discharge voltage R1 may be configured as a variable resistor.
- the magnitude of the inductive kickback voltage may vary depending on the magnitude of the AC voltage signal, the phase-off control point, and the degree of inductive kickback phenomenon, since the variable resistor can sufficiently reduce the inductive kickback voltage under various conditions. .
- the zero crossing detection unit 140 may be configured to detect zero crossing of the AC voltage signal. Zero crossing means that the AC voltage signal is converted to a positive or negative value. The zero crossing detection unit 140 may be configured to input a zero crossing detection signal to the control unit 150.
- the controller 150 receives the zero crossing detection signal to determine a switching on / switching off point of the AC bidirectional switch SW 0 110 or a switching on / switching off point of the discharge circuit unit 120 and the voltage supply unit 130. Can be.
- the controller 150 switches on the AC bidirectional switch SW 0 110 after a predetermined time after detecting the zero crossing converted from (-) to (+) and at the time when the next zero crossing is detected, the AC bidirectional switch SW 0 ( Switching off 110 may be configured to perform phase off control every cycle.
- the phase off control timing may be adjusted according to a desired average voltage or average power.
- the controller 150 turns on the voltage supply unit 130 during the phase-off control to set a voltage formed by the inductive kickback to a predetermined discharge threshold voltage.
- the voltage supply unit 130 may be configured to turn off the voltage supply unit 130 when the voltage V ac2 is lower than the lower voltage and lower than the discharge threshold voltage.
- controller 150 may be configured to sufficiently maintain the discharge state by turning on the discharge circuit unit 120 during the phase-off control and turning off the discharge circuit unit 120 when the next zero crossing is detected.
- the controller 150 may be separately provided as a configuration for removing the inductive kickback voltage without performing phase off control.
- the phase off control timing and the zero crossing timing are input from the existing phase off control configuration, and only the removal operation of the inductive kickback voltage may be separately performed.
- the invention is applicable to phase off control in electrical circuit systems.
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Abstract
Description
본 발명은 위상 오프 제어(phase-off control apparatus)에 관한 것으로서, 구체적으로는 위상 오프 제어시 발생되는 유도성 킥백(inductive kickback) 전압을 제거하기 위한 유도성 킥백 전압 제거 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
위상 제어(phase control)은 AC 전원 신호에서 특정 위상에서 전류를 패스시키거나 차단하는 제어를 의미하며, 이러한 위상 제어는 평균 전압을 낮추거나 평균 전력을 조절하는 데 이용된다.Phase control refers to control that passes or cuts current in a specific phase in an AC power signal, which is used to lower the average voltage or adjust the average power.
위상 제어에는 위상 온 제어(phase-on control)와 위상 오프 제어(phase-off control)의 2가지 방식이 있다.There are two types of phase control: phase-on control and phase-off control.
도 1은 위상 온 제어의 타이밍 도이며, 도 2는 위상 오프 제어의 타이밍 도이다.1 is a timing diagram of phase on control, and FIG. 2 is a timing diagram of phase off control.
도 1을 참조하면, 위상 온 제어 시에는 교류 전압의 1/2 싸이클(cycle)에서 0° ~ 90°의 위상을 비례적으로 분할 제어하여 전압 신호를 출력하도록 구성되며, 90° ~ 180°의 위상 영역에서는 항상 전압 신호를 출력하도록 구성된다. 도 1에서는 44 ms, 216 ms, 388 ms, 603 ms에서 각각 위상 온 제어를 개시하고 있으며, 해당 싸이클 내에서 각 시점 이후의 전압 신호는 모두 패스되도록 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, in the phase-on control, a voltage signal is output by proportionally dividing a phase of 0 ° to 90 ° in a half cycle of an AC voltage, and outputting a voltage signal at 90 ° to 180 °. In the phase region is configured to always output a voltage signal. In Fig. 1, phase on control is started at 44 ms, 216 ms, 388 ms, and 603 ms, respectively, and the voltage signal after each point in time is configured to pass.
즉, 위상 온 제어는 전압 신호를 패스(pass)하는 시점의 위상을 설정하여 전압 신호의 패스 영역이나 그 크기를 제어하며, 이를 통해 원하는 평균 전압이나 평균 전력을 얻도록 구성된다.That is, the phase-on control is configured to set a phase at the time of passing the voltage signal to control the pass area of the voltage signal or the magnitude thereof, thereby obtaining a desired average voltage or average power.
한편, 도 2를 참조하면, 위상 오프 제어 시에는 교류 전압의 1/2 싸이클에서 0° ~ 90°의 위상 영역에서는 전압 신호를 항상 출력하고, 90° ~ 180°의 위상 영역에서는 전압 신호를 비례적으로 분할 제어하여 출력하도록 구성된다. 도 2에서는 130 ms, 302 ms, 474 ms, 646 ms에서 각각 위상 온 제어를 개시하고 있으며, 해당 싸이클 내에서 각 시점까지의 전압 신호가 모두 패스되도록 구성되어 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2, in the phase-off control, a voltage signal is always output in a phase region of 0 ° to 90 ° in a half cycle of an AC voltage, and a voltage signal is proportional in a phase region of 90 ° to 180 °. It is configured to output by splitting control. In FIG. 2, phase on control is started at 130 ms, 302 ms, 474 ms, and 646 ms, respectively, and is configured such that all voltage signals up to each point in time pass through the cycle.
이와 같이 위상 온 제어 방식이든 위상 오프 제어 방식이든 각각 위상 온 시점이나 위상 오프 시점을 조절하여 전압 신호의 패스 영역을 설정하므로, 어떠한 방식을 사용하든 같은 결과를 가져온다.In this way, the phase-on control method or the phase-off control method sets the pass area of the voltage signal by adjusting the phase-on time and the phase-off time, respectively, and the same result is obtained regardless of which method is used.
그런데, 위상 온 제어 방식이나 위상 오프 제어 방식은 각각 단점을 갖고 있다.However, the phase on control method and the phase off control method have disadvantages, respectively.
먼저 위상 온 제어 방식의 경우, 위상 온(phase-on) 시점에 큰 전압이 갑작스럽게 걸리기 때문에 임펄스 노이즈(impulse noise)를 유발하는 단점이 있다.First, in the case of the phase-on control method, a large voltage is suddenly applied at a phase-on time, thereby causing impulse noise.
그리고 위상 오프 제어 방식에서는 부하(load)가 저항성 부하가 아닌 유도성 부하인 경우 유도성 킥백(inductive kickback) 현상을 유발하는 문제점이 있다.In addition, in the phase-off control method, there is a problem that an inductive kickback phenomenon occurs when the load is an inductive load instead of a resistive load.
도 3은 종래 위상 오프 제어시 발생되는 유도성 킥백 파형의 타이밍 도이다.3 is a timing diagram of an inductive kickback waveform generated in a conventional phase off control.
도 3에서 보듯이, 각각의 위상 오프 제어 시점에서 전압 신호가 원활하게 차단되지 않고 오히려 전압 신호의 크기가 상승하는 킥백 현상이 발생함을 알 수 있다. 이러한 유도성 킥백은 유도성 부하의 경우에 발생하며, 유도성 부하의 인덕턴스(inductance)에 의해 역으로 기전력(electromotive force)이 발생하여 전압 신호를 효율적으로 차단하지 못하게 되어 발생한다. 유도성 킥백은 EMI(Electro Magnetic Interference)를 발생시키는 것은 물론 부품 고장의 원인이 되기도 한다.As shown in FIG. 3, it can be seen that a kickback phenomenon occurs in which the voltage signal is not blocked smoothly at each phase off control time point, but rather the magnitude of the voltage signal is increased. Such inductive kickback occurs in the case of inductive loads, and inversely, electromotive force is generated by the inductance of the inductive loads, which prevents efficient blocking of the voltage signal. Inductive kickback not only generates Electro Magnetic Interference (EMI) but also causes component failure.
이러한 위상 오프 제어 방식의 경우에는 전압 신호를 차단해야 할 시점에 차단하지 못하게 되어 위상 제어 본연의 기능을 제대로 수행하지 못한다는 치명적인 문제점이 있다. 반면, 위상 온 제어 방식의 경우 임펄스 노이즈를 발생시키는 단점이 있으며 이를 제거하기 위해 노이즈 제거 필터를 필수적으로 구비해야 하는 문제점이 있지만, 위상 제어에 의한 전압 신호의 차단이라는 본연의 기능에는 충실하다.In the case of the phase-off control method, there is a fatal problem that it is impossible to block the voltage signal at the time when the voltage signal needs to be blocked, thereby not properly performing the function of the phase control. On the other hand, the phase-on control method has a disadvantage of generating impulse noise, and there is a problem in that a noise canceling filter must be provided to remove it, but it is faithful to its original function of blocking a voltage signal by phase control.
이에, 종래의 위상 제어는 대부분 위상 온 제어 방식이 채택되어 왔으며, 유도성 부하의 경우에는 더더욱 그러하다. 등록특허공보 10-0948736 또는 등록특허공보 10-1455782 등의 문헌에서도 대부분 위상 온 제어 방식을 이용하여 위상 제어라는 용어 자체는 위상 온 제어를 대신하여 통용되고 있는 실정이다.Therefore, in the conventional phase control, the phase on control method has been adopted, and even more so in the case of inductive load. In the literature such as Korean Patent Publication No. 10-0948736 or Korean Patent Publication No. 10-1455782, the term phase control itself is generally used in place of phase on control using a phase on control method.
하지만, 위상 오프 제어 방식이 유도성 킥백 현상만 해결할 수 있다면 노이즈 라든가 기타 다른 문제점을 거의 유발하지 않아 오히려 더 효율적인 제어 방식으로 활용될 여지가 많다고 볼 수 있다.However, if the phase-off control method can only solve the inductive kickback phenomenon, it can be considered as a more efficient control method because it causes little noise or other problems.
본 발명의 목적은 위상 오프 제어를 위한 유도성 킥백 전압 제거 장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide an inductive kickback voltage cancellation device for phase off control.
본 발명은 위상 오프제어를 수행함에 있어서, 유도성 킥백 때문에 부하 양단에 발생하는 전압신호를 방전시킴으로써, 유도성 킥백 전압을 효율적으로 제거할 수 있도록 한다. According to the present invention, the inductive kickback voltage can be efficiently removed by discharging the voltage signal generated across the load due to the inductive kickback.
상술한 위상 오프 제어를 위한 유도성 킥백 전압 제거 장치에 의하면, 부하에 방전 회로부를 병렬로 연결하여 위상 오프 제어 시점에 유도성 킥백 에너지를 모두 방전시키도록 구성됨으로써, 유도성 킥백 현상없이 원활하게 위상 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다. 특히, 위상 온 제어 방식에 대비하여 볼 때, 노이즈 임펄스 등이 유발되지 않으므로 노이즈 제거 필터를 별도로 구비할 필요도 없다. 한편, 유도성 킥백 전압의 크기가 소정의 방전 임계 전압보다 큰 경우 전압 공급부를 이용하여 전압 분배 원리에 따라 방전 회로부에 낮은 전압을 형성시킴으로써, 비교적 크기가 큰 유도성 킥백 전압을 낮추어 짧은 시간에 효율적으로 유도성 킥백 에너지를 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the above-described inductive kickback voltage removing device for phase-off control, the discharge circuit unit is connected to the load in parallel to discharge all the inductive kickback energy at the phase-off control time, thereby smoothly inducing the phase without the inductive kickback phenomenon. There is an effect that can perform control. In particular, when compared to the phase-on control method, noise impulses do not occur, and thus it is not necessary to separately provide a noise removing filter. On the other hand, when the magnitude of the inductive kickback voltage is larger than a predetermined discharge threshold voltage, a low voltage is formed in the discharge circuit portion according to the voltage division principle by using the voltage supply unit, thereby reducing the relatively large inductive kickback voltage and making it efficient in a short time. This has the effect of reducing inductive kickback energy.
도 1은 위상 온 제어의 타이밍 도이다.1 is a timing diagram of phase on control.
도 2는 위상 오프 제어의 타이밍 도이다.2 is a timing diagram of phase off control.
도 3은 종래 위상 오프 제어시 발생되는 유도성 킥백 전압 파형의 타이밍 도이다.3 is a timing diagram of an inductive kickback voltage waveform generated in a conventional phase off control.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 오프 제어를 위한 유도성 킥백 전압 제거 장치의 블록 구성도이다.4 is a block diagram of an inductive kickback voltage removing device for phase off control according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 회로부의 세부 구성도이다.5 is a detailed configuration diagram of a discharge circuit unit according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 공급부의 세부 구성도이다.6 is a detailed configuration diagram of a voltage supply unit according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 위상 오프 제어를 위한 유도성 킥백 전압 제거장치는, 부하(load)에 병렬로 연결되며, 위상 오프 제어 시 AC 전압 신호의 공급이 차단되면 스위칭 온 동작을 수행하여 유도성 킥백(inductive kickback)에 의해 양단에 형성되는 전압 신호를 방전시키는 방전 회로부와, 상기 위상 오프 제어 시 상기 방전 회로부를 스위칭 온 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. Inductive kickback voltage removing device for phase off control to achieve the object of the present invention, is connected in parallel to the load (load), induction by performing a switching on operation when the supply of the AC voltage signal is cut off during phase off control And a discharge circuit unit for discharging a voltage signal formed at both ends by an inductive kickback, and a controller for switching on and controlling the discharge circuit unit during the phase-off control.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 오프 제어를 위한 유도성 킥백 전압 제거 장치의 블록 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 회로부의 세부 구성도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 공급부의 세부 구성도이다.4 is a block diagram of an inductive kickback voltage removing device for phase-off control according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a detailed block diagram of a discharge circuit unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. Detailed configuration diagram of a voltage supply unit according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 오프 제어(phase-off control)를 위한 유도성 킥백(inductive kickback) 전압 제거 장치(이하, '유도성 킥백 전압 제거 장치'라 함)(100)는 AC 양방향 스위치 SW0(110), 방전 회로부(120), 전압 공급부(130), 제로 크로싱(zero-crossing) 감지부(140) 및 제어부(150)를 포함하도록 구성될 수 있다.4 to 6, an inductive kickback voltage canceller for phase-off control according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as an inductive kickback voltage canceller) 100 may be configured to include an AC
유도성 킥백 전압 제거 장치(100)는 위상 오프 제어 회로에 적용되며, 위상 오프 제어 동작 시에 유도성 부하에 의해 유발되는 유도성 킥백 현상을 제거하여 원활한 위상 오프 제어를 수행하도록 구성된다.The inductive kickback
유도성 킥백 전압 제거 장치(100)는 위상 오프 제어 시에 전압 분배의 원리에 유도성 킥백 신호의 전압이 현저하게 줄어들 수 있도록 제어하며, 아울러 유도성 킥백 신호가 다음 싸이클(cycle)의 제로 크로싱(zero-crossing) 시점까지 충분히 방전되도록 제어한다.The inductive kickback
이에, 위상 오프 제어 시점부터 해당 싸이클의 종료 시점까지 유도성 킥백에 의한 에너지는 빠른 시간 내에 제거 내지는 소멸된다.Therefore, the energy due to the inductive kickback from the phase off control point to the end point of the cycle is quickly removed or dissipated.
유도성 킥백 전압 제거 장치(100)는 위상 오프 제어 회로에 적용되어 저항성 부하이든 유도성 부하이든 모두 위상 제어가 가능하도록 구현된다. 또한, 유도성 킥백 전압 제거 장치(100)의 간단한 회로에 의해 위상 온 제어 회로에서처럼 노이즈 제거 필터없이도 효율적으로 위상 제어가 가능하다는 장점이 있다.The inductive kickback
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the detailed structure is demonstrated.
AC 양방향 스위치 SW0(110)는 AC 전압 신호의 공급을 허용 또는 차단을 위한 구성으로서, 제어부(150)의 위상 제어 동작에 의해 스위칭 온(switching-on)되거나 스위칭 오프(switching-off)되도록 구성될 수 있다.The AC
위상 오프 제어 시점에서는 제어부(150)의 위상 오프 제어에 의해 AC 양방향 스위치 SW0(110)가 스위칭 오프되어 AC 전압 신호가 부하(10)로 유입되는 것을 차단한다.The phase off-control point is an AC bidirectional switch SW 0 (110) switched off by the phase off control of the
방전 회로부(120)는 부하(load)(10)의 유도성 킥백(inductive kickback)에 의해 그 양단에 형성되는 전압 신호를 방전시키는 구성이다.The
방전 회로부(120)는 부하(load)(10)에 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.The
방전 회로부(120)는 서로 직렬로 연결된 방전 저항 R1 및 AC 양방향 스위치 SW1으로 구성될 수 있다.The
여기서, 방전 저항 R1은 매우 작은 저항값을 갖는 저항으로 구성되며, 이러한 작은 저항값에 의해 부하(10)로 입력될 AC 전압 신호의 대부분을 방전 회로부(120)를 통해서 흘려 방전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.Here, the discharge resistor R1 is composed of a resistor having a very small resistance value, and is configured to discharge most of the AC voltage signal to be input to the
이러한 방전 동작은 유도성 킥백에 의한 전압이 형성되는 위상 오프 제어 시점에 제어부(150)의 제어에 의해 AC 양방향 스위치 SW1이 스위칭 온되어 개시될 수 있다.The discharging operation may be started by switching on the AC bidirectional switch SW 1 by the control of the
한편, 이러한 방전 동작은 위상 오프 제어 시점부터 다음 제로 크로싱(zero-crossing) 시점까지 지속되는 것이 바람직하다. 방전 동작이 충분히 수행되도록 하여 유도성 킥백에 의한 전압을 최대한 낮추어 줄 수 있다.On the other hand, this discharge operation is preferably continued from the phase off control time to the next zero-crossing time. The discharge operation can be sufficiently performed to lower the voltage caused by the inductive kickback as much as possible.
전압 공급부(130)는 AC 양방향 스위치 SW0(110)와 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다.The
전압 공급부(130)는 서로 직렬로 연결된 전압 공급 저항 R2 및 AC 양방향 스위치 SW2로 구성될 수 있다.The
여기서, 전압 공급부(130)는 위상 오프 제어 시에 제어부(150)의 제어에 의해 AC 양방향 스위치 SW2가 스위칭 온되어 턴온되도록 구성될 수 있다.Here, the
앞서 언급한 전압 공급 저항 R2는 그 양단에 소정의 전압 Vac1이 형성되도록 하기 위한 구성으로서, 전압 분배의 원리에 따라 전압 공급 저항 R1과 방전 회로부(120)의 방전 저항 R2 간에 각각 전압 Vac1과 전압 Vac2가 형성되도록 하기 위한 구성이다.The above-mentioned voltage supply resistor R 2 is configured to form a predetermined voltage V ac1 at both ends thereof, and according to the principle of voltage distribution, a voltage between the voltage supply resistor R 1 and the discharge resistor R 2 of the
이러한 전압의 형성은 위상 오프 제어 동작 시에 이루어질 수 있다.The formation of this voltage can be made in the phase off control operation.
이때, 전압 공급 저항 R2는 방전 저항 R1에 비하여 상대적으로 매우 높은 값으로 설정될 수 있다. 이에, 전압 분배의 원리에 따라 전압 공급 저항 R2에는 상대적으로 높은 전압 Vac2가 형성되고, 방전 저항 R1에는 상대적으로 매우 낮은 전압 Vac1이 형성되도록 구성될 수 있다.At this time, the voltage supply resistor R 2 may be set to a relatively very high value than the discharge resistor R 1 . Thus, according to the principle of voltage division, a relatively high voltage V ac2 is formed in the voltage supply resistor R 2 , and a relatively very low voltage V ac1 is formed in the discharge resistor R 1 .
이는 유도성 킥백 전압이 비교적 높게 유발될 때에는 유도성 킥백 전압을 일정 수준 이하로 급격하게 낮추고자 할 때에 매우 유용하다. 너무 높은 유도성 킥백 전압에 의해서는 하나의 싸이클 내의 짧은 시간동안 방전 회로부(120)가 충분히 효율적으로 방전하는 데에 무리가 있기 때문이다.This is very useful when the inductive kickback voltage is to be sharply lowered below a certain level when the inductive kickback voltage is relatively high. Too high inductive kickback voltage may cause the
이에, 전압 공급부(130)에 의해 전압 분배 원리에 따라 먼저 방전 회로부(120)의 전압 Vac1을 소정의 방전 임계 전압 이하로 강하시키도록 구성될 수 있다.Accordingly, the
한편, 전압 공급 저항 R2 및 방전 전압 R1 중 적어도 하나는 가변 저항으로 구성될 수 있다. AC 전압 신호의 크기라든가 위상 오프 제어 시점, 유도성 킥백 현상의 정도 등에 따라서 유도성 킥백 전압의 크기가 달라질 수 있는데, 가변 저항을 이용하면 다양한 조건에서도 유도성 킥백 전압을 충분히 낮춰줄 수 있기 때문이다.Meanwhile, at least one of the voltage supply resistor R 2 and the discharge voltage R1 may be configured as a variable resistor. The magnitude of the inductive kickback voltage may vary depending on the magnitude of the AC voltage signal, the phase-off control point, and the degree of inductive kickback phenomenon, since the variable resistor can sufficiently reduce the inductive kickback voltage under various conditions. .
제로 크로싱 감지부(140)는 AC 전압 신호의 제로 크로싱을 감지하도록 구성될 수 있다. 제로 크로싱은 AC 전압 신호가 (+) 값 또는 (-) 값으로 변환되는 것을 의미한다. 제로 크로싱 감지부(140)는 제로 크로싱 감지 신호를 제어부(150)로 입력하도록 구성될 수 있다.The zero
제어부(150)는 제로 크로싱 감지 신호를 입력받아 AC 양방향 스위치 SW0(110)의 스위칭 온/스위칭 오프 시점이라든가 방전 회로부(120)와 전압 공급부(130)의 스위칭 온/스위칭 오프 시점을 판단하도록 구성될 수 있다.The
제어부(150)는 (-)에서 (+)로 변환되는 제로 크로싱이 감지된 후 소정 시간 후에 AC 양방향 스위치 SW0(110)를 스위칭 온하고 다음 제로 크로싱이 감지되는 시점에 AC 양방향 스위치 SW0(110)를 스위칭 오프하여 매 싸이클(cycle)마다 위상 오프 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서, 원하는 평균 전압이나 평균 전력에 따라 위상 오프 제어 시점이 조절되도록 구성될 수 있다.The
구체적으로는, 제어부(150)는 앞서 언급한 바와 같이 위상 오프 제어 시에 전압 공급부(130)를 턴온(turn-on)시켜 유도성 킥백(inductive kickback)에 의해 형성되는 전압을 소정의 방전 임계 전압 이하의 전압 Vac2로 낮추고 방전 임계 전압 이하로 낮아지면 전압 공급부(130)를 턴오프시키도록 구성될 수 있다.Specifically, as described above, the
아울러 제어부(150)는 위상 오프 제어 시 방전 회로부(120)를 턴온시키고 다음 제로 크로싱이 감지될 때 방전 회로부(120)를 턴오프시켜 방전 상태를 충분히 유지하도록 구성될 수 있다.In addition, the
제어부(150)는 위상 오프 제어를 하지 않고 유도성 킥백 전압의 제거 동작을 위한 구성으로서 별도로 구비될 수 있다. 이러한 경우, 기존의 위상 오프 제어 구성으로부터 위상 오프 제어 시점과 제로 크로싱 시점을 입력받아 유도성 킥백 전압의 제거 동작만 별도로 수행할 수 있다.The
본 발명은 전기적 회로 시스템에서 위상 오프제어에 적용할 수 있다. The invention is applicable to phase off control in electrical circuit systems.
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