KR200261137Y1 - SCR Gate Trigger Circuit - Google Patents
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Abstract
본 고안은 SCR 게이트 트리거 회로에 관한 것으로서, 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로는, 다수개의 SCR 게이트와 직렬로 연결되어 동작 제어부와 연동되는 점호신호 발생부의 점호신호를 스위칭하여 상기 각 SCR 게이트를 트리거시킴으로써 3상 용접전원 변압기의 2차측 코일에 동기되는 전원의 반파 위상을 제어하기 위한 다수개의 다이오드와, 상기 각 SCR의 캐소드 및 3상 용접전원 변압기의 2차측 코일의 각 상과 직렬로 연결되고 상기 각 다이오드와 병렬로 접속되어 상기 SCR로 흐르는 과전류 또는 돌입전류 및 과전압을 차단하기 위한 저항 및 캐패시터들로 구성되는 다수개의 보호회로를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to an SCR gate trigger circuit, and the SCR gate trigger circuit according to the present invention triggers each of the SCR gates by switching a firing signal of a firing signal generator connected in series with a plurality of SCR gates and interoperating with an operation controller. And a plurality of diodes for controlling the half-wave phase of the power source synchronized with the secondary coil of the three phase welding power transformer, and connected in series with each phase of the cathode of each SCR and the secondary coil of the three phase welding power transformer. And a plurality of protection circuits composed of resistors and capacitors connected in parallel with each diode to block overcurrent or inrush current and overvoltage flowing to the SCR.
따라서, 3상 용접전원 변압기의 2차측에 동기되는 전원의 반파 위상을 제어함으로써 상기 3상 용접전원 변압기의 직류 출력전압을 제어할 수 있는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that the DC output voltage of the three-phase welding power supply transformer can be controlled by controlling the half-wave phase of the power synchronized with the secondary side of the three-phase welding power supply transformer.
Description
본 고안은 SCR(Silicon Controlled Rectifier: 실리콘 제어 정류소자, 이하 'SCR' 이라 함) 게이트 트리거(Gate Trigger) 회로에 관한 것으로서, 특히 다수개의 SCR 게이트와 직렬로 연결되는 다수개의 다이오드와, 상기 각 SCR의 캐소드와 직렬로 연결되며 상기 각 다이오드와 병렬로 접속된 저항 및 캐패시터들을 포함하는 다수개의 보호회로를 통해 상기 각 SCR 게이트를 트리거시켜서 상기 각 SCR의 애노드및 보호회로와 연동하여 3상 용접전원 변압기의 2차측에 동기되는 반파 위상을 제어함으로써 상기 3상 용접전원 변압기의 직류 출력전압을 제어하기 위한 SCR 게이트 트리거 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon controlled rectifier (SCR) gate trigger circuit, in particular, a plurality of diodes connected in series with a plurality of SCR gates, and each of the SCRs. A three-phase welding power transformer connected to the anode and the protection circuit of each SCR by triggering the respective SCR gates through a plurality of protection circuits connected in series with a cathode of the plurality of resistors and capacitors connected in parallel with the diodes. An SCR gate trigger circuit for controlling the DC output voltage of the three-phase welding power transformer by controlling a half-wave phase synchronized to the secondary side of the.
일반적으로, 종래의 3상 변압기의 전압 정류회로는 3상 브릿지 다이오드를 이용한 AC/DC 전압발생장치를 사용하는데, 여기에는 정류되는 전압이 출력되는 순간에 발생하는 돌입전류를 차단하고 트리거 신호를 인가하기 위해 SCR을 포함하는 정류부와 캐패시터 사이에 저항을 직렬로 연결하고 상기 저항과 병렬로 접속된 스위칭 소자를 사용한다. 그러나, 상기 스위칭 소자는 수동소자로서 접촉불량으로 인해 돌입전류가 전력장치에 직접유입되어 시스템이 불안정해질 수 있고, 상기 스위칭 소자의 양단에 스파크성 노이즈가 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 전파정류를 행하기때문에 출력되는 직류전압을 제어할 수 없어서 전력장치의 급가속시에 직류전압이 상승하는 문제가 있었다.In general, the voltage rectification circuit of a conventional three-phase transformer uses an AC / DC voltage generator using a three-phase bridge diode, which cuts off the inrush current generated at the moment when the rectified voltage is output and applies a trigger signal. To this end, a resistor is connected in series between the rectifier including the SCR and the capacitor, and a switching element connected in parallel with the resistor is used. However, the switching device is a passive device, and the inrush current is directly introduced into the power device due to a poor contact, so that the system may become unstable, and spark noise occurs at both ends of the switching device. In addition, since full-wave rectification is performed, the output DC voltage cannot be controlled, and thus, the DC voltage increases during rapid acceleration of the power device.
상기한 문제를 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 다수개의 SCR 게이트와 직렬로 연결되는 다수개의 다이오드와, 상기 각 SCR의 캐소드와 직렬로 연결되며 상기 각 다이오드와 병렬로 접속된 저항 및 캐패시터들을 포함하는 다수개의 보호회로를 통해 상기 각 SCR 게이트를 트리거시켜서 상기 각 SCR의 캐소드 및 보호회로와 연동하여 3상 용접전원 변압기의 2차측에 동기되는 반파 위상을 제어함으로써 상기 3상 용접전원 변압기의 직류 출력전압을 제어하기 위한 SCR 게이트 트리거 회로를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems includes a plurality of diodes connected in series with a plurality of SCR gates, and resistors and capacitors connected in series with the cathodes of the respective SCRs and connected in parallel with the respective diodes. The DC output of the three-phase welding power transformer by triggering the respective SCR gates through a plurality of protection circuits to control the half-wave phase synchronized with the secondary side of the three-phase welding power transformer in conjunction with the cathode and the protection circuit of each SCR. An SCR gate trigger circuit for controlling a voltage is provided.
도 1은 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로가 사용되는 용접기 제어장치를 대략적으로 도시한 블록도1 is a block diagram schematically showing a welder control apparatus in which an SCR gate trigger circuit according to the present invention is used.
도 2는 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로의 일 실시예를 나타내는 회로도2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of an SCR gate trigger circuit according to the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
10: 3상 용접전원 변압기(2차측) 20: 동작 제어부10: three-phase welding power transformer (secondary side) 20: operation control
30: 점호신호 발생부 40: 정류 및 위상제어부30: call signal generator 40: rectification and phase control unit
45: SCR 게이트 트리거 회로 50: 직류 리액터45: SCR gate trigger circuit 50: DC reactor
60: 직류전압 출력부 70: 와이어 송급부60: DC voltage output unit 70: wire feeder
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로는, 다수개의 SCR 게이트와 직렬로 연결되어 동작 제어부와 연동되는 점호신호 발생부의 점호신호를 스위칭하여 상기 각 SCR 게이트를 트리거시킴으로써 3상 용접전원 변압기의 2차측 코일에 동기되는 전원의 반파 위상을 제어하기 위한 다수개의 다이오드와, 상기 각 SCR의 캐소드 및 3상 용접전원 변압기의 2차측 코일의 각 상과 직렬로 연결되고 상기 각 다이오드와 병렬로 접속되어 상기 각 SCR로 흐르는 과전류 또는 돌입전류 및 과전압을 차단하기 위한 저항 및 캐패시터들로 구성되는 다수개의 보호회로를 포함하여 이루어진다.SCR gate trigger circuit according to the present invention for achieving the above object, the three-phase welding power supply by triggering the respective SCR gates by switching the firing signal of the firing signal generation unit connected in series with a plurality of SCR gates and interlocked with the operation control unit; A plurality of diodes for controlling the half-wave phase of the power supply synchronized with the secondary coil of the transformer, connected in series with each phase of the cathode of each SCR and the secondary coil of the three-phase welding power transformer, and in parallel with the respective diodes. And a plurality of protection circuits composed of resistors and capacitors connected to block the overcurrent or inrush current and the overvoltage flowing to each of the SCRs.
상기 보호회로는 상기 각 SCR의 캐소드 및 상기 3상 용접전원 변압기의 2차측 코일과 직렬로 접속되는 제 1 저항과 제 1 캐패시터 및 상기 다이오드, 상기 제 1 저항 및 제 1 캐패시터와 병렬로 접속되는 제 2 저항과 제 2 캐패시터를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The protection circuit includes a first resistor and a first capacitor and the diode, the first resistor and a first capacitor connected in series with the cathode of each SCR and the secondary coil of the three-phase welding power transformer. It is preferable to include a second resistor and a second capacitor.
상기 SCR의 애노드는 상기 보호회로와 접속되어 직류전압 출력부의 부(-) 전압단자와 연결되는 것이 바람직하다.The anode of the SCR is preferably connected to the protection circuit and connected to the negative voltage terminal of the DC voltage output unit.
이하에서 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an SCR gate trigger circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로가 사용되는 용접기 제어장치를 대략적으로 도시한 블록도이다. 즉, 도면에서 나타낸 것처럼, 1차측 용접전원 변압기로 입력되는 3상(U, V, W) 교류전원은 2차측 3상 용접전원 변압기(10)를 거치고,동작 제어부(20)로부터 반파 위상 제어신호를 입력받는 점호신호 발생부(30)는 SCR 및 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로를 포함하는 정류 및 위상 제어부(40)로 점호신호를 출력하여 2차측 3상 용접전원 변압기(10)에 동기되는 전원의 반파 위상을 제어함으로써 직류 리액터(50)를 거쳐 직류전압 출력부(60)로 출력되는 직류전압을 제어하게 된다. 또한, 동작 제어부(20)는 상기 정류 및 위상 제어부(40)와 직류 리액터(50)로부터 피드백(Feed Back)되는 전류 및 전압을 분석하여 다시 반파 위상 제어신호를 생성하여 점호신호 발생부(30)로 출력하고, 상기 전류 및 전압의 가변을 통해 와이어 송급부(70)와 연동되는 토치에 용접에 적합한 직류전압 레벨을 인가하게 된다.1 is a block diagram schematically illustrating a welder control apparatus in which an SCR gate trigger circuit according to the present invention is used. That is, as shown in the figure, the three-phase (U, V, W) AC power input to the primary-side welding power transformer passes through the secondary-side three-phase welding power transformer 10, the half-wave phase control signal from the operation control unit 20 The firing signal generator 30 receives the firing signal to the rectification and phase control unit 40 including the SCR and the SCR gate trigger circuit according to the present invention and is synchronized with the secondary three-phase welding power transformer 10. By controlling the half-wave phase of the power source, the DC voltage output to the DC voltage output unit 60 through the DC reactor 50 is controlled. In addition, the operation control unit 20 analyzes the current and voltage fed back from the rectification and phase control unit 40 and the DC reactor 50 and generates a half-wave phase control signal again to generate a firing signal generator 30. And a DC voltage level suitable for welding is applied to the torch interlocked with the wire supply unit 70 through the change of the current and the voltage.
상기 동작 제어부(20)는 스탠바이 전원부(80)로부터 공급되는 스탠바이 전원에 의해 스탠바이 또는 동작상태를 유지하게 되며, 상기 점호신호 발생부(30)는 턴온 시에 상기 2차측 3상 용접전원 변압기로부터 동기용 전원을 인가 받는다.The operation control unit 20 maintains the standby or operating state by the standby power supplied from the standby power supply unit 80, the firing signal generator 30 is synchronized from the secondary three-phase welding power transformer at turn-on Power on.
도 2는 SCR 및 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로를 포함하는 정류 및 위상 제어부의 일 실시예를 나타내는 회로도로서, 도면에서 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로(45)는, 다수개의 SCR(SCR1 ~ SCR6) 게이트(G)와 직렬로 연결되어 동작 제어부와 연동되는 점호신호 발생부의 점호신호를 스위칭(온/오프)하여 상기 SCR 게이트(G)를 트리거시킴으로써 3상 용접전원 변압기의 2차측 코일에 동기되는 전원의 반파 위상을 제어하기 위한 다수개의 다이오드(D1 ~ D6)와, 상기 SCR(SCR1 ~ SCR6)의 캐소드(C) 및 3상 용접전원 변압기의 2차측 코일과 직렬로 접속되는 제 1 저항(R1 ~ R6) 및 제 1 캐패시터(C1 ~ C6)와 상기 다이오드(D1 ~ D6), 상기 제 1 저항(R1 ~ R6) 및 제 1 캐패시터(C1 ~ C6)와 병렬로 접속되는 제 2 저항(R7 ~ R12) 및 제 2 캐패시터(C7 ~ C12)를 통해 상기 각 SCR(SCR1 ~ SCR6)로 흐르는 과전류 또는 돌입전류 및 과전압을 차단하기 위한 다수개의 보호회로로 이루어진다.2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a rectification and phase control unit including an SCR and an SCR gate trigger circuit according to the present invention. As shown in the drawing, the SCR gate trigger circuit 45 according to the present invention includes a plurality of SCR gate trigger circuits. SCR (SCR1 ~ SCR6) is connected in series with the gate (G) to switch (on / off) the firing signal of the firing signal generating unit interlocked with the operation control unit to trigger the SCR gate (G) to the two-phase welding power transformer A plurality of diodes (D1 to D6) for controlling the half-wave phase of the power supply synchronized with the secondary coil, and the cathode (C) of the SCR (SCR1 to SCR6) and the secondary coil of the three-phase welding power transformer A first resistor R1 to R6 and the first capacitors C1 to C6 and the diodes D1 to D6, the first resistors R1 to R6 and the first capacitors C1 to C6 connected in parallel; Each of the above through two resistors R7 to R12 and a second capacitor C7 to C12 It consists of a plurality of protection circuits for blocking the overcurrent or inrush current and the overvoltage flowing to the SCR (SCR1 ~ SCR6).
상기 각 SCR(SCR1 ~ SCR6)의 캐소드(C)에 접속된 상기 보호회로는 상기 3상 용접전원 변압기 2차측 코일의 각 상에 직렬로 연결되고 상기 SCR(SCR1 ~ SCR6)의 애노드(A)와 접속되어 상기 3상 용접전원 변압기 2차측 코일과 접속된 직류 리액터(L1, L2) 및 상기 SCR(SCR1 ~ SCR6)의 애노드(A)와 접속된 직류전압 출력부의 부(-) 전압단자로 반파 위상제어 정류된 전원을 출력하게 된다.The protection circuit connected to the cathodes C of each of the SCRs SCR1 to SCR6 is connected in series with each phase of the secondary coil of the three-phase welding power supply transformer and is connected to the anodes A of the SCRs SCR1 to SCR6. Half-wave phase with a negative voltage terminal connected to the DC reactors L1 and L2 connected to the secondary coil of the three-phase welding power transformer and the anode A of the SCRs SCR1 to SCR6. Control rectified power is output.
이하에서 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로의 작용을 첨부한 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the SCR gate trigger circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 3상 교류전원이 1차측 3상 용접전원 변압기를 거쳐 2차측 3상 용접전원 변압기(10)에 인가되면, 동작 제어부(20)의 위상 제어신호에 따라 점호신호 발생부(30)는 점호신호를 발생시킨다. 상기 점호신호에 의해 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로(45)의 다이오드(D1 ~ D6)가 스위칭(온/오프)되어 SCR(SCR1 ~ SCR6) 게이트(G)가 트리거되면, 상기 SCR(SCR1 ~ SCR6)의 캐소드(C), 애노드(A) 및 보호회로(R1 ~ R12, C1 ~ C12)와 접속된 3상 용접전원 변압기 2차측 코일(10) 각 상의 위상을 반파 정류하고, 상기 3상 용접전원 변압기 2차측 코일(10)과 접속된 직류 리액터(50)를 통해 3상 전원을 강압하여 직류전압 출력부(60)로 위상제어 정류된 직류전압을 출력하게 된다. 이 때, 동작 제어부(20)는 피드백되는 전류 및 전압을분석하여 다시 점호신호 발생부(30)로 위상 제어신호를 출력하고 상기 전류 및 전압의 가변을 통해 와이어 송급부(70)와 연동되는 토치에 용접에 적합한 직류전압 레벨을 인가한다.First, when three-phase AC power is applied to the secondary-side three-phase welding power transformer 10 via the primary-side three-phase welding power transformer, the firing signal generator 30 calls the firing signal according to the phase control signal of the operation control unit 20. Generate a signal. When the diodes D1 to D6 of the SCR gate trigger circuit 45 according to the present invention are switched (on / off) by the firing signal to trigger the SCR (SCR1 to SCR6) gate G, the SCRs (SCR1 to The phase of each phase of each of the three-phase welding power transformer secondary coil 10 connected to the cathode C, the anode A and the protection circuits R1 to R12, C1 to C12 of SCR6 is half-wave rectified, and the three phase welding The three-phase power is stepped down through the DC reactor 50 connected to the secondary coil 10 of the power transformer to output the DC voltage rectified by the phase control to the DC voltage output unit 60. At this time, the operation controller 20 analyzes the current and voltage fed back and outputs a phase control signal to the firing signal generator 30 again, and the torch interlocked with the wire supply unit 70 through the change of the current and voltage. Apply a DC voltage level suitable for welding.
전술한 바와 같이 본 고안에 따른 일 실시예에 의하면, 3상 용접전원 변압기의 2차측에 동기되는 전원의 반파 위상을 제어함으로써 상기 3상 용접전원 변압기의 직류 출력전압을 제어할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the DC output voltage of the three-phase welding power transformer may be controlled by controlling the half-wave phase of the power synchronized with the secondary side of the three-phase welding power transformer.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 SCR 게이트 트리거 회로에 의하면, 다수개의 SCR 게이트와 직렬로 연결되는 다수개의 다이오드와, 상기 각 SCR의 캐소드와 직렬로 연결되며 상기 각 다이오드와 병렬로 접속된 저항 및 캐패시터들을 포함하는 다수개의 보호회로를 통해 상기 각 SCR 게이트를 트리거시켜서 상기 각 SCR의 캐소드 및 보호회로와 연동하여 3상 용접전원 변압기의 2차측에 동기되는 전원의 반파 위상을 제어함으로써 상기 3상 용접전원 변압기의 직류 출력전압을 제어할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the SCR gate trigger circuit according to the present invention, a plurality of diodes connected in series with a plurality of SCR gates, resistors connected in series with the cathodes of the respective SCRs and connected in parallel with the diodes, The three-phase welding by triggering the respective SCR gates through a plurality of protection circuits including capacitors to control the half-wave phase of the power synchronized to the secondary side of the three-phase welding power transformer in conjunction with the cathode and the protection circuit of each SCR. There is an effect that can control the DC output voltage of the power transformer.
이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended utility model claims. will be.
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