KR100317357B1 - 역률제어용승압형능동필터의구동제어회로및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 및 방법에 관한 것으로, 종래에는 인버터 에어컨의 동작중에 입력전압의 주기 사이클이 순간적인 정전이 발생하여 끊어지는 경우 필터용 캐패시터의 전압은 부하가 클수록 급격히 떨어지게 되어 부하에 정상적인 전압을 공급하지 못하고, 전원이 없는 상태에서 스위칭소자가 구동되어진 후 다시 전원이 공급되면 스위칭소자가 파손되는 문제점이 있고, 또한 에어컨의 동작에서 압축기용 모터의 동작을 중지하는 상황이 발생하거나 인버터부의 이상동작으로 인해 시스템 구동 제어부가 인버터 구동부를 통해 인버터동작을 갑자기 중지한 경우 능동필터에게는 급격한 부하변동으로 작용하고, 스위칭소자가 스위칭할 경우에는 필터용 캐패시터에 에너지가 계속 공급되어 출력전압이 상승하고, 스위칭소자의 정격을 넘게되면 소자의 파손을 일으킬 수 있는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 입력되는 상용 전원을 정류한 직류전압 공급시 스위칭소자를 이용하여 역률을 개선하기 위한 동작을 수행하는 리액터와 스위칭소자, 다이오드 및 필터용 캐패시터로 이루어진 승압형 컨버터부와, 상기 승압형 컨버터부에서 전압 공급시 입력되는 스위칭 구동신호에 의해 교류전원을 만들어 모터에 공급하는 인버터부와, 상기 승압형 컨버터부의 입,출력전류 및 전압을 검출하여 역률을 제어하기 위한 스위칭신호를 스위칭소자로 제공함과 아울러 상기 승압형 컨버터부의 출력을 조절하기 위한 필터 제어부로 구성된 능동필터 구동회로에 있어서, 상기 필터 제어부로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위치부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압을 검출하는 출력전압 검출부와, 상기 출력전압 검출부에서 검출한 전압으로 순간정전이나 보호회로 동작상황을 판단하고 그에따른 제어신호를 출력하는 시스템 구동 제어부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압을 비교기준전압(α)과 비교하여 상기 필터 제어부의 동작을 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부로 인터럽트 신호를 발생시키고, 초기 동작시 상기 비교기준전압을 조절하는 제1비교부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압과 기준전압(β)을 비교하여 상기 필터 제어부의 동작을 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부로 인터럽트신호를 발생시키는 제2비교부로 구성하여, 순간정전 등 입력전압의 이상시에도 동작 중지없이 안전하게 동작시킬 수 있도록 하여 동작 신뢰성을 향상시키도록 한 것이다.

Description

역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 및 방법
본 발명은 역률제어용 승압형 능동필터를 보유한 인버터 에어컨에 있어서, 순간정전이나 이상전압 입력시에도 안전하게 동작시킬 수 있는 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 및 방법에 관한 것으로, 특히 에어컨의 압축기 동작 정지나 이상동작 등 인버터부의 급격한 부하변동이 발생할 경우 콘덴서에 과전압이 유기되는 문제를 해결하도록 하여 역률을 향상시키도록 한 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 입력되는 상용 전원을 정류하고 그 정류된 직류전압을 출력하는 정류부(11)와, 상기 정류부(11)에서 직류전압 공급시 스위칭신호에 의해 역률을 개선하기 위한 동작을 수행하는 승압형 컨버터부(12)와, 상기 승압형 컨버터부(12)에서 출력되는 전압을 스위칭 구동신호에 의해 교류전원을 만들어 모터(M)에 공급하는 인버터부(13)와, 상기 승압형 컨버터부(12)의 리액터로 흐르는 전류를 검출하여 입력전류를 알아내는 입력전류 검출부(18)와, 상기 승압형 컨버터부(12)의 리액터로 공급되는 전압을 검출하여 입력전압을 알아내는 입력전압 검출부(17)와, 상기 인버터부(13)로 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(16)와, 상기 승압형 컨버터부(12)의 캐패시터(C)에 걸리는 전압을 검출하여 상기 모터(M)로 공급되는 출력전압을 검출하는 출력전압 검출부(15)와, 상기 검출부(15-18)를 통해 검출한 전류 및 전압을 이용하여 역률을 조절하기 위한 스위칭 구동신호를 상기 승압형 컨버터부(12)의 역율제어용 스위칭소자(Q1)의 게이트로 출력하는 제어신호 처리부(14)와, 모터(M)의 속도를 가변하기 위한 시스템 구동신호를 출력하는 시스템 구동 제어부(20)와, 상기 시스템 구동제어부(20)에서 출력되는 시스템 구동신호에 따라 상기 인버터부 (13)내 스위칭소자의 턴온 또는 턴오프시키기 위한 스위칭 제어신호를 출력하는 인버터 구동부(19)로 구성된다.
상기에서 제어신호 처리부(14)와 각 검출부(15-18)는 필터 제어부(10)이다.
이와같이 구성된 종래 기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상용전원을 정류부(11)로 공급하면, 상기 정류부(11)는 상용전원을 다이오드를 이용하여 정류하고, 그 정류된 전압을 승압형 컨버터부(12)로 출력하는데, 상기 정류된 전압은 입력전원 주파수(50/60Hz)의 두배 주파수를 갖는 전압이 나온다.
이 전압을 입력으로 해서 승압형 컨버터부(12)의 스위칭소자(Q1)를 스위칭 해주면 리액터(L)에는 입력전압과 동상인 전류가 흐르고, 상용전원에서 보면 50/60Hz의 입력전압에 동상인 싸인파 전류가 흘러서 역률이 거의 1.0에 가깝게 된다.
그리고 상기 승압형 컨버터부(12)의 리액터(L)와, 다이오드(D) 및 필터용 캐패시터 (C1)는 상기 정류부(11)의 출력전압을 필터링하여 그 정류부(11)의 직류전압에 포함되어 있는 교류성분을 제거한 출력전압(Vo)을 인버터부(13)로 출력한다.
이때 상기 출력전압(Vo)은 입력전압의 피크치보다 큰 전압이 된다.
시스템 구동 제어부(20)에서 모터(M)를 구동시키기 위한 시스템 구동신호에 해당하는 펄스폭변조(PWM)펄스를 인버터 구동부(19)로 제공하면, 상기 인버터 구동부(19)는 상기 PWM펄스에 대응하는 스위칭신호를 인버터부(13)의 스위칭소자로 제공한다.
이에따라 상기 인버터부(13)의 스위칭소자는 스위칭동작을 행하여 정류부(11)와 승압형 컨버터부(12)로 부터 제공되는 직류전압을 교류전원으로 변환하여 모터(M)로제공하여 회전속도를 제어한다.
이때 필터 제어부(10)의 입력전압 검출부(17)와 입력전류 검출부(18)는 정류부(11)에서 승압형 컨버터부(12)의 리액터(L)로 공급되는 입력전압과 입력전류를 각각 검출하여 제어신호 처리부(14)로 제공하고, 전류 검출부(16)는 전류 트랜스(C.T)를 통해 전류를 입력받아 전류량을 검출하고 그 검출한 전류값을 상기 제어신호 처리부(14)로 제공한다.
그리고 출력전압 검출부(15)는 상기 승압형 컨버터부(12)의 캐패시터(C1)에 걸리는 전압을 검출하여 상기 제어신호 처리부(14)로 제공한다.
그러면 상기 제어신호 처리부(14)는 입력전압과 입력전류에 의해 역률을 개선하기 위한 스위칭신호를 생성하여 상기 승압형 컨버터부(12)의 스위칭소자(Q1)로 제공하고, 아울러 인버터부(13)로 제공하는 출력전압(Vo)이 설정치로 안정하게 동작하도록 제어해준다.
상기 스위칭소자(Q1)는 50KHz 이상의 높은 주파수로 동작하기 때문에 각 스위칭시에 리액터(L)의 전류는 전류원과 같은 역할을 한다.
가령 승압형 컨버터부(12)의 스위칭소자(Q1)를 온시키면, 리액터(L)에는 정류부 (11)를 통해 정류된 전압(Vin)이 걸리고, 리액터 전류(IL)는 선형적으로 상승한다.
이때 스위칭소자(Q1)로 흐르는 전류(IQ)는 도통된 스위칭소자(Q1)를 통해 (-)측으로 바이패스 되므로 감소하고, 다이오드(D)로 흐르는 전류(ID)는 서서히 증가한다.
이때 필터용 캐패시터(C1)는 승압형 컨버터부(12)로 부터 공급되는 전압(VQ1)을 필터링하고, 그 필터링한 전압(Vo)을 부하로 공급하여 동작하도록 한다.
그리고 상기 승압형 컨버터부(12)의 스위칭소자(Q1)가 오프되면, 다이오드(D)가 도통하여 리액터(L)에는 (Vo-Vin)전압이 걸리고, 리액터 전류(IL)는 선형적으로 감소한다.
이 경우 입력에서 출력으로 파워를 공급하여 필터용 캐패시터(C1)를 충전하게 된다.
이때 스위칭소자(Q1)로 흐르는 전류(IQ1)는 서서히 상승하다가 소정값 이상이 되면 다시 역으로 감소하다가 일정값이 되면 그 값을 유지하고, 다이오드(D)로 흐르는 전류(ID)는 서서히 감소하다가 0값을 유지한다.
상기에서와 같은 동작을 반복하여 리액터 전류(IL)가 입력전압의 모양을 추종하도록 역률을 개선한다.
이와같은 동작으로 전압변동에 상관없이 항상 일정한 인버터 입력전압에 의해 효율좋게 동작할 수 있음은 물론 동작 역율이 거의 1이고, 전류고조파도 국제규격 (IEC1000-3)을 만족할 수 있는 성능을 갖출 수 있다.
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 인버터 에어컨의 동작중에 입력전압의 주기 사이클이 순간적인 정전이 발생하여 끊어지는 경우 필터용 캐패시터의 전압은 부하가 클수록 급격히 떨어지게 되어 부하에 정상적인 전압을 공급하지 못하고, 전원이 없는 상태에서 스위칭소자가 구동되어진 후 다시 전원이 공급되면 스위칭소자가 파손되는 문제점이 있고, 또한 에어컨의 동작에서 압축기용 모터의 동작을 중지하는 상황이 발생하거나 인버터부의 이상동작으로 인해 시스템 구동 제어부가 인버터 구동부를 통해 인버터동작을 갑자기 중지한 경우 능동필터에게는 급격한 부하변동으로 작용하고, 스위칭소자가 스위칭할 경우에는 필터용 캐패시터에 에너지가 계속 공급되어 출력전압이 상승하고, 스위칭소자의 정격을 넘게되면 소자의 파손을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 순간정전이나 이상전압 입력시에도 안전하게 동작시킬 수 있도록 한 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 인버터 에어컨의 부하측 이상에 의한 출력측 전압상승과 같은 모든 이상동작에 대하여 안전하고 문제없이 동작시킬 수 있도록 한 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 구성도.
도 2는 본 발명 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 구성도.
도 3은 도 2에서, 순간정전시 각 부의 입출력 파형도.
도 4는 도 2에서, 과전압 출력에 의한 각 부의 입출력 파형도.
도 5는 도 3에서, 인터럽트 루틴을 보여주는 흐름도.
도 6은 본 발명 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 방법에 대한 동작 흐름도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
20 : 필터 제어부 21 : 정류부
22 : 승압형 컨버터부 23 : 인버터부
24 : 제어신호 처리부 29 : 인버터 구동부
30 : 시스템 구동 제어부 31 : 스위치부
32 : 제1비교부 33 : 제2비교부
34 : 출력전압 검출부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력되는 상용 전원을 정류한 직류전압 공급시 스위칭소자를 이용하여 역률을 개선하기 위한 동작을 수행하는 리액터, 스위칭소자, 다이오드 및 필터용 캐패시터로 이루어진 승압형 컨버터부와, 상기 승압형 컨버터부에서 전압 공급시 입력되는 스위칭 구동신호에 의해 교류전원을 만들어 모터에 공급하는 인버터부와, 상기 승압형 컨버터부의 입,출력전류 및 전압을 검출하여 역률을 제어하기 위한 스위칭신호를 그 승압형 컨버터부의 스위칭소자로 제공함과 아울러 상기 승압형 컨버터부의 출력을 조절하기 위한 필터 제어부로 구성된 능동필터 구동회로에 있어서, 상기 필터 제어부로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위치부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압을 검출하는 출력전압 검출부와, 상기출력전압 검출부에서 검출한 전압으로 순간정전이나 보호회로 동작상황을 판단하고 그에따른 제어신호를 출력하는 시스템 구동 제어부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압을 비교기준전압(α)과 비교하여 상기 필터 제어부의 동작을 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부로 인터럽트 신호를 발생시키고, 초기 동작시 상기 비교기준전압(α)을 조절하는 제1비교부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압과 기준전압(β)을 비교하여 상기 필터 제어부의 동작을 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부로 인터럽트신호를 발생시키는 제2비교부로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 이상동작발생 플래그 비트(SAFE flag) 셋트시 이상동작으로 판단한 후 필터용 캐패시터의 출력전압과 소정의 값을 비교하여 전원공급 여부를 체크하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 전원이 없다고 판단시 순간정전발생 플래그(DIP flag)를 셋트시킨 후 전원이 재입력되는 시간을 판단하는 제2단계와, 상기에서 전원 재입력시간이 소정시간내에 입력되지 않으면 순간정전으로 인식하고, 소정시간내에 입력되면 다음 단계로 진행하는 제3단계와, 상기 제1단계의 이상동작상태에서 전원이 있다고 판단되면 초기 이상상태가 순간정전인지 보호회로동작인지를 순간정전 플래그(DIP flag) 상태로 판단하는 제4단계와, 상기 순간정전 플래그가 세트상태이면 보호회로 동작이므로 순간정전용 타이머를 정지시키고, 이상동작검출 플래그를 리셋시켜 보호동작 모드로 동작하도록 하는 제5단계와, 상기 제4단계에서 순간정전 플래그가 셋트되어 순간정전 후 전원이 복귀된 경우 스위치부를 동작시켜 초기 동작을 실행하도록 하고, 타이머 정지 및 순간정전 플래그와 이상동작 플래그를 각각 리셋시켜 정상모드로 동작시키는 제6단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 6은 본 발명 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 방법에 대한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와같이, 이상동작발생 플래그 비트(SAFE flag) 셋트시 이상동작으로 판단한 후 필터용 캐패시터의 출력전압과 소정의 값을 비교하여 전원공급 여부를 체크하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 전원이 없다고 판단시 순간정전발생 플래그(DIP flag)를 셋트시킨 후 전원이 재입력되는 시간을 판단하는 제2단계와, 상기에서 전원 재입력시간이 소정시간내에 입력되지 않으면 순간정전으로 인식하고, 소정시간내에 입력되면 다음 단계로 진행하는 제3단계와, 상기 제1단계의 이상동작상태에서 전원이 있다고 판단되면 초기 이상상태가 순간정전인지 보호회로동작인지를 순간정전 플래그(DIP flag) 상태로 판단하는 제4단계와, 상기 순간정전 플래그가 세트상태이면 보호회로 동작이므로 순간정전용 타이머를 정지시키고, 이상동작검출 플래그를 리셋시켜 보호동작 모드로 동작하도록 하는 제5단계와, 상기 제 4단계에서 순간정전 플래그가 셋트되어 순간정전 후 전원이 복귀된 경우 스위치부를 동작시켜 초기 동작을 실행하도록 하고, 타이머 정지 및 순간정전 플래그와 이상동작 플래그를 각각 리셋시켜 정상모드로 동작시키는 제6단계로 이루어진다.
이와같이 각 단계로 이루어진 방법을 수행하기 위한 본 발명 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로에 대한 구성은, 도 2에 도시한 바와같이, 입력되는 상용 전원을 정류하고 그 정류된 직류전압을 출력하는 정류부(21)와, 상기 정류부(21)에서 직류전압 공급시 스위칭신호에 의해 역률을 개선하기 위한 동작을 수행하는 승압형 컨버터부(22)와, 상기 승압형 컨버터부(22)에서 출력되는 전압을 스위칭 구동신호에 의해 교류전원으로 만들어 모터(M)에 공급하는 인버터부(23)와, 상기 승압형 컨버터부(22)에 입력되는 전류 및 전압 그리고 상기 승압형 컨버터부(22)에서 출력되는 전압을 검출하여 역률을 제어하기 위한 스위칭신호를 상기 승압형 컨버터부(22)로 제공함과 아울러 출력전압이 일정하도록 제어하는 필터 제어부(20)와, 모터의 속도를 가변하기 위한 시스템 구동신호와 상기 필터 제어부(20)의 전원을 단속하기 위한 제어신호를 출력하는 시스템 구동 제어부(30)와, 상기 시스템구동제어부(30)에서 출력되는 시스템 구동신호에 따라 상기 인버터부(23)내 스위칭소자를 턴온 또는 턴오프시키기 위한 스위칭 제어신호를 출력하는 인버터 구동부(29)와, 상기 시스템 구동 제어부(30)에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 필터 제어부(20)로 공급되는 전원을 단속하는 스위치부(31)와, 상기 승압형 컨버터부(22)의 출력전압을 비교기준전압(α)과 비교하여 상기 필터 제어부(20)의 동작을 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부(30)로 인터럽트신호를 발생하는 제1비교부(32)와, 상기 승압형 컨버터부(22)의 출력전압을 기준전압(β)과 비교하여 상기 필터제어부 (20)의 동작여부를 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부(30)로 인터럽트신호를 발생시키는 제2비교부(33)와, 상기 승압형 컨버터부(22)의 출력전압을 검출하여 상기 시스템 구동 제어부(30)로 제공하는 출력전압 검출부(34)로 구성한다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
전원단을 통해 도 3의(a)에서와 같은 상용전원을 공급하면, 이를 정류부(21)에서 받아 필터링하고 이 필터링하여 얻은 직류전압을 승압형 컨버터부(22)로 제공한다.
이때 승압형 컨버터부(22)의 동작은 우선 시스템 구동 제어부(30)에서 시스템을 동작시킬 경우 인버터부(23)를 동작시키기 위한 PWM펄스를 인버터 구동부(29)로 출력한다.
그러면 상기 인버터 구동부(29)는 펄스폭을 조절하여 인버터부(23)의 스위칭소자를 온 또는 오프시키기 위한 스위칭 구동신호를 상기 인버터부(23)로 공급한다.
또한 상기 시스템 구동 제어부(30)는 필터링 동작을 수행하지 않도록 하기 위하여 스위치부(31)로 하이신호를 공급한다.
그러면 상기 스위치부(31)의 트랜지스터(Q3)는 턴온되어 전원전압단(Vcc)의 고전위가 저항(R3)과 트랜지스터(Q3)를 통해 접지측으로 바이패스된다.
따라서 저항(R4)과 다이오드(D1)를 통해 필터 제어부(20)의 인에이블단자(Enable)로 저전위신호가 인가되어, 상기 필터 제어부(20)는 동작하지 않게 된다.
그러면 승압형 컨버터부(22)의 스위칭소자(Q2)는 오프상태가 되어, 능동필터의 동작을 제어함과 아울러 역율 제어동작을 하지 않게 된다.
따라서 초기전류의 경로는 승압형 컨버터부(22)의 리액터(L)와 다이오드(D)를 거쳐서 필터용 캐패시터(C2)로 전달된다.
전달된 전류는 필터용 캐패시터(C2)를 충전시켜서 출력전압(Vo)을 상승시키고 결국 입력전압의 피크치까지 전압이 상승된다.
이때 시스템 구동 제어부(30)는 스위치부(31)로 로우신호를 출력한다.
그러면 상기 스위치부(31)의 트랜지스터(Q3)는 턴오프되어 저항(R3,R4)과 다이오드 (D1)를 통해 필터 제어부(20)의 인에이블단자(Enable)로 고전위신호가 인가되어,상기 필터 제어부(20)가 동작 가능한 상태로 된다.
상기 필터 제어부(20)가 동작 가능한 상태가 되면 출력전압 검출부(25)는 승압형 컨버터부(22)의 필터용 캐패시터(C2)에 걸리는 출력전압(Vo)을 검출하고, 전류 검출부(26)는 정류부(21)와 인버터부(23) 사이의 전류검출기(CT)를 통해 부하에 흐르는 전류를 검출하고, 또한 입력 전압, 전류검출부(27)(28)는 승압형 컨버터부(22)의 리액터(L)로 흐르는 입력전압과 입력전류를 각각 검출하여 제어신호 처리부(24)로 제공한다.
그러면 상기 제어신호 처리부(24)는 각 검출부(25-28)에서 전달받은 전류 및 전압에 의해 역률 제어를 위한 신호를 승압형 컨버터부(22)의 스위칭소자(Q2)로 제공하여 온시킨다.
이에따라 역률개선 동작이 시작되고, 이 순간에는 이미 필터용 캐패시터(C2)에 전압이 존재하므로 충전용 돌입전류는 흐르지 않아 스위칭소자의 손실이나 파손의 문제는 발생하지 않는다.
또한 인버터 에어컨이 설정온도 도달이나 압축기의 온도상승 등으로 상기 시스템 구동 제어부(30)가 동작하여, 상기 모터(M)의 동작을 일시 중지하는 경우는 상기 시스템 구동 제어부(30)가 상기 모터(M)의 동작정지 전 먼저 상기 스위치부(31)를 오프시킨 후 모터동작 정지시키면 능동필터의 안전한 동작을 수행할 수 있다.
그러나 모터의 고장이나 이상동작에 의해 인버터부(23)에 과전류가 흐르거나 입력전류의 급격한 상승 등에 의한 에어컨의 보호회로가 동작하는 경우, 상기 인버터부 (23)의 동작이 중지하여 이로인해 능동필터의 에너지가 상기 필터용 캐패시터(C2)에 계속 축적되어 전압이 급격히 상승하여 내압을 초과할 경우 파손의 문제가 있다.
또한 순간정전 등에 의하여 입력전압이 공급이 없어지는 경우는 상기 필터용 캐패시터(C2)의 전압이 저하되고, 이 상태에서 다시 입력전압이 공급되면 충전돌입전류에 의해 스위칭소자(Q2)가 파손되는 문제가 있다.
따라서 제2비교부(33)는 출력전압을 과전압으로 부터 보호하기 위한 수단으로, 필터용 캐패시터(C2)의 출력전압(Vo)을 저항(R13,R14)에 의해 설정되는 전압(β)과 비교기(33a)를 통해 비교한다.
비교 결과, 상기 필터용 캐패시터(C2)의 출력전압(Vo)이 과전에 의해 도 4의 (a) 에서와 같이 비교전압(β) 보다 커질 경우, 도 4(b)에서와 같이 하이에서 로우로 변화되는 신호가 필터 제어부(20)의 인에이블단자(Enable)로 전달된다.
이에따라 필터 제어부(20)가 디스에이블 상태가 되어 동작하지 않게 되고, 스위칭소자(Q2)의 동작을 정지시킨다.
동시에 상기 제2비교부(33)는 로우신호를 시스템 구동 제어부(30)에 인터럽트신호로서 전달한다.
제1비교부(32)는 우선 능동필터가 동작하지 않는 에이컨 동작 초기에는 저항(R7-R9)에 설정된 비교기준전압(α)이 필터용 캐패시터(C2)의 출력전압(Vo) 보다도 크기 때문에 항상 능동필터가 동작할 수 없는 조건이므로 능동필터의 동작을 위해서 상기 시스템 구동 제어부(30)의 출력포트(b)를 통해서 비교기준전압(α)을 상기 필터용 캐패시터(C2)의 전압보다도 낮게 한 후 능동필터가 동작할 수 있도록 하기 위한 것이다.
따라서 능동필터의 동작을 위해서는 우선 전압 변경부(32b)를 동작시키고, 이후에는 다시 전압 변경부(32b)를 오프시키면 비교기준전압이 소정의 값(α)으로 되어 비교부(32a)는 정상동작을 한다.
즉, 시스템 구동 제어부(30)는 동작 초기에 b단자로 하이신호를 출력하여 제1비교부(32)의 전압 변경부(32b)내 트랜지스터(Q4)를 턴온시킨다.
그러면 상기 트랜지스터(Q4)가 턴온되어 전원전압단(Vcc)의 전압을 저항(R7-R9)과 트랜지스터(Q4)를 통해 접지측으로 바이패스 시킨다.
이에따라 비교기(32a)의 비반전단자(+)로 입력되는 필터용 캐패시터(C2)의 출력전압(Vo)이 반전단자(-)로 입력되는 비교기준전압(α) 보다 높도록 한다.
따라서 상기 비교기(32a)는 하이상태의 신호를 출력하고, 이 신호는 필터 제어부 (20)의 인에이블단자(Enable)로 입력되어 동작하도록 한다.
상기 필터 제어부(20)가 동작함에 따라 제어신호 처리부(24)가 구동되어 승압형 컨버터부(22)의 스위칭소자(Q2)를 구동시킨다.
이와같은 동작을 수행하다가 순간정전시 도 3의 (b)에서와 같이 필터용 캐패시터 (C2)의 출력전압이 저하되면, 상기 비교기(32a)의 출력전압이 소정의 비교기준전압 (α) 보다 저하되어, 상기 비교기(32a)의 출력이 하이에서 로우로 변화하고, 이 신호에 의해 능동필터의 동작이 정지되고, 동시에 시스템 구동 제어부(30)에 도 3의 (c)에서와 같이 로우상태의 인터럽트가 걸리게 된다.
상기 시스템 구동 제어부(30)는 인터럽트가 걸리면, 도 5에 도시한, 인터럽트 루틴을 수행한다.
여기서, 상기 인터럽트 루틴 수행을 살펴보면, 시스템 구동 제어부(30)는 먼저 그의 출력포트(a)를 통해서 스위치부(31)로 하이신호를 출력하여 필터 제어부(20)로 공급되는 전원을 차단하여 디스에이블상태로 만든다.(S51)
그런다음 이상동작발생 플래그 비트(SAFE flag)를 셋트시켜 메인 루틴에서 이상동작이 발생했음을 알린다.(S52)
그리고, 순간정전의 경우 순간정전결정을 위해 전원의 복귀여부를 일정시간 안에 판단하기 위한 타이머를 동작시킨다.(S53)
이와같은 인터럽트 루틴을 수행할 때, 도 6에 도시한, 메인 루틴에서는 이상동작발생 플래그 비트(SAFE flag)가 셋트인지 리셋트인지를 판단한다.(S61)
판단 결과, 상기 이상동작발생 플래그 비트(SAFE flag)가 리셋트일 경우에는 이상동작이 없는 정상상태 이므로 정상동작을 진행시키고, 셋트일 경우는 이상동작이 발생한 경우이므로 순간정전인지 보호회로 동작인지를 판단한다.(S62)
즉, 출력전압 검출부(34)의 출력을 입력포트(c)에서 읽어들이고, 그 읽어들인 값이 소정의 값 (γ) 이상인지를 판단한다.
이것은 전원이 있는지 없는지의 상태를 검출하는 것으로, 상기 출력전압 검출부 (24)의 출력이 소정의 값(γ) 보다 작으면 이것은 전원이 없는 상황이므로 순간정전을 인식하고 순간정전발생 플래그(DIP flag)를 셋트시킨다.(S63)
상기 순간정전발생 플래그(DIP flag)를 셋트시킨 후, 재입력되는 시간을 판단한다. (S64)
즉, 전원이 재입력되는 시간이 소정의 시간(δ)내에 전원이 입력되지 않으면 순간정전모드로 인식하고, 그렇지않고 전원이 시간내에 입력되면 입력포트(b)의 값이 소정의 값 (γ)보다 커지게 되어 다음 단계로 진행한다.
상기 단계(S61)의 이상동작상태에서 출력전압 검출부(34)의 출력을 입력포트(c)에서 읽어들인 값이 소정의 값(γ) 이상이면, 전원이 공급될 경우, 이는 초기 이상상태가 순간정전인지 보호회로 동작인지를 판단하기 위하여 순간정전 플래그(DIP flag) 상태를 체크한다.(S65)
체크한 결과, 상기 순간정전 플래그(DIP flag)가 리세트일 경우는 보호회로 동작이므로 순간정전용 타이머를 정지시키고(S66), 이상동작 검출 플래그(SAFE flag)를 리셋트 시키고 에어컨의 보호동작모드에 의한 동작에 따라 동작을 하게 된다.(S67)
그리고, 상기 S65단계에서 순간정전 플래그(DIP flag)가 세트일 경우는 순간정전에 의해 전원공급이 없다가 재입력된 경우이므로 출력포트 (b)는 온, 출력포트 (a)는 온으로 시작시키고, 타이머는 중지시키며(S68), 순간정전 플래그(DIP flag)를 리세트시킨 후 이상동작 플래그(SAFE flag)를 리셋트시키고 정상동작모드로 복귀한다. (S69)
이와같은 동작으로 인버터 에어컨의 모든 이상동작에 대해서도 안전하고 문제없이 동작을 시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 순간정전 등 입력전압의 이상시나 인버터 에어컨의 부하측 이상에 의한 출력측 전압 상승과 같은 모든 이상 동작에 대해 동작 중지없이 안전하게동작시킬 수 있도록 하여 동작 신뢰성을 향상시키도록 한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 입력되는 상용 전원을 정류한 직류전압 공급시 스위칭소자를 이용하여 역률을 개선하기 위한 동작을 수행하는 리액터, 스위칭소자, 다이오드 및 필터용 캐패시터로 이루어진 승압형 컨버터부와, 상기 승압형 컨버터에서 전압 공급시 입력되는 스위칭 구동신호에 의해 교류전원을 만들어 모터에 공급하는 인버터부와, 상기 승압형 컨버터부의 입,출력전류 및 전압을 검출하여 역률을 제어하기 위한 스위칭신호를 그 승압형 컨버터부의 스위칭소자로 제공함과 아울러 상기 승압형 컨버터부의 출력을 조절하기 위한 필터 제어부로 구성된 능동필터 구동회로에 있어서, 상기 필터 제어부로 공급되는 전원을 단속하기 위한 스위치부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압을 검출하는 출력전압 검출부와, 상기 출력전압 검출부에서 검출한 전압으로 순간정전이나 보호회로 동작상황을 판단하고 그에따른 제어신호를 출력하여 상기 스위치부와 시스템 전체동작을 제어하는 시스템 구동 제어부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압을 비교기준전압(α)과 비교하여 상기 필터 제어부의 동작을 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부로 인터럽트 신호를 발생시키고, 초기 동작시 상기 시스템 구동제어부의 제어를 받아 상기 비교기준전압(α)을 조절하는 제1비교부와, 상기 승압형 컨버터부의 출력전압을 기준전압(β)과 비교하여 상기 필터 제어부의 동작을 제어함과 아울러 상기 시스템 구동 제어부로 인터럽트신호를 발생시키는 제2비교부로 구성된 것을 특징으로 하는 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 제1비교부는 승압형 컨버터부의 출력전압을 비교기준전압과 비교하는 비교기와, 시스템 구동 제어부의 제어출력에 따라 초기 동작시 상기 비교기의 비교기준전압을 조절하는 전압 변경부로 구성된 것을 특징으로 하는 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로.
  3. 제2항에 있어서, 전압 변경부는 트랜지스터 및 저항으로 구성된 것을 특징으로 하는 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로.
  4. 이상동작발생 플래그 비트(SAFE flag) 셋트시 이상동작으로 판단한 후 필터용 캐패시터의 출력전압과 소정의 값을 비교하여 전원공급 여부를 체크하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 전원이 없다고 판단시 순간정전발생 플래그(DIP flag)를 셋트시킨 후 전원이 재입력되는 시간을 판단하는 제2단계와, 상기에서 전원 재입력시간이 소정시간내에 들지 않으면 순간정전으로 인식하고, 소정시간내에 들면 다음 단계로 진행하는 제3단계와, 상기 제1단계의 이상동작상태에서 전원이 있다고 판단되면 초기 이상상태가 순간정전인지 보호회로동작인지를 순간정전 플래그(DIP flag) 상태로 판단하는 제4단계와, 상기 순간정전 플래그가 세트상태이면 보호회로 동작이므로 순간정전용 타이머를 정지시키고, 이상동작검출 플래그를 리셋시켜 보호동작 모드로 동작하도록 하는 제5단계와, 상기 제4단계에서 순간정전 플래그가 셋트되어 순간정전 후 전원이 복귀된 경우 스위치부를 동작시켜 초기 동작을 실행하도록 하고, 타이머 정지 및 순간정전 플래그와 이상동작 플래그를 각각 리셋시켜 정상모드로 동작시키는 제6단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 방법.
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