KR0118104Y1 - 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘 - Google Patents

태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘

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Abstract

본 고안은 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘에 관한 것으로, 태양빛을 받아 전기에너지로 변환하는 태양전지와, 상기 태양전지에서 발생된 직류전압을 한쌍의 트랜지스터를 통해 교호로 승압하고 승압된 교류성분을 정류하는 DC/DC콘버터와, 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압에 대해 저전압상태를 감지하는 저전압감지부와 외부상용교류전원의 정전상태를 감지하는 정전감지부와 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하여 콤프레서에 인가하는 인버터와 상기 콤프레서의 출력을 제어하기 위해 상기 인버터를 제어하는 실외기제어부로 이루어진 실외기를 구비한 인버터에어콘에 있어서, 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압을 감지하는 2차전압감지부와, 상기 태양전지의 전압을 감지하는 태양전지전압감지부와, 상기 실외기의 전전압감지부로부터 저전압감지신호를 입력받은 경우 혹은 상기 실외기의 정전감지부로부터 정전감지신호를 입력받은 경우 소정 펄스폭변조신호를 상기 한쌍의 트랜지스터에 각각 인가하여 상기 DC/DC콘버터를 `오프'상태로 전환하는 PWM제어부로 이루어져 상기 DC/DC콘버터를 제어하는 DC/DC콘버터제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘
본 고안은 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘에 관한 것으로, 특히 실외기의 저전압감지부와 정전감지부의 감지신호를 이용하여 DC/DC콘버터의 동작을 제어하므로써 구성요소의 간소화를 통해 제조비용을 절감할 수 있도록 한 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘에 관한 것이다.
일반적으로 인버터에어콘은 외부상용교류전원을 사용하여 실내공기를 조절하는 동작을 수행하게 되는데 정전 또는 이상사태에 대비하여 태영전지발전시스템을 외부상용교류전원과 연계하는 방식이 도입되었다. 이러한 태양전지발전시스템을 도입한 인버터에어콘에 대해 종래의 구성예가 도 1에 도시되어 있다.
도1은 종래기술에 따른 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 태양빛을 전기에너지로 변환하여 직류전압을 출력하는 태양전지(201)와, 태양전지(201)에서 발생된 직류전압을 한쌍의 트랜지스터를 통해 교호로 승압하고 승압된 교류성분을 정류하는 DC/DC콘버터(202)와 DC/DC콘버터(202)에 의해 승압된 직류전압을 감지하는 2차전압감지부(208)와 DC/DC콘버터(202)의 직류전압에 대해 저전압상태를 감지하는 저전압감지부(211)와 태양전지(202)의 직류전압을 감지하는 태양전지전압감지부(210)와 외부상용교류전원(213)의 정전상태를 감지하는 정전감지부(212)와 2차전압갑지부(208)에 의해 감지된 DC/DC콘버터(202)의 출력전압과 태양전지전압감지부(210)에 의해 감지된 태양전지(202)의 전압에 따라 한 쌍의 트랜지스터의 온/오프동작을 제어하돼 저전압감지부(211)이 저전압상태를 감지하거나 정전감지부(212)가 정전사태를 감지하면 한쌍의 트랜지스터를 오프시키기 위한 펄스폭변조신호를 출력하는 PWM제어부(209)로 이루어진 DC/DC콘버터부(200)와, DC/DC콘버터(202)의 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하여 콤프레서(CM)에 인가하는 인버터(204)와 DC/DC콘버터(202)로부터 출력되는 직류전압에 대해 저전압상태를 감지하는 저전압감지부(206)와 외부상용교류전원(213)의 정전상태를 감지하는 정전감지부(207)와 와 콤프레서(CM)의 출력을 제어하기 위해 인버터(204)를 제어하돼 저전압감지부(206) 및 정전감지부(207)의 감지동작에 다라 인버터(204)를 제어하는 실외기제어부(205)로 이루어진 실외기(203)로 구성된다.
종래기술에 따른 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘은 실외기(203)에 저전압감지부(206)와 정전감지부(207)를 구비하여 전전압상태 혹은 정전상태시 과전류의 유입으로 인한 구성부품들의 파괴를 방지하게 된다. 한편, DC/DC콘버터제어부(200)는 저전압감지부(211)와 정전감지부(212)를 구비하여 DC/DC콘버터(202)의 전압상태와 외부상용교류전원(213)의 전압상태에 따라 DC/DC콘버터(202)의 동작을 제어하게 된다. 즉, DC/DC콘버터제어부(200)의 PWM제어부(209)는 DC/DC콘버터(202)의 출력전압과 태양전지(201)의 발전전압에 따라 소정 펄스폭변조 신호를 DC/DC콘버터(202)의 한쌍의 트랜지스터를 교호로 턴온시켜 실외기(203)의 인버터(204)에 공급되는 직류전압을 조정하는 상태하에서, 저전압감지부(211)가 DC/DC콘버터(202)의 직류전압이 저전압상태를 감지한 경우 혹은 정전감지부(212)가 외부상용교류전원(213)의 정전상태를 감지한 경우에는 한쌍의 트랜지스터를 턴오프시키기 위한 펄스폭변조신호를 인가하여 실외기(203)의 구성부품들이 파괴되는 것을 방지하게 된다.
그러나, 종래기술에 따른 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘은 실외기(203)와 DC/DC콘버터제어부(200)에 동일기능을 수행하는 저전압감지부(206,211) 및 정전압감지부(212)를 중복적으로 구성되어 있으므로 인해 장치구성이 복잡해지고 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.
본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 실외기측의 저전압감지부의 정전감지부를 DC/DC콘버터제어부에서 활용하므로써 동기능을 수행하는 구성요소의 중복을 배제하므로써 장치구성의 간소화 및 제조비용을 절감할 수 있도록 한 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘을 제공함에 있다.
제1도는 종래 기술에 따른 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘의 구성도,
제2도는 본 고안에 따른 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘의 구성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:태양전지 2:DC/DC콘버터
5:DC/DC콘버터 6:실외기
상기와 같은 본 고안의 목적은 태양빛을 받아 전기에너지로 변환하는 태양전지와, 상기 태양전지에서 발생된 직류전압을 한쌍의 트랜지스터를 통해 교호로 승압하고 승압된 교류성분을 정류하는 DC/DC콘버터와, 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압에 대해 저전압상태를 감지하는 저전압감지부와 외상상용교류전원의 정전상태를 감지하는 정전감지부와 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하여 콤프레서에 인가하는 인버터와 상기 콤프레서의 출력을 제어하기 위해 상기 인버터를 제어하는 실외기제어부로 이루어진 실외기를 구비한 인버터에어콘에 있어서, 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압을 감지하는 2차전압감지부와, 상기 태양전지의 전압을 감지하는 태양전지전압감지부와, 상기 실외기의 저전압감지부로부터 저전압감지신호를 입력받은 경우 혹은 상기 실외기의 정전감지부로부터 정전감지신호를 입력받은 경우 소정 펄스폭변조신호를 상기 한쌍의 트랜지스터에 각각 인가하여 상기 DC/DC콘버터를 '오프'상태로 전환하는 PWM제어부로 이루어져 상기 DC/DC콘버터를 제어하는 DC/DC콘버터제어부에 의하여 달성된다.
이하, 본 고안에 따른 일시시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 고안에 따른 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 고안은 태양빛을 받아 전기에너지로 변환하는 태양전지(1)와, 상기 태양전지(1)에서 발생된 직류전압을 한쌍의 트랜지스터를 통해 교호로 승압하고 승압된 교류성분을 정류하는 DC/DC콘버터(2)와, 상기 DC/DC콘버터(2)로부터 출력되는 직류전압에 대해 저전압상태를 감지하는 저전압감지부(12)와 외부상용교류전원(7)의 정전상태를 감지하는 정전감지부(13)와 상기 DC/DC콘버터(2)로부터 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하여 콤프레서(16)에 인가하는 인버터(11)와 상기 콤프레서(16)의 출력을 제어하기 위해 상기 인버터(11)를 제어하는 실외기제어부(15)로 이루어진 실외기(6)를 구비한다. 또, 본 고안은 상기 DC/DC콘버터(2)로부터 출력되는 직류전압을 감지하는 2차전압감지부(52)와, 상기 태양전지(1)의 전압을 감지하는 태양전지전압감지부(53)와, 상기 실외기(6)의 저전압감지부(12)로부터 저전압감지신호를 입력받은 경우 혹은 상기 실외기(6)의 정전감지부(13)로부터 정전감지신호를 입력받은 경우 소정 펄스폭변조신호를 상기 한쌍의 트랜지스터에 각각 인가하여 상기 DC/DC콘버터(2)를 '오프'상태로 전환하는 PWM제어부(51)로 이루어져 상기 DC/DC콘버터(2)를 제어하는 DC/DC콘버터제어부(5)를 특징적으로 구비한다.
상기 태양전지(1)는 PN접합의 반도체결정판으로 구성되여 입사되는 태양빛을 광전변화효과를 이용하여 전기에너지로 변환하여 소전 직류전압을 출력하게 된다.
상기 DC/DC콘버터(2)는 트랜스포머(3)와 정류기(4) 및 한 싸의 트랜지스터(TR1,TR2)로 구성된다. 상기 트랜스포머(3)는 1차측이 상단 및 하단으로 분리된 2개의 권선으로 구성되며 상단과 하단의 공통점(C)은 상기 태양전지(1)의 음극에 연결되며, 2차측은 상기 정류기(4)에 연결된다. 또 상기 제 1트랜지스터(TR1)의 드레인단은 상단 권선에 연결되고 게이트단은 상기 PWM제어부(51)에 연결되고 소스단은 상기 제 2트랜지스터(TR2)의 소스에 연결되며, 상기 제 2트랜지스터(Tr2)의 드레인단은 하단 권선에 연결되고 게이트단은 상기 PWM제어부(51)에 연결된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 작용효과를 설명한다.
먼저, 상기 태양전지(1)는 입사되는 태양빛을 광전변환을 통해 전기에너지로 변환하요 소정 직류전압을 발생한다. 상기 DC/DC콘버터(2)는 상기 태양전지(1)의 직류전압을 트랜스포머(3)를 통해 교류전압으로 변환하고 정류기(4)를 통해 정류한 직류전압을 상기 인버터(11)와 2차전압감지부(52)로 각각 출력한다. 즉, 트랜스포머(3)는 중성점(C)에 인가되는 상기 태양전지(1)의 직류전압을 상기 권선(W1)과 하단 권선(W2)을 통해 제1트랜지스터(Tr1)와 제2트랜지스터(Tr2)에 각각 인가한다. 상기 트랜스포머(3)는 제1트랜지스터(Tr1)이 턴온상태에 상단 권선(W1)에 전류가 흘러 자속이 발생하고, 제 2트랜지스터(Tr2)이 턴온상태에서 하단 권선(W2)에 전류가 흘러 자속이 발생한다. 이때, 상기 제1트랜지스터(Tr1)와 제 2트랜지스터(Tr2)는 교호로 턴온이 되므로 상단 권선과 하단 권선에 흐르는 전류는 상호 위상차를 가지게 되어 2차측 권선에 교류파형이 발생하게 된다. 상기 제 1트랜지스터(Tr1)와 제 2트랜지스터(Tr2)의 턴온동작은 상기 PWM제어부(51)로부터 인가되는 펄스폭변조신호에 따라 이루어진다.
상기 트랜스포머(3)는 1차측과 2차측의 권선비에 따라 승압된 교류전압을 발생하는데, 약 2~4㎑의 교류주파수 가지며, 280V로 승압하여 정류기(4)로 출력한다. 상기 정류기(4)는 승압된 교류전압을 정류한 직류전압을 출력한다. 평황콘덴서(C1)는 상기 정류기(4)에 의해 정류된 직류전압을 평활하여 상기 인버터(11)와 2차전압감지부(52)로 각각 출력한다. 상기 인버터(11)는 상기 실외기제어부(15)의 제어신호에 따라 상기 정류기(4)에 의해 저류된 직류전압을 소정 주파수의 교류전압으로 변환하여 상기 콤프레서(16)에 인가한다. 상기 콤프레서(16)는 냉매를 압축시켜 냉동사이클이 구동되도록 한다. 상기 실외기제어부(15)는 저전압감지부(12)에 의해 저전압상태를 감지하거나 정전감지부(13)를 통해 정전상태를 감지하게 되면 소정 제어신호를 상기 인버터(11)로 출력하여 콤프레서(16)의 동작을 정지시키도록 한다. 이를 위해 상기 저전압감지부(12)는 상기 DC/DC콘버터(2)의 출력단에 연결되어 직류전압이 저전압이면 소정 저전압감지신호를 상기 실외기제어부(15)로 출력한다. 또, 상기 정전감지부(13)는 외부상용교류전원에 연결되어 정전상태이면 소정 정전감지신호를 상기 실외기제어부(15)로 출력한다.
상기 저전압감지부(12)와 정전감지부(13)는 상기 저전압감지신호와 정전감지 신호를 상기 PWM제어부(51)로 각각 출력한다. 상기 PMW제어부(209)는 DC/DC콘버터(202)의 출력전압과 태양전지(201)의 발전전압에 따라 소정 펄스폭변조신호를 DC/DC 콘버터(202)의 상기 제1트랜지스터(Tr1) 및 제 2트랜지스터(Tr2)를 교호로 턴온시켜 실외기(203)의 인버터(204)에 직류전압을 출력한다. 이때, 상기 PWM제어부(51)는 상기 저전압감지신호 또는 정전감지신호가 입력되면 상기 제1트랜지스터(Tr1)와 제 2트랜지스터(Tr2)를 턴오프시키기 위해 소정 펄스폭변조신호를 출력한다. 이에 따라 상기 제1트랜지스터(Tr1)와 제2트랜지스터(Tr2)는 턴오프됨에 다라 상기 DC/DC콘버터(2)는 출력동작을 중단하는 오프상태가 된다.
이상과 같은 본 발명은 태양전지에 의해 발생된 직류전압을 DC/DC콘버터를 통해 실외기의 인버터에 공급하는 동작에서 시외기측의 저전압감지부와 정전감지부를 DC/DC콘버제어부가 공유하여 구성요소의 중복을 배제할 수 있어서 장치구성의 간소화 및 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 태양빛을 받아 전기에너지로 변환하는 태양전지와, 상기 태양전지에서 발생된 직류전압을 한쌍의 트랜지스터를 통해 교호로 승압하고 승압된 교류성분을 정류하는 DC/DC콘버터와, 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압에 대해 저전압상태를 감지하는 저전압감지부와 외부상용교류전원의 정전상태를 감지하는 정전감지부와 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압을 교류전압으로 변환하여 콤프레서에 인가하는 인버터와 상기 콤프레서의 출력을 제어하기 위해 상기 인버터를 제어하는 실외기제어부로 이루어진 실외기를 구비한 인버터에어콘에 있어서, 상기 DC/DC콘버터로부터 출력되는 직류전압을 감지하는 2차전압감지부와, 상기 태양전지의 전압을 감지하는 태양전지전압감지부와, 상기 실외기의 정전압감지부로부터 정전압감지신호를 입력받은 경우 혹은 상기 실외기의 저전압감지부로부터 저전압감지신호를 입력받은 경우 혹은 상기 실외기의 정전감지부로부터 정전감지신호를 입력받은 경우 소정 펄스폭변조신호를 상기 한쌍의 트랜지스터에 각각 인가하여 상기 DC/DC콘버터를 '오프'상태로 전환하는 PWM제어부로 이루어져 상기 DC/DC콘버터를 제어하는 DC/DC콘버터제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지발전시스템을 전원으로 이용하는 인버터에어콘.
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