KR100445463B1 - Method and device for power factor compensation in inverter airconditioner - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터 에어컨의 역률보상방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기를 구동하는 디씨 링크(DC LINK) 전압에 기초해서 역률 보상을 위한 부분 스위칭 온(ON) 시간을 가변 제어하는 인버터 에어컨의 역률보상방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 압축기를 구동하는 DC 링크전압이 일정하게 유지되도록, 부분 스위칭 온 시간을 자동적으로 제어하여 역률을 최대한 높게 제어한다. 이를 위해서 본 발명은 감지된 DC 링크전압에 기초하여 목표 스위치 온 시간을 조절하고, 목표 DC 링크전압에 도달하도록 제어한다.The present invention relates to a power factor correction method and apparatus for an inverter air conditioner, and more particularly, to an inverter air conditioner for variably controlling a partial switching on time for power factor correction based on a DC LINK voltage driving a compressor. It relates to a power factor correction method and apparatus. The present invention controls the power factor as high as possible by automatically controlling the partial switching on time so that the DC link voltage driving the compressor is kept constant. To this end, the present invention adjusts the target switch-on time based on the sensed DC link voltage, and controls to reach the target DC link voltage.

Description

인버터 에어컨의 역률보상방법 및 장치{Method and device for power factor compensation in inverter airconditioner}Method and device for power factor compensation in inverter air conditioner

본 발명은 인버터 에어컨의 역률보상방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기를 구동하는 디씨 링크(DC LINK) 전압에 기초해서 역률 보상을 위한 부분 스위칭 온(ON) 시간을 가변 제어하는 인버터 에어컨의 역률보상방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power factor correction method and apparatus for an inverter air conditioner, and more particularly, to an inverter air conditioner for variably controlling a partial switching on time for power factor correction based on a DC LINK voltage driving a compressor. It relates to a power factor correction method and apparatus.

공기조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를 테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절하고, 또한 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절한다. 이렇게 공기 조화기와 같은 생활의 편의 제품이 점차적으로 확대, 사용되면서 소비자들은 높은 에너지 사용 효율과, 성능 향상 및 사용에 편리한 제품을 요구하게 되었다.An air conditioner is a home appliance for maintaining indoor air in a state most suitable for use and purpose. For example, in summer, the room is cooled to a cool state, in winter, the room is heated to a warm state, and also the humidity of the room, and the air in the room to a comfortable clean state. As life convenience products such as air conditioners are gradually expanded and used, consumers are demanding high energy use efficiency, performance improvement and convenience products.

또한, 가정과 회사에서 그리고 공장에서 가전제품 및 전자기기들의 사용이 확대되면서 많은 나라와 기구에서는 제품의 사용 규격을 여러가지 방면에서 규제시키고 있다. 일 예로, 하모닉 규격(규격번호 EN61000-3-2, Limit for Harmonic current emissions)이 있다. 상기 하모닉(다른 표현으로 '고조파'라고 함) 규격에서 제한하는 것은, 주파수의 왜곡되는 양을 규제하기 위한 것이다. 이것은 고조파 장애가 각종 전력기기의 열화를 촉진하여 수명을 단축시키고 과열 등에 의한 화재의 위험을 가중시킬 뿐 만 아니라, 무효전력의 증가를 가져와서 소비전력을 증가시키기 때문이다. 이러한 점때문에 인버터 에어컨에서는 고조파장애를 낮추기 위해서 역률개선을 위한 다양한 제어를 수행하고 있다.In addition, the increasing use of home appliances and electronic devices in homes, businesses, and factories has led many countries and organizations to regulate the use of their products in various ways. For example, there is a harmonic standard (standard number EN61000-3-2, Limit for Harmonic current emissions). The limitation in the Harmonic (alternatively referred to as 'harmonics') standard is to regulate the amount of distortion of the frequency. This is because harmonic disturbances not only accelerate the deterioration of various power devices, shorten the lifespan and increase the risk of fire due to overheating, but also increase the reactive power and increase the power consumption. For this reason, the inverter air conditioner performs various controls for improving the power factor to reduce harmonic disturbances.

도 1a는 종래 수동형 시스템을 적용하고 있는 인버터 에어컨의 제어 회로도이고, 도 1b는 그에 따른 전압과 전류의 출력 파형을 도시하고 있다.FIG. 1A is a control circuit diagram of an inverter air conditioner employing a conventional passive system, and FIG. 1B shows output waveforms of voltage and current accordingly.

도시되고 있는 바와 같이, 종래 수동형 인버터 에어컨의 제어회로는, 입력 교류전압을 브릿지 다이오드로 구성되어진 정류회로에 의해서 일차 정류시키는 정류회로(3)와, 상기 정류회로(3)의 출력으로부터 역률을 개선하기 위한 수동필터인 리액터(5) 및 캐패시터(6)를 포함한다.As shown, the control circuit of the conventional passive inverter air conditioner improves the power factor from the output of the rectifier circuit 3 and the rectifier circuit 3 for primary rectifying the input AC voltage by a rectifier circuit composed of bridge diodes. And a reactor 5 and a capacitor 6 which are passive filters.

상기 수동필터는, 리액터(5)에 에너지를 보관하고, 캐패시터(6)로 충방전을 계속하여 입력전류의 갑작스런 변화가 있을 경우, 상기 리액터(5)가 전류를 보완하는 역할을 하여, 고조파 왜곡의 영향을 감소시키는 것이다.The passive filter stores energy in the reactor 5, continues charging and discharging with the capacitor 6, and when there is a sudden change in the input current, the reactor 5 serves to compensate for the current, thereby harmonic distortion. Is to reduce the impact.

상기 수동필터에서 역률이 개선된 신호는, 캐패시터로 구성된 DC 전압발생부(7)에 인가된다. 상기 DC 전압발생부(7)는, 압축기의 구동에 필요한 DC 전압을 발생시킨다. 상기 DC 전압발생부(7)로부터 발생된 DC 전압은 인버터부(9)의 제어를 받아서 압축기(11)에 공급되어진다.The signal whose power factor is improved in the passive filter is applied to the DC voltage generator 7 formed of a capacitor. The DC voltage generator 7 generates a DC voltage necessary for driving the compressor. The DC voltage generated from the DC voltage generator 7 is supplied to the compressor 11 under the control of the inverter 9.

이와 같이 구성된 종래 수동형 인버터 에어컨에서 상기 수동필터는, 입력전류를 소정시간 간격으로 충전했다가 방전하는 동작을 반복 수행한다. 따라서 입력전류의 갑작스런 변화가 있을 때, 상기 리액터(5)에서 전류를 보완하는 역할을 하여 고조파 왜곡을 감소시킨 전류 파형을 얻는 것이다. 또한, 상기 리액터(5)에 의해 에너지가 축적되는 축적시간과 상기 캐패시터(6)에 축적된 에너지의 방전시간에 의해서 입력전류와 전압의 위상이 조절되며, 상기 충방전시간이 고조파성분에 대해서 일치할 때 최대의 역률 개선효과를 얻게 된다.In the conventional passive inverter air conditioner configured as described above, the passive filter repeatedly charges and discharges the input current at predetermined time intervals. Therefore, when there is a sudden change in the input current, it serves to supplement the current in the reactor (5) to obtain a current waveform with reduced harmonic distortion. In addition, the phase of the input current and the voltage is adjusted by the accumulation time in which energy is accumulated by the reactor 5 and the discharge time of energy stored in the capacitor 6, and the charge and discharge time is consistent with the harmonic components. The maximum power factor improvement is achieved.

그러나 상기 충방전시간이 고조파성분과 불일치하면 역률개선효과는 떨어질 수 밖에 없고, 더군다나 상기 리액터(5)와 캐패시터(6)에 의해서 결정되는 충방전시간은 고조파성분에 따라서 능동적으로 조절될 수 있는 것이 아니라, 기설정된 값에 세팅된 상태로 존재하기 때문에, 역률 개선효과가 높지 못하였다. 즉, 도 1b에 도시하고 있는 바와 같이, 입력전압 파형에 대해서 입력전류 파형은 매우 큰 위상차가 발생되면서 역률이 낮아질 수 밖에 없었다. 그래서 종래의 수동형 인버터 에어컨은, 하모닉 규격을 만족시키지 못하였다.However, when the charge and discharge time is inconsistent with the harmonic component, the power factor improvement effect is inevitably deteriorated. Furthermore, the charge and discharge time determined by the reactor 5 and the capacitor 6 can be actively controlled according to the harmonic component. Rather, the power factor improvement effect was not high because it was set at a preset value. That is, as shown in FIG. 1B, the power factor is inevitably lowered while a very large phase difference occurs in the input current waveform with respect to the input voltage waveform. Therefore, the conventional passive inverter air conditioner did not satisfy the harmonic standard.

다음, 도 2a는, 종래 능동형 인버터 에어컨의 제어 회로도를 도시하고 있고, 도 2b는 역률 개선 제어에 따른 입력전압 파형과 입력전류 파형을 도시하고 있다.Next, FIG. 2A shows a control circuit diagram of a conventional active inverter air conditioner, and FIG. 2B shows an input voltage waveform and an input current waveform according to power factor improvement control.

도시되고 있는 바와 같이, 종래 능동형 인버터 에어컨의 제어회로는, 입력 교류전압(31)을 브릿지 다이오드로 구성되어진 정류회로에 의해서 일차 정류시키는 정류회로(23)를 포함한다. 그리고 상기 정류회로(23)의 출력을 입력하고, 전압과 전류의 위상을 능동적으로 일치시키는 능동필터가 구비되어진다.As shown, the control circuit of the conventional active inverter air conditioner includes a rectifying circuit 23 for primary rectifying the input AC voltage 31 by a rectifying circuit constituted by a bridge diode. An active filter is provided to input the output of the rectifier circuit 23 and to actively match the phase of the voltage and the current.

상기 능동필터는, 상기 정류회로(23)의 출력을 입력하는 리액터(25)와 리액터(25)의 출력단에 연결되고 있는 역전류방지용 다이오드(21), 그리고 출력되는 신호의 전압과 전류의 위상차가 거의 발생되지 않도록 고속 스위칭 제어하는 IGBT 스위치(19)와, 그리고 상기 IGBT 스위치(19)의 스위칭동작을 제어하기 위해서 PWM 제어를 수행하는 PFC제어부(27)를 포함한다. 따라서 상기 능동필터는, 상기 PFC 제어부(27)의 PWM 제어에 의해서 리액터(25)의 전류의 위상이 입력전압의 위상을 추종하도록 IGBT 스위치(19)를 고속 스위칭 제어한다.The active filter includes a reactor 25 for inputting the output of the rectifier circuit 23 and a reverse current prevention diode 21 connected to the output terminal of the reactor 25, and a phase difference between the voltage and the current of the output signal. An IGBT switch 19 for high speed switching control to be hardly generated, and a PFC controller 27 for performing PWM control to control the switching operation of the IGBT switch 19 are included. Accordingly, the active filter performs high-speed switching control of the IGBT switch 19 such that the phase of the current of the reactor 25 follows the phase of the input voltage by the PWM control of the PFC controller 27.

그리고 상기 능동필터에서 역률이 개선된 신호는, 캐패시터로 구성된 DC 전압발생부(13)에 인가된다. 상기 DC 전압발생부(13)는, 압축기의 구동에 필요한 DC 전압을 발생시킨다. 상기 DC 전압발생부(13)로부터 발생된 DC 전압은 인버터부(15)의 제어를 받아서 압축기(17)에 공급되어진다.In addition, the signal whose power factor is improved in the active filter is applied to the DC voltage generator 13 formed of a capacitor. The DC voltage generator 13 generates a DC voltage required for driving the compressor. The DC voltage generated from the DC voltage generator 13 is supplied to the compressor 17 under the control of the inverter unit 15.

이와 같이 구성되어진 종래 능동형 인버터 에어컨의 제어회로는, 상기 IGBT 스위치(19)를 온시켰을 때, 상기 리액터(25)에 정류회로(23)에서 정류된 전압이 걸리고, 리액터 전류는 선형적으로 상승한다. 그리고 다이오드(21)에는 역전압이 걸려 있어서 오프되어 있고, 캐패시터(13)에 충전된 에너지가 압축기(17)로 공급된다.In the control circuit of the conventional active inverter air conditioner configured as described above, when the IGBT switch 19 is turned on, the reactor 25 receives the rectified voltage from the rectifier circuit 23, and the reactor current increases linearly. . The diode 21 is turned off due to a reverse voltage applied, and the energy charged in the capacitor 13 is supplied to the compressor 17.

반대로 상기 PFC 제어부(27:Power Factor Correction)에 의하여 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 스위치(19)가 오프되면, 다이오드(21)가 도통하여, 리액터(25)에는 출력전압에서 입력전압을 뺀 전압이 걸리고, 리액터 전류는 선형적으로 감소한다. 이때 입력단에서 출력단으로 파워가 공급되면서 캐패시터(13)에 충전되고 압축기에도 에너지가 공급된다. 이러한 동작이 반복되면 리액터 전류가 입력전압의 위상을 추종하게 되면서 역률이 개선되어진다. 이때, 상기 PFC 제어부(27)는 도시되지 않은 제어부의 제어를 받아서 PWM 제어를 수행한다.On the contrary, when the Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) switch 19 is turned off by the PFC control unit 27 (Power Factor Correction), the diode 21 conducts, and the reactor 25 has a voltage obtained by subtracting the input voltage from the output voltage. And reactor current decreases linearly. At this time, the power is supplied from the input end to the output end, the capacitor 13 is charged and energy is supplied to the compressor. If this operation is repeated, the power factor is improved as the reactor current follows the phase of the input voltage. At this time, the PFC control unit 27 performs PWM control under the control of a control unit (not shown).

이렇게 해서 상기 능동필터에서 역률이 개선된 전압은 DC 전압발생부(13)에 공급되며, 상기 DC 전압발생부(13)는 압축기의 구동에 필요한 DC 전압을 발생시킨다. 상기 DC 전압발생부(13)로부터 발생된 DC 전압은 인버터부(15)의 제어를 받아서 압축기(17)에 공급되어진다.In this way, the voltage of which the power factor is improved in the active filter is supplied to the DC voltage generator 13, and the DC voltage generator 13 generates a DC voltage necessary for driving the compressor. The DC voltage generated from the DC voltage generator 13 is supplied to the compressor 17 under the control of the inverter unit 15.

도 2b는 종래 능동형 인버터 에어컨의 제어 회로에서 상기 IGBT IGBT 스위치(19)의 온/오프 스위칭동작으로 입력전압과 전류의 위상차가 거의 발생하지 않는 역률이 최대로 개선된 상태를 도시하고 있다. 그러나 이 방식은, 상기 IGBT 스위치(19)가 매우 높은 고속 스위칭제어(약 20KHz)를 수행해야만 하기 때문에, 반도체 소자 및 주변회로의 제조비용이 상승되는 문제점이 있었다. 일 예로, 상기 IGBT 스위치(19)에 연결되고 있는 다이오드(21) 및 리액터(25)는 고속 스위칭에 적합한 소자를 사용해야만 한다. 또한, IGBT 스위치(19)의 스위칭 동작과정에서 다이오드(21)로부터 IGBT 스위치(19) 측으로 흐르는 역전류를 방열시켜주기 위해서는 용량이 큰 방열판의 사용 및 큰 용량의 팬을 사용해야만 하는 문제점이 발생되었다.2B illustrates a state in which a power factor at which a phase difference between an input voltage and a current hardly occurs due to an on / off switching operation of the IGBT IGBT switch 19 in a control circuit of a conventional active inverter air conditioner is maximally improved. However, this method has a problem in that the manufacturing cost of semiconductor devices and peripheral circuits increases because the IGBT switch 19 must perform a very high high speed switching control (about 20 KHz). For example, the diode 21 and the reactor 25 connected to the IGBT switch 19 should use a device suitable for high speed switching. In addition, in order to dissipate the reverse current flowing from the diode 21 to the IGBT switch 19 in the switching operation of the IGBT switch 19, there is a problem that a large capacity heat sink and a large capacity fan must be used. .

따라서 종래 인버터 에어컨에서 수동형 및 능동형 역률개선제어회로는, 하모닉 규격을 만족시키지 못하거나 또는 고가의 전기소자를 이용해야만 하는 문제점이 있었다.Accordingly, the passive and active power factor improvement control circuits in the conventional inverter air conditioner do not satisfy the harmonic standard or have to use expensive electric elements.

따라서 본 발명의 목적은 하모닉 규격을 만족시키면서도 저가로 제조할 수 있는 부분 스위칭 제어에 의한 인버터 에어컨의 역률보상장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power factor correction apparatus and a control method of an inverter air conditioner by partial switching control which can be manufactured at low cost while satisfying the harmonic standard.

도 1a는 종래 수동형 인버터 에어컨의 역률 보상을 위한 제어 구성도,1A is a control block diagram for power factor correction of a conventional passive inverter air conditioner,

도 1b는 종래 수동형 인버터 에어컨의 입력전압과 입력전류의 비교 파형도,Figure 1b is a comparison waveform diagram of the input voltage and the input current of the conventional passive inverter air conditioner,

도 2a는 종래 능동형 인버터 에어컨의 역률 보상을 위한 제어 구성도,2a is a control block diagram for power factor correction of a conventional active inverter air conditioner,

도 2b는 종래 능동형 인버터 에이컨의 입력전압과 입력전류의 비교 파형도,Figure 2b is a comparison waveform diagram of the input voltage and the input current of the conventional active inverter Aiken,

도 3a는 본 발명에 따른 인버터 에어컨의 역률 보상을 위한 제어 구성도,3A is a control block diagram for power factor correction of an inverter air conditioner according to the present invention;

도 3b는 본 발명에 따른 인버터 에어컨에서 입력전압에 대한 입력전류의 비교 파형도,Figure 3b is a comparison waveform diagram of the input current to the input voltage in the inverter air conditioner according to the present invention,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 역률 보상을 위한 제어 과정도,4A to 4C are control process diagrams for power factor correction according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 역률 보상을 위한 제어 과정도.5 is a control process diagram for power factor correction according to a second embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

50 : 전원 52 : 리액터50: power 52: reactor

54 : IGBT 스위치 56 : 정류부54: IGBT switch 56: rectifier

58 : DC전압 발생부 60 : 인버터부58: DC voltage generating unit 60: inverter unit

62 : 압축기 64 : 인버터구동부62 compressor 64 inverter drive unit

66 : DC 링크전압 감지부 68 : IGBT 스위치 제어부66: DC link voltage detection unit 68: IGBT switch control unit

70 : 마이크로컨트롤러 72 : 입력전압위상감지부70: microcontroller 72: input voltage phase detection unit

74 : 입력전압감지부74: input voltage detector

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 에어컨의 역률보상장치는, 입력되는 상용 교류전원에서 특정 주파수만을 통과시키는 리액터와; 상기 리액터를 통과하는 전원의 역률을 보상하기 위하여 부분 스위칭 동작을 수행하는 역률보상부와; 상기 역률보상부에서 출력되는 전원을 입력하고, 소정크기의 디씨 전압을 발생시키는 디씨 전압 발생부와; 상기 디씨 전압 발생부의 출력전압을 인버팅해서 압축기로 공급하는 인버터부와; 상기 디씨 전압 발생부에서 발생되는 디씨 전압의 크기를 감지하는 디씨 전압 감지부와; 제품 내부로 입력되는 전압의 위상을 감지하는 입력전압 위상 감지부와; 상기 입력전압 위상 감지부에서 감지된 입력전압의 위상이 제로크로싱 시점일 때마다 상기 역률보상부의 스위칭동작을 한번씩 제어하고, 상기 디씨 전압감지부에서 감지된 전압의 크기가 설정된 값에 도달하도록 상기 역률보상부의 스위칭 온 시간을 가변 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된다.A power factor correction apparatus for an inverter air conditioner according to the present invention for achieving the above object includes a reactor for passing only a specific frequency in the commercial AC power input; A power factor correction unit for performing a partial switching operation to compensate for the power factor of the power passing through the reactor; A DC voltage generator which inputs power output from the power factor correction unit and generates a DC voltage having a predetermined size; An inverter unit inverting the output voltage of the DC voltage generation unit and supplying the output voltage to the compressor; A DC voltage detector configured to detect a magnitude of the DC voltage generated by the DC voltage generator; An input voltage phase detector for detecting a phase of a voltage input into the product; Whenever the phase of the input voltage detected by the input voltage phase detector is zero crossing time, the switching operation of the power factor correction unit is controlled once, and the power factor is set so that the magnitude of the voltage detected by the DC voltage detector reaches a set value. And control means for variably controlling the switching on time of the compensator.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 에어컨의 역률보상방법은, 역률을 보상하기 위하여 입력전원을 스위칭 제어하는 역률보상부와; 상기역률보상부에서 출력되는 전원을 입력하고, 소정크기의 디씨 전압을 발생시키는 디씨 전압 발생부와; 상기 디씨 전압 발생부의 출력전압을 인버팅해서 압축기로 공급하는 인버터부를 구비한 인버터 에어컨에 있어서: 제품의 역률 보상치가 최고로 될 때의 디씨 전압을 목표 디씨 전압으로 설정하는 설정단계와; 압축기의 구동 중에, 상기 디씨 전압 발생부에서 발생되는 현재 디씨 전압의 크기를 감지하는 감지단계와; 상기 감지단계에서 감지되는 디씨 전압이 목표 디씨 전압에 도달하기까지 상기 역률보상부의 부분 스위칭 동작시간을 조절하는 제어단계를 포함하여 구성된다.In addition, the power factor correction method of the inverter air conditioner according to the present invention for achieving the above object, the power factor correction unit for switching the input power to control the power factor; A DC voltage generator which inputs power output from the power factor correction unit and generates a DC voltage having a predetermined size; An inverter air conditioner comprising an inverter unit for inverting an output voltage of the DC voltage generator and supplying the compressor to a compressor, comprising: a setting step of setting a DC voltage when a power factor correction value of a product becomes the highest to a target DC voltage; A sensing step of sensing a magnitude of a current DC voltage generated by the DC voltage generator during driving of a compressor; And a control step of adjusting the partial switching operation time of the power factor correction unit until the DC voltage sensed in the sensing step reaches a target DC voltage.

상기 설정단계는, 제품의 표준입력전압에 대한 현재 입력전압의 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율에 기초해서 목표 디씨 전압을 설정하는 것을 특징으로 한다.In the setting step, the ratio of the current input voltage to the standard input voltage of the product is calculated, and the target DC voltage is set based on the calculated ratio.

또한, 본 발명은 제품 내부로 입력되는 전압의 위상을 검출하기 위한 검출단계를 더 포함하고, 상기 검출단계에서 검출된 전압의 위상이 제로 크로싱 시점일 때, 상기 역률보상부의 스위칭동작이 한번씩 수행되는 것을 특징으로 한다.The present invention may further include a detecting step for detecting a phase of a voltage input into the product, and when the phase of the voltage detected in the detecting step is at a zero crossing point, the switching operation of the power factor correction unit is performed once. It is characterized by.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인버터 에어컨의 역률보상장치 및 방법에 대해서 자세하게 설명한다.Hereinafter, a power factor correction apparatus and a method of an inverter air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은, 압축기를 구동하는 디씨 링크(DC LINK) 전압을 일정하게 유지할 수 있도록 부분 스위칭 제어를 수행한다. 이를 위해서 본 발명은 도 3a에 도시되고 있는 바와 같은 제어 회로를 구비하고 있다.The present invention performs partial switching control to maintain a constant DC LINK voltage for driving the compressor. To this end, the present invention includes a control circuit as shown in Fig. 3A.

즉, 도시되고 있는 바와 같이, 전원단(50)에 리액터(52)가 연결되고 있다. 그리고 상기 리액터(52)의 후단에 정류회로(56)와 IGBT 스위치(54)가 병렬 연결된다. 상기 IGBT 스위치(54)는, 후술되는 IGBT 스위치 제어부(68)의 제어에 의해서 온/오프 스위칭된다. 그리고 상기 정류회로(56)의 다음단에는 DC 링크 전압발생부(58)가 연결되어지고, 상기 DC 링크 전압발생부(58)에서 발생된 고압의 DC 링크 전압이 인버터부(60)를 통해서 압축기(62)에 전달되도록 구성되어진다.That is, as shown in the drawing, the reactor 52 is connected to the power supply terminal 50. The rectifier circuit 56 and the IGBT switch 54 are connected in parallel to the rear end of the reactor 52. The IGBT switch 54 is switched on / off under the control of the IGBT switch control unit 68 described later. Next, the DC link voltage generator 58 is connected to the next stage of the rectifier circuit 56, and the high-voltage DC link voltage generated by the DC link voltage generator 58 is compressed through the inverter unit 60. And to be delivered to 62.

상기와 같은 구성으로 전원단의 전압이 고압의 DC 링크전압으로 압축기(62)에 공급되기 위해서는 상기 IGBT 스위치(54) 및 인버터부(60)의 제어가 필요하다. 상기 제어를 위해서 본 발명에서는 마이크로컨트롤러(70)의 제어하에 인버터부(60)를 구동하는 인버터구동부(64)를 포함하고 있다. 그리고 상기 마이크로컨트롤러(70)의 제어하에 상기 IGBT 스위치(54)의 온/오프 동작을 제어하는 IGBT 스위치 제어부(68)를 포함하고 있다.In this configuration, the control of the IGBT switch 54 and the inverter unit 60 is required to supply the voltage of the power supply terminal to the compressor 62 at a high-voltage DC link voltage. For the above control, the present invention includes an inverter driver 64 for driving the inverter unit 60 under the control of the microcontroller 70. And an IGBT switch controller 68 for controlling the on / off operation of the IGBT switch 54 under the control of the microcontroller 70.

또한, 본 발명에서는 상기 DC 링크 전압발생부(58)의 발생전압을 감지하는 DC 링크 전압감지부(66)가 구비되며, 제품 내부로 입력되는 입력전압의 위상을 감지하기 위한 입력전압 위상감지부(72)가 구비되어진다. 상기 DC 링크 전압감지부(66)에서 감지된 DC 전압의 크기와 상기 입력전압 위상감지부(72)에서 감지된 입력전압의 위상은 마이크로컨트롤러(70)에 입력되어진다.In addition, the present invention is provided with a DC link voltage detection unit 66 for detecting the generated voltage of the DC link voltage generation unit 58, an input voltage phase detection unit for detecting the phase of the input voltage input into the product 72 is provided. The magnitude of the DC voltage sensed by the DC link voltage detector 66 and the phase of the input voltage sensed by the input voltage phase detector 72 are input to the microcontroller 70.

따라서 상기 구성으로부터 마이크로컨트롤러(70)는, 입력전압의 위상을 인지 가능하고, 또한 발생되는 DC 전압의 크기를 인지할 수 있다. 이렇게 인지된 DC 전압의 크기가 항상 일정하도록 마이크로컨트롤러(70)는 상기 IGBT 스위치(54)의 부분 스위칭동작을 제어하게 된다.Therefore, from the above configuration, the microcontroller 70 can recognize the phase of the input voltage and can also recognize the magnitude of the generated DC voltage. The microcontroller 70 controls the partial switching operation of the IGBT switch 54 so that the perceived DC voltage is always constant.

또한, 입력전압감지부(74)가 본 발명에 더 포함된다. 상기입력전압감지부(74)는, 제품 내부로 입력되는 전압의 크기를 감지하고, 감지된 전압의 크기를 마이크로컨트롤러(70)에 제공하는 구성이다.In addition, the input voltage detection unit 74 is further included in the present invention. The input voltage detector 74 is configured to detect the magnitude of the voltage input into the product and provide the detected voltage to the microcontroller 70.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 인버터 에어컨에서 역률보상을 제어하는 과정에 대해서 설명한다.Next, a process of controlling power factor compensation in the inverter air conditioner according to the present invention having the above configuration will be described.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 역률보상을 위한 제어 과정이다.4A to 4C are control procedures for power factor correction according to a first embodiment of the present invention.

마이크로컨트롤러(70)의 제어하에 구동이 시작되면, 제품 내부로 전원이 입력되면서 전원부(50)의 전원이 리액터(52) 측으로 전달된다. 상기 리액터(52)를 통과한 전원은 정류회로(56)에 공급되어 1차 정류된다. 상기 정류회로(56)에서 정류된 신호는 DC 링크 전압발생부(58)에 인가되어진다. 그리고 상기 DC 링크 전압발생부(58)에서 높은 DC 전압이 발생되어서 인버터부(60)를 통해서 압축기(62)에 공급되어진다.When the driving is started under the control of the microcontroller 70, the power of the power supply unit 50 is transmitted to the reactor 52 while the power is input into the product. The power passing through the reactor 52 is supplied to the rectifier circuit 56 and primary rectified. The signal rectified by the rectifier circuit 56 is applied to the DC link voltage generator 58. In addition, a high DC voltage is generated in the DC link voltage generator 58 and supplied to the compressor 62 through the inverter unit 60.

한편, 상기와 같은 경로로 압축기(62)에 전압이 인가될 때, DC 링크 전압감지부(66)는, 발생되는 DC 전압을 감지해서 마이크로컨트롤러(70)에 제공한다. 또한, 입력전압 위상 감지부(72)는, 제품 내부로 입력되는 전압의 위상을 감지해서 마이크로컨트롤러(70)에 제공한다(도 4a의 제 100 단계).On the other hand, when a voltage is applied to the compressor 62 through the above path, the DC link voltage detector 66 detects the generated DC voltage and provides it to the microcontroller 70. In addition, the input voltage phase detection unit 72 detects the phase of the voltage input into the product and provides it to the microcontroller 70 (step 100 of FIG. 4A).

상기 제 100 단계에서 입력되는 전압의 위상이 제로 크로싱 시점일 때, 마이크로컨트롤러(70)는, IGBT 스위치 제어부(68)에 IGBT 스위치(54)의 온동작을 명령한다. 이때의 신호에 의해서 IGBT 스위치 제어부(68)는 IGBT 스위치(54)를 온동작시킨다(제 103 단계).When the phase of the voltage input in step 100 is zero crossing time, the microcontroller 70 commands the IGBT switch controller 68 to turn on the IGBT switch 54. At this time, the IGBT switch controller 68 turns on the IGBT switch 54 (step 103).

상기 IGBT 스위치(54)가 온동작되는 동안, 상기 리액터(52)에는 입력전압이 걸리고, 상기 리액터(52)를 통과하는 전류의 위상은 선형적으로 상승하면서 도 3b에 도시되고 있는 바와 같이 전압 파형의 위상에 가깝게 조절된다. 이때 정류부(56)에서 정류되어져서 DC 링크 전압발생부(58)에 충전된 에너지가 압축기(62) 측으로 공급된다.While the IGBT switch 54 is turned on, the reactor 52 receives an input voltage, and the phase of the current passing through the reactor 52 rises linearly, as shown in FIG. 3B. It is adjusted close to the phase of. At this time, the energy rectified by the rectifier 56 and charged in the DC link voltage generator 58 is supplied to the compressor 62.

상기 동작과 같은 IGBT 스위치(54)의 온동작은, 입력전압의 위상이 제로 크로싱 시점에서 반복해서 이루어지며, 상기 온동작시간은 후술되는 목표 DC 링크 전압에 도달하도록 설정된 목표 스위치 온시간(목표 Switch ON 시간)동안 이루어진다(제 106 단계). 즉, 상기 제 106 단계는, 상기 IGBT 스위치(54)를 온시키고, 얼마동안 온시켜야 할지 목표 스위치 온시간 데이터를 타이머 카운터(Ton)에 저장시키는 단계이다.The on operation of the IGBT switch 54 is the same as the above operation, and the phase of the input voltage is repeatedly performed at the time of zero crossing, and the on operation time is a target switch on time (target switch) set to reach a target DC link voltage described later. ON time) (step 106). That is, in step 106, the IGBT switch 54 is turned on and the target switch on time data is stored in the timer counter Ton for how long to turn it on.

따라서 마이크로컨트롤러(70)는, IGBT 스위치(54)가 온 동작된 후, 내장된 타이머를 이용해서 일정시간 간격으로 설정된 Ton시간을 감소시킨다(도 4b의 제 200 단계). 그리고 설정된 시간이 경과되면(제 203 단계), 상기 스위치 제어부(68)에 상기 IGBT 스위치(54)의 오프동작을 명령한다(제 206 단계).Therefore, after the IGBT switch 54 is turned on, the microcontroller 70 decreases the Ton time set at a predetermined time interval by using the built-in timer (step 200 of FIG. 4B). When the set time has elapsed (step 203), the switch controller 68 is instructed to turn off the IGBT switch 54 (step 206).

상기 제 206 단계에 의해서 IGBT 스위치(54)가 오프되면, 상기 리액터(52)에는 출력전압에서 입력전압 만큼을 뺀 전압이 걸리고, 상기 리액터 전류는 IGBT 스위치(54)의 온 동작에서와 반대로 선형적으로 감소한다. 이 경우 입력에서 출력으로 파워를 공급하여 DC 링크 전압발생부(58)에 에너지를 충전하고 압축기(62)에도 에너지가 공급된다.When the IGBT switch 54 is turned off by the 206th step, the reactor 52 receives a voltage obtained by subtracting the input voltage from the output voltage, and the reactor current is linear as opposed to the on operation of the IGBT switch 54. Decreases. In this case, power is supplied from the input to the output to charge the DC link voltage generator 58 and energy is supplied to the compressor 62.

본 발명에서 IGBT 스위치(54)가 온 동작되고, 오프 동작되는 것은, 입력되는 전압의 위상이 제로 크로싱 시점마다 한번씩 이루어진다.In the present invention, the IGBT switch 54 is turned on and off, and the phase of the input voltage is made once every zero crossing time point.

다음은, 상기 IGBT 스위치(54)를 온동작시켰을 때, 상기 IGBT 스위치(54)의 온동작시간인 목표 스위치 온 시간(Ton)이 설정되는 과정에 대해서 설명한다.Next, a description will be given of a process of setting a target switch on time Ton, which is an on operation time of the IGBT switch 54, when the IGBT switch 54 is turned on.

우선, 각 제품에 대한 실험단계에서 역률이 가장 높게 나오는 DC 링크 전압을 목표 DC 링크전압으로 먼저 설정한다. 상기 설정된 목표 DC 링크전압은 마이크로컨트롤러(70)에 저장되어진다. 또한, 상기 목표 DC 링크전압에 도달하기까지에 이르는 목표 스위치 온시간(Ton)을 설정한다. 상기 목표 스위치 온시간(Ton)은, 실험치에 따른 값이며, 마이크로컨트롤러(70)에 저장되어진다.First, the DC link voltage with the highest power factor is first set as the target DC link voltage in the experimental stage for each product. The set target DC link voltage is stored in the microcontroller 70. In addition, a target switch on time (Ton) until reaching the target DC link voltage is set. The target switch on time Ton is a value according to an experimental value and is stored in the microcontroller 70.

DC 링크 전압감지부(66)는, 상기 DC 링크 전압발생부(58)에서 발생되는 DC 링크 전압을 감지해서 마이크로컨트롤러(70)에 전달한다(제 300 단계). 상기 마이크로컨트롤러(70)는, 제 300 단계에서 입력되는 현재 DC 링크 전압과 기설정된 목표 DC 링크전압을 비교한다. 그리고 현재 DC 링크 전압이 목표 DC 링크 전압보다 높은지를 판단한다(제 303 단계).The DC link voltage detector 66 detects the DC link voltage generated by the DC link voltage generator 58 and transmits the detected DC link voltage to the microcontroller 70 (S300). The microcontroller 70 compares the current DC link voltage input in step 300 with a predetermined target DC link voltage. In operation 303, it is determined whether the current DC link voltage is higher than the target DC link voltage.

상기 제 303 단계에서 현재 DC 링크전압이 목표 DC 링크전압보다 높으면, 기설정된 목표 스위치 온 시간(Ton)을 감소시킨다(제 306 단계). 그러나 상기 제 303 단계에서 현재 DC 링크전압이 목표 DC 링크전압보다 낮으면, 기설정된 목표 스위치 온 시간(Ton)을 증가시킨다(제 309 단계).If the current DC link voltage is higher than the target DC link voltage in step 303, the predetermined target switch-on time Ton is reduced (step 306). However, if the current DC link voltage is lower than the target DC link voltage in step 303, the predetermined target switch-on time Ton is increased (step 309).

이렇게 조절된 목표 스위치 온 시간(Ton)이 도 4b의 과정에 의한 제어로 IGBT 스위치(54)의 동작시간을 결정하게 된다.The adjusted target switch-on time Ton determines the operation time of the IGBT switch 54 by the control of FIG. 4B.

즉, 상기 제 306 단계와 제 309 단계는, 현재 감지된 DC 링크전압을 목표 DC 링크전압과 비교해서, 목표 DC 링크전압이 높으면 목표 스위치 온 시간을 증가시키고, 목표 DC 링크 전압이 낮으면 목표 스위치 온 시간을 감소시켜서 목표 DC 링크 전압이 일정하게 유지되도록 제어하는 것이다. 따라서 본 발명은 부하변동에 의해 DC 링크전압이 바뀌더라도 목표 스위치 온 시간(Ton)을 자동적으로 변경하면서 DC 링크전압을 일정하게 유지시키는 제어를 수행하는 것이다.That is, in steps 306 and 309, when the target DC link voltage is high, the target switch-on time is increased when the target DC link voltage is high, and the target switch is low when the target DC link voltage is low. By reducing the on time, the target DC link voltage is kept constant. Therefore, the present invention is to perform the control to maintain the DC link voltage constant while automatically changing the target switch-on time (Ton) even if the DC link voltage is changed by the load change.

따라서 본 발명의 제 1 실시예는, 압축기를 구동하는 DC 링크전압을 일정하게 유지하도록, 부분 스위칭 온 시간을 자동적으로 제어하여 역률을 최대한 높게 하면서 하모닉 규격을 만족시키는 것이다. 그리고 본 발명의 제 1 실시예에서 상기 목표 DC 링크전압은, 기설정된 값을 항상 이용한다.Therefore, the first embodiment of the present invention satisfies the harmonic specification while automatically controlling the partial switching on time so as to keep the DC link voltage driving the compressor constant so that the power factor is as high as possible. In the first embodiment of the present invention, the target DC link voltage always uses a predetermined value.

다음, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 역률보상을 위한 제어 과정이다.Next, FIG. 5 is a control process for power factor correction according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 역률 보상 제어과정은, 압축기를 구동하는 DC 링크전압을 입력전압에 따라 보정하여 일정하게 유지하도록 부분 스위칭 온시간을 제어하는 것이다. 즉, 입력전압의 변동에 관계없이 역률의 최대화를 유지하기 위한 것이다. 이를 위해서 본 발명의 제 2 실시예는, 목표 DC 링크전압이 입력전압에 따라서 가변되어진다.In the power factor correction control process according to the second embodiment of the present invention, the partial switching on time is controlled to maintain the constant by correcting the DC link voltage driving the compressor according to the input voltage. That is, the purpose is to maintain the maximum power factor regardless of the variation of the input voltage. To this end, in the second embodiment of the present invention, the target DC link voltage is varied according to the input voltage.

본 발명의 제 2 실시예에서도 입력전압의 위상을 감지하고, 전압 위상이 제로 크로싱 시점에서 IGBT 스위치(54)의 온동작을 제어하는 것은 제 1 실시예에서와 동일하다. 또한, 목표 DC 링크 전압에 따라서 목표 스위치 온 시간이 결정되면, 결정된 시간동안 상기 IGBT 스위치(54)를 온동작시키고, 목표 스위치 온 시간(Ton)이 경과하면 IGBT 스위치(54)를 오프동작시키는 과정도 동일하다.In the second embodiment of the present invention, the phase of the input voltage is sensed, and the on-state operation of the IGBT switch 54 is controlled at the voltage crossing point zero as in the first embodiment. In addition, when a target switch on time is determined according to a target DC link voltage, a process of turning on the IGBT switch 54 for the determined time and turning off the IGBT switch 54 when the target switch on time Ton elapses. The same is true.

그러나 본 발명의 제 2 실시예에서는 제 1 실시예에서와 달리 목표 DC 링크 전압을 제품에 따라서 기설정된 값을 이용하는 것이 아니라, 입력전압의 크기에 따라서 가변적으로 조절하고 있다.However, in the second embodiment of the present invention, unlike the first embodiment, the target DC link voltage is variably adjusted according to the magnitude of the input voltage instead of using a preset value according to the product.

따라서 본 발명의 제 2 실시예에서는 가변되는 목표 DC 링크 전압에 따라서 상기 IGBT 스위치(54)의 온동작시간인 목표 스위치 온 시간(Ton)이 설정되는 과정에 대해서만 설명한다.Therefore, in the second embodiment of the present invention, only the process of setting the target switch on time Ton, which is the on operation time of the IGBT switch 54, is set according to the variable target DC link voltage.

우선, 입력전압감지부(74)는, 제품 내부로 입력되는 전압의 크기를 감지하고, 감지된 전압을 마이크로컨트롤러(70)에 제공한다(제 400 단계).First, the input voltage detecting unit 74 detects the magnitude of the voltage input into the product and provides the detected voltage to the microcontroller 70 (operation 400).

상기 마이크로컨트롤러(70)는 상기 제 400 단계에서 입력된 입력전압을 기설정된 목표 DC 링크 전압 계산식에 적용하여, 입력전압에 따른 목표 DC 링크 전압을 산출한다(제 403 단계).The microcontroller 70 calculates a target DC link voltage according to the input voltage by applying the input voltage input in operation 400 to a predetermined target DC link voltage calculation formula (operation 403).

상기 제 403 단계에 설정된 목표 DC 링크 전압 계산식은 다음과 같다.The target DC link voltage calculation formula set in step 403 is as follows.

(현재입력전압/표준입력전압) * 표준 DC 링크 전압 = 목표 DC 링크 전압(Current Input Voltage / Standard Input Voltage) * Standard DC Link Voltage = Target DC Link Voltage

여기서 상기 표준입력전압은, 각 제품 사용 환경의 표준 입력전압을 나타내며, 상기 표준입력전압에서 최적의 DC 링크 전압을 표준 DC 링크 전압으로 설정한다.Here, the standard input voltage indicates a standard input voltage of each product use environment, and sets the optimal DC link voltage to the standard DC link voltage at the standard input voltage.

상기 제 403 단계에서 입력되는 전압의 크기에 따른 목표 DC 링크 전압이 설정되면, 마이크로컨트롤러(70)는 설정된 목표 DC 링크 전압에 따른 목표 스위치 온시간(Ton)을 인지하게 된다. 상기 목표 스위치 온 시간(Ton)은, 실험치에 의하여 목표 DC 링크 전압에 따라서 기설정하여 저장하고 있는 값이다. 즉, 마이크로컨트롤러(70)는, 내부 메모리에 여러가지 목표 DC 링크 전압에 적당한 목표 스위치 온 시간을 테이블화해서 저장하고 있다.When the target DC link voltage is set according to the magnitude of the voltage input in step 403, the microcontroller 70 recognizes the target switch on time Ton according to the set target DC link voltage. The target switch-on time Ton is a value which is preset and stored according to the target DC link voltage according to an experimental value. That is, the microcontroller 70 stores and stores in the internal memory a target switch on time suitable for various target DC link voltages.

이와 같이, 상기 제 403 단계에서 목표 DC 링크 전압이 설정된 상태에서, DC 링크 전압감지부(66)는, 상기 DC 링크 전압발생부(58)에서 발생되는 DC 링크 전압을 감지해서 마이크로컨트롤러(70)에 전달한다(제 406 단계).As described above, while the target DC link voltage is set in step 403, the DC link voltage detector 66 detects the DC link voltage generated by the DC link voltage generator 58 to detect the microcontroller 70. (Step 406).

상기 마이크로컨트롤러(70)는, 제 406 단계에서 입력되는 현재 DC 링크 전압과 상기 제 403 단계에서 설정된 목표 DC 링크전압을 비교한다(제 409 단계).The microcontroller 70 compares the current DC link voltage input in step 406 with the target DC link voltage set in step 403 (step 409).

상기 제 409 단계에서 현재 DC 링크전압이 목표 DC 링크전압보다 높으면, 목표 DC 링크전압에 할당되고 있는 목표 스위치 온 시간(Ton)을 감소시킨다(제 412 단계). 그러나 상기 제 409 단계에서 현재 DC 링크전압이 목표 DC 링크전압보다 낮으면, 목표 스위치 온 시간(Ton)을 증가시킨다(제 415 단계).If the current DC link voltage is higher than the target DC link voltage in step 409, the target switch on time Ton allocated to the target DC link voltage is reduced (step 412). However, if the current DC link voltage is lower than the target DC link voltage in step 409, the target switch on time Ton is increased (step 415).

이렇게 조절된 목표 스위치 온 시간(Ton)이 도 4b의 과정에 의한 제어로 IGBT 스위치(54)의 동작시간을 결정하게 된다.The adjusted target switch-on time Ton determines the operation time of the IGBT switch 54 by the control of FIG. 4B.

즉, 상기 제 412 단계와 제 415 단계는, 현재 감지된 DC 링크전압을 목표 DC 링크전압과 비교해서, 목표 DC 링크전압이 높으면 목표 스위치 온 시간을 증가시키고, 목표 DC 링크 전압이 낮으면 목표 스위치 온 시간을 감소시켜서 목표 DC 링크 전압이 일정하게 유지되도록 제어하는 것이다.That is, in steps 412 and 415, the currently detected DC link voltage is compared with the target DC link voltage, and the target switch on time is increased when the target DC link voltage is high, and the target switch is low when the target DC link voltage is low. By reducing the on time, the target DC link voltage is kept constant.

이와 같이 본 발명의 제 2 실시예는, 입력전압의 변화에 따라서 자동적으로최대 역률이 얻어지는 DC 링크전압을 목표 DC 링크전압으로 설정해서, 목표 스위치 온 시간을 자동적으로 변경하면서 입력전압별 DC 링크 전압을 일정하게 유지시켜 높은 역률 보상을 얻게 되는 것이다.As described above, the second embodiment of the present invention sets the DC link voltage at which the maximum power factor is automatically obtained according to the change of the input voltage to the target DC link voltage, and automatically changes the target switch-on time, thereby changing the DC link voltage for each input voltage. By keeping it constant, you get high power factor compensation.

이상에서와 같이 본 발명은, 입력전압의 위상을 감지하고, 입력전압의 위상이 제로 크로싱 시점에서 IGBT 스위치를 온 시키는 것을 특징으로 한다. 따라서 IGBT 스위치는, 제로 크로싱 시점마다 온 동작을 반복하게 되지만, 종래 능동형과 같이 고속 스위칭동작을 수행하지는 않는다.As described above, the present invention is characterized in that the phase of the input voltage is sensed and the IGBT switch is turned on when the phase of the input voltage is zero crossing. Therefore, the IGBT switch repeats the on operation at each zero crossing time point, but does not perform the fast switching operation as in the conventional active type.

또한, 본 발명은 제로 크로싱 시점에서 온 동작된 IGBT 스위치를 오프 동작시키는 시점 제어를 목표 DC 링크 전압에 도달하는 시점으로 설정하고 있다. 따라서 본 발명에서는 부하 변동에 상관없이 항상 일정한 목표 DC 링크 전압을 얻을 수 있게 되는 것이다.In addition, the present invention sets the timing control for turning off the IGBT switch operated on at the zero crossing timing to the timing at which the target DC link voltage is reached. Therefore, in the present invention, it is possible to always obtain a constant target DC link voltage regardless of load variation.

그리고 본 발명에서는 입력전압의 크기에 따라서 목표 DC 링크전압을 가변적으로 조절하고 있다. 이것은 입력전압이 변동되더라도 최대의 역률 개선 효과를 얻기 위한 것이다.In the present invention, the target DC link voltage is variably adjusted according to the magnitude of the input voltage. This is to obtain the maximum power factor improvement effect even if the input voltage fluctuates.

위에서 설명한 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention described above can obtain the following effects.

첫째, 입력전압의 위상이 제로 크로싱 시점에서 IGBT 스위치의 자동 스위칭동작을 유도하면서 압축기를 구동하는 DC 링크 전압을 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 이때, DC 링크 전압은, 최대 역률을 얻어지는 값으로 설정되어지며, 따라서 본 발명은 역률을 최대한 높여서 하모닉 규격을 만족시킬 수 있다.First, it is possible to keep the DC link voltage driving the compressor constant while inducing the automatic switching operation of the IGBT switch at a phase of zero crossing of the input voltage. At this time, the DC link voltage is set to a value that obtains the maximum power factor, so the present invention can satisfy the harmonic standard by increasing the power factor as much as possible.

둘째, IGBT 스위치는, 목표 DC 링크 전압에 따라서 온 동작시간이 조절되어진다. 따라서 부하변동이 발생되더라도 상기 IGBT 스위치의 온시간을 자동적으로 변경하여 DC 링크 전압을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 압축기의 구동을 위한 DC 링크전압이 항상 일정하게 조절하는 것이 가능하게 된다.Second, the IGBT switch is controlled on time according to the target DC link voltage. Therefore, even if a load change occurs, the on-time of the IGBT switch is automatically changed to maintain a constant DC link voltage. Therefore, it is possible to constantly adjust the DC link voltage for driving the compressor.

셋째, 본 발명에서는 입력전압의 위상이 제로 크로싱 시점마다 IGBT 스위치의 온 동작이 이루어지도록 하는 부분 스위칭 제어 방식을 채용하고 있다. 그렇기 때문에 상기 IGBT 스위치를 비롯한 주변의 여러 소자들이 저가의 소자를 이용하는 것이 가능하여, 제조 단가를 낮출 수 있다.Third, the present invention employs a partial switching control scheme in which the IGBT switch is turned on at every zero crossing point of the input voltage. Therefore, it is possible to use a low-cost device, such as the peripheral device including the IGBT switch, it is possible to lower the manufacturing cost.

넷째, 또한 본 발명에서는 입력전압의 변동에 따라서 목표 DC 링크전압을 가변 설정하고 있다. 따라서 입력전압의 변동에 상관없이 역률을 최대 상태로 보상하는 것이 가능하다.Fourthly, in the present invention, the target DC link voltage is variably set according to the variation of the input voltage. Therefore, it is possible to compensate the power factor to the maximum state regardless of the variation of the input voltage.

Claims (4)

역률을 보상하기 위하여 입력전원을 스위칭 제어하는 역률보상부와; 상기 역률보상부에서 출력되는 전원을 입력하고, 소정크기의 디씨 전압을 발생시키는 디씨 전압 발생부와; 상기 디씨 전압 발생부의 출력전압을 인버팅해서 압축기로 공급하는 인버터부를 구비한 인버터 에어컨에 있어서:A power factor correction unit configured to control switching of the input power to compensate for the power factor; A DC voltage generator which inputs power output from the power factor correction unit and generates a DC voltage having a predetermined size; In the inverter air conditioner having an inverter unit for inverting the output voltage of the DC voltage generating unit to supply to the compressor: 제품의 역률 보상치가 최고로 될 때의 디씨 전압을 목표 디씨 전압으로 설정하는 설정단계와;A setting step of setting the DC voltage when the power factor correction value of the product becomes the highest to the target DC voltage; 압축기의 구동 중에, 상기 디씨 전압 발생부에서 발생되는 현재 디씨 전압의 크기를 감지하는 감지단계와;A sensing step of sensing a magnitude of a current DC voltage generated by the DC voltage generator during driving of a compressor; 상기 감지단계에서 감지되는 디씨 전압이 목표 디씨 전압에 도달하기까지 상기 역률보상부의 부분 스위칭 동작시간을 조절하는 제어단계를 포함하여 구성되는 인버터 에어컨의 역률보상방법.And a control step of adjusting a partial switching operation time of the power factor correction unit until the DC voltage sensed in the sensing step reaches a target DC voltage. 제 1 항에 있어서:The method of claim 1 wherein: 상기 설정단계는, 제품의 표준입력전압에 대한 현재 입력전압의 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율에 기초해서 목표 디씨 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 인버터 에어컨의 역률보상방법.The setting step may include calculating a ratio of a current input voltage to a standard input voltage of a product, and setting a target DC voltage based on the calculated ratio. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서:The method of claim 1 or 2, wherein: 제품 내부로 입력되는 전압의 위상을 검출하기 위한 검출단계를 더 포함하고,Further comprising a detecting step for detecting the phase of the voltage input into the product, 상기 검출단계에서 검출된 전압의 위상이 제로 크로싱 시점일 때, 상기 역률보상부의 스위칭동작이 한번씩 수행되는 것을 특징으로 하는 인버터 에어컨의 역률보상방법.And a switching operation of the power factor correction unit is performed once when the phase of the voltage detected in the detection step is zero crossing time. 입력되는 상용 교류전원에서 특정 주파수만을 통과시키는 리액터와;A reactor for passing only a specific frequency in an input commercial AC power source; 상기 리액터를 통과하는 전원의 역률을 보상하기 위하여 부분 스위칭 동작을 수행하는 역률보상부와;A power factor correction unit for performing a partial switching operation to compensate for the power factor of the power passing through the reactor; 상기 역률보상부에서 출력되는 전원을 입력하고, 소정크기의 디씨 전압을 발생시키는 디씨 전압 발생부와;A DC voltage generator which inputs power output from the power factor correction unit and generates a DC voltage having a predetermined size; 상기 디씨 전압 발생부의 출력전압을 인버팅해서 압축기로 공급하는 인버터부와;An inverter unit inverting the output voltage of the DC voltage generation unit and supplying the output voltage to the compressor; 상기 디씨 전압 발생부에서 발생되는 디씨 전압의 크기를 감지하는 디씨 전압 감지부와;A DC voltage detector configured to detect a magnitude of the DC voltage generated by the DC voltage generator; 제품 내부로 입력되는 전압의 위상을 감지하는 입력전압 위상 감지부와;An input voltage phase detector for detecting a phase of a voltage input into the product; 상기 입력전압 위상 감지부에서 감지된 입력전압의 위상이 제로크로싱 시점일 때마다 상기 역률보상부의 스위칭동작을 한번씩 제어하고, 상기 디씨 전압감지부에서 감지된 전압의 크기가 설정된 값에 도달하도록 상기 역률보상부의 스위칭 온 시간을 가변 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 인버터 에어컨의 역률보상장치.Whenever the phase of the input voltage detected by the input voltage phase detector is zero crossing time, the switching operation of the power factor correction unit is controlled once, and the power factor is set so that the magnitude of the voltage detected by the DC voltage detector reaches a set value. The power factor correction apparatus of the inverter air conditioner comprising a control means for variably controlling the switching on time of the compensator.
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