KR100540264B1 - 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기 - Google Patents

전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 단권 변압기의 직렬 권선과 분로 권선을 선택적으로 상호 권선 방향을 조합 연결시켜 입력 전압에 따른 강압, 승압 또는 바이패스를 통해 출력 전압을 일정 전압으로 만들어 주도록, 분로 권선을 강압용과 승압용으로 구분하여 병렬로 연결 접속하고 여기에 각각 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자만을 적용하여, 강압 또는 승압을 위한 전력용 스위칭 반도체 소자의 도통과 차단시 분로 권선에서 발생하는 역 방향의 과전압이 전력용 스위칭 반도체 소자에 가해지는 것을 원천적으로 방지하면서, 전력용 스위칭 반도체 소자가 작동 과정에서 소손 등 이상이 발생한 경우에도 무순단으로 직렬 권선을 닫아 출력 전압이 강압되는 것을 방지하여 부하측 전기기기에 안정적인 전원을 지속적으로 공급할 수 있게 하는 한편 구조가 간단하여 제조 및 유지 운용과정에서 비용과 노력이 적게 소요되는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 이 발명은, 상기 직렬 권선은, 상기 입력단과 출력단 사이에 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 병렬로 연결 접속되고, 상기 분로 권선은, 상기 직렬 권선의 일단과 입출력 공통단 사이에, 일단이 강압용 분로 권선과 승압용 분로 권선으로 구분하여 병렬로 연결 접속되고, 타단의 각각이 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 직렬로 접속되며, 상기 분로 권선에 직렬로 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자의 이상으로 작동하지 않거나 상기 입력단의 전압값이 강압 또는 승압이 필요하지 않은 범위 내인 경우에는 상기 입력단의 전압값을 그대로 바이패스시키도록 상기 직렬 권선에 병렬로 연결 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하고, 상기 입력단의 전압값이 승압이 필요한 범위 내인 경우에는 상기 승압용 분로 권선에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만 도통시키게 제어하며, 상기 입력단의 전압값이 강압이 필요한 범위 내인 경우에는 상기 강압용 분로 권선에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기를 제공한다.

Description

전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기{Power saver with power switching semiconductor}
이 발명은 전력 절감기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단권 변압기(Auto Transformer)의 직렬 권선(Series Winding)과 분로 권선(Shunt Winding)을 트라이액, 사이리스터 등과 같은 전력용 스위칭 반도체 소자를 통해 선택적으로 상호 권선 방향을 조합 연결시켜 기준 전압보다 높은 전압의 경우에는 강압시켜 전력 절감을 하면서 기준 전압보다 낮은 전압의 경우에는 승압시켜 부하측 기기를 보호하도록 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기에 관한 것이다.
현재 국내 표준공급전압은, 110V의 경우 110V±6V(104~116V), 220V 의 경우 220V±13V(207~233V) 및, 380V의 경우 380V±38V(342~418V)를 유지 및 공급하도록 전기사업법에 규정되어있다.
그러나, 한국전력의 변압기 설치 위치 또는 배선 길이에 차이가 있으며 전압 강하율도 수용가마다 다를 수 있어 표준공급전압보다 높은 전압을 공급받는 수용가에서는 전기기기의 과열 및 오동작 등을 초래하므로 전력 소비의 과다와 전기기기의 수명을 단축시키는 요인으로 작용한다.
이로부터 예를 들어 표준공급전압이 220V를 사용하는 전기기기의 경우 ±10%인 198~242V의 전압범위 내에서는 사용상의 이상이 없어야 하며 규정된 성능이 나올 수 있도록 제작되었기 때문에, 규정 범위 내에서의 전기기기의 정상적인 작동에는 별 문제가 없어야 하는 허용전압 특성을 이용하여 공급되는 전압을 부하의 최소 정격전압으로 낮추어 소비전력을 줄여 절전 효과를 거두도록 하고 있다.
이를 위해 종래 일반적인 전력 절감기에서는, 기준 전압 이상의 입력 전압이 인가되면 입력 전압을 강압 변압기의 원리를 적용하여 강압된 출력 전압(부하 장비의 구동보증 최소 전압값)을 부하측 전기기기에 공급하여 강제적으로 소비 전력을 감소시키는 한편, 기준 전압 이하의 입력 전압이 인가되면 바이패스 시킴으로써 정상 작동을 유지시키도록 한다.
그러나, 상기와 같은 종래 일반적인 전력 절감기에서, 기준 전압 이하의 입력 전압이 부하의 최소 정격전압보다 낮은 경우에는 한전 전원 공급규정에 의한 공급전압의 유지범위를 벗어나게 됨으로써 부하측 전기기기에 저전압에 의한 부하 소손을 가져오게 된다.
이러한 문제점을 해결하는 한편 안전하고 신뢰성 있게 전기기기를 작동시킬 수 있도록, 도 1a 내지 도 1c에 도시되어 있는 바와 같은, 무접점 반도체 소자에 의해 개폐 제어되는 방식의 전력 절전 장치가 제안되었다.
구체적으로 특허출원 제 2004-46709 호(발명의 명칭 : 무접점 반도체 소자를 이용한 잉여 전력 조절 절전 장치 및 방법)에서는, 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이, 무접점 반도체 소자(T1, T2, T3, T4, T1', T2', T3', T4')를 제어하여 주권선(100)과 1차 여자권선(200) 및 2차 여자권선(300) 사이의 접점(1,2,3,4,5,6)을 변환시켜 다양한 입력 전압에 대응하여 출력 전압을 안정되게 유지되도록 승압 또는 강압시킴으로써 전기기기의 수명 및 전력 절감 효과를 가져오게 하고 있다.
상기와 같이 구성되어지는 종래의 잉여 전력 조절 절전 장치에서 입력 전압의 변동에 따른 작동 과정을 표준공급전압이 220V 인 경우를 예로 들어 살펴보면, 먼저 입력 측의 공급전압이 217V 이상일 때는 마이크로프로세서부의 신호출력부(도면에 도시하지 않음)를 통해 무접점 반도체 소자 T1, T2, T3 을 폐쇄시키고 나머지는 모두 개방시켜 주권선(100)과 1차여자권선(200)이 직렬로 구성되게 하여 출력전압을 10V 강압시키는 한편, 입력 측의 공급전압이 201V이하 일 때는 무접점 반도체 소자 T1', T2', T3' 를 폐쇄시키고 나머지는 모두 개방시켜 주권선(100)과 1차 여자권선(200)이 직렬로 구성되게 하는데, 이 경우 상기 입력측의 공급전압이 217V 이상일 때의 여자전류의 흐름 방향과는 반대의 방향으로 여자전류가 흐르게 하여, 출력전압을 10V 승압시키게 된다.
그리고, 도 1b 및 도 1c에서 알 수 있는 바와 같이, 입력 측의 공급전압이 216~212V일 때는 마이크로프로세서부의 신호출력부(도면에 도시하지 않음)를 통해 무접점 반도체 소자 T1, T2, T4 를 폐쇄시키고 나머지는 모두 개방시켜 주권선(100)과 1차 여자권선(200) 및 2차 여자권선(300)이 직렬로 구성되어 출력전압을 5V 강압시키지만, 입력 측의 공급전압이 211~202V 일 때는 무접점 반도체 소자 T1', T2', T4' 를 폐쇄시키고 나머지는 모두 개방시켜 주권선(100)과 1차 여자권선(200) 및 2차 여자권선(300)이 직렬로 구성되게 하는데, 이 경우에도 상기 입력 측의 공급전압이 216~212V일 때의 여자전류의 흐름방향과는 반대의 방향으로 여자전류가 흐르게 하여, 출력전압을 5V 승압시키게 된다.
그러나, 이러한 입력 전압의 변동에 따라 마이크로프로세서부의 신호출력부(도면에 도시하지 않음)를 통해 각 권선(100,200,300) 사이의 접점(1,2,3,4,5,6)을 무접점 반도체 소자(T1, T2, T3, T4, T1', T2', T3', T4')로 제어하는데 있어서, 인가되는 전압에 따라 작동 상태에 있는 무접점 반도체 소자는 3개가 직렬로 접속 연결된 상태를 반드시 유지하여야 하지만, 무접점 반도체 소자로서 트라이액 8개를 승압 또는 강압의 목적에 따라 3개를 동시에 직렬 도통시키는 과정에서 여자코일(200)(300)이 순간적으로 개방되었다가 폐쇄되면서 발생되는 역방향의 과전압이 새롭게 도통되어지는 트라이액에 순간적으로 가해지면서 상기 트라이액의 소손이 빈번하게 발생하게 되며, 직렬 결선된 3개의 트라이액 중에서 하나의 트라이액이라도 소손될 경우에는 입력 전압이 주권선(100)에서 급격히 강압되어 부하측 기기에 저전압에 따른 부하 소손도 발생하는 문제점이 있게된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이 발명은, 단권 변압기의 직렬 권선과 분로 권선을 선택적으로 상호 권선 방향을 조합 연결시켜 입력 전압에 따른 강압, 승압 또는 바이패스를 통해 출력 전압을 일정 전압으로 만들어 주도록, 분로 권선을 강압용과 승압용으로 구분하여 병렬로 연결 접속하고 여기에 각각 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자만을 적용하여, 강압 또는 승압을 위한 전력용 스위칭 반도체 소자의 도통과 차단시 분로 권선에서 발생하는 역 방향의 과전압이 전력용 스위칭 반도체 소자에 가해지는 것을 원천적으로 방지하면서, 전력용 스위칭 반도체 소자가 작동 과정에서 소손 등 이상이 발생한 경우에도 무순단으로 직렬 권선을 닫아 출력 전압이 강압되는 것을 방지하여 부하측 전기기기에 안정적인 전원을 지속적으로 공급할 수 있게 하는 한편 구조가 간단하여 제조 및 유지 운용과정에서 비용과 노력이 적게 소요되는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 이 발명은, 단권 변압기의 직렬 권선과 분로 권선을 전력용 스위칭 반도체 소자를 통해 선택적으로 상호 권선 방향을 조합 연결시켜 입력단에 인가되는 전압값이 기준 전압보다 높은 경우에는 강압시켜 전력 절감을 하면서 기준 전압보다 낮은 경우에는 승압시켜 부하측 전기기기를 보호하도록 출력단에 일정 범위의 전압값을 유지하게 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기에 있어서, 상기 직렬 권선은, 상기 입력단과 출력단 사이에 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 병렬로 연결 접속되고, 상기 분로 권선은, 상기 직렬 권선의 일단과 입출력 공통단 사이에, 일단이 강압용 분로 권선과 승압용 분로 권선으로 구분하여 병렬로 연결 접속되고, 타단의 각각이 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 직렬로 접속되며, 상기 분로 권선에 직렬로 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자의 이상으로 작동하지 않거나 상기 입력단의 전압값이 강압 또는 승압이 필요하지 않은 범위 내인 경우에는 상기 입력단의 전압값을 그대로 바이패스시키도록 상기 직렬 권선에 병렬로 연결 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하고, 상기 입력단의 전압값이 승압이 필요한 범위 내인 경우에는 상기 승압용 분로 권선에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만 도통시키게 제어하며, 상기 입력단의 전압값이 강압이 필요한 범위 내인 경우에는 상기 강압용 분로 권선에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기를 제공한다.
바람직하게는, 상기 강압용 분로 권선은, 다수의 중간 탭을 포함하고, 상기 중간 탭은 각각마다 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 직렬로 접속되며, 상기 제어부가, 상기 입력단의 전압값이 강압이 필요한 범위 내인 경우에, 전력 절감이 최대로 되기에 적합한 중간 탭에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하여도 좋다.
이하에서, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 전력 절감기의 구체적인 회로도를 도시한 것이다.
이 발명의 실시 예에 따른 전력 절감기는, 기준값, 기준값 이상 또는 이하의 전압이 입력단(①,②)에 인가되면, 제어부(40)에서 입력단(①,②)으로부터 검출된 전압값에 따라 단권 변압기의 직렬 권선(10)과 분로 권선(20)(30)을 선택적으로 상호 권선 방향을 조합 연결시켜 바이패스, 강압 또는 승압되도록 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22, T30, T10)를 도통 또는 차단시키게 제어하여 출력단(④,⑤)에 일정 범위의 전압값을 유지하게 함으로써 소비되는 전력을 절감하고 부하측 전기기기를 보호한다.
상기 단권 변압기의 직렬 권선(10)은, 상기 입력단(①)과 출력단(④) 사이에, 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자(T10)와 병렬로 연결 접속된다.
또한, 상기 단권 변압기의 분로 권선(20)(30)은, 상기 직렬 권선(10)의 일단(①)과 입출력 공통단(②,⑤) 사이에, 일단이 강압용 분로 권선(20)과 승압용 분로 권선(30)으로 구분하여 병렬로 연결 접속되고, 타단의 각각이 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22, T30,)와 직렬로 접속된다.
여기서, 상기 강압용 분로 권선(20)은, 두개의 중간 탭을 포함하도록 구성되어 있는데, 상기 중간 탭은 각각마다 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22)와 직렬로 접속되어, 강압시 정밀한 변압을 통해 최대한의 전력 절감을 달성하게 하며 보다 더 정밀한 변압을 위해서는 여러 개의 중간 탭을 추가하여 사용할 수 있다.
그리고, 상기 직렬 권선(10)과 분로 권선(20)(30)의 각 권선 방향은 도트점으로 표시하며, 강압 또는 승압의 정도는 권선수(Np, Ns1, Ns2, Ns3)에 의하여 조정 가능하다.
여기에서, 상기 직렬 권선(10)과 분로 권선(20)(30)의 선택적 조합을 통해 입력 전압의 강압, 승압 또는 바이패스시키기 위해 적용되는 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22, T30, T10)는 하나씩만 연결 접속된 간단한 구조를 가지면서 강압과 승압시 선택적 강압용 분로권선(20)과 승압용 분로권선(30)중 해당되는 하나의 분로권선 만이 상기 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자를 통해 연결 접속되게 하여 서로 영향을 미치지 않도록 분리시키는 구성이 이 발명의 특징이라고 할 수 있다.
상기 제어부(40)는, 상기 입력단(①,②)에서 검출된 전압값에 따라 상기 직렬 권선(10)과 분로 권선(20(30)의 상호 권선 방향을 선택적으로 조합 연결시켜 상기 직렬 권선(10), 분로 권선(20)(30)에서 강압, 승압 또는 바이패스시키기 위해 상기 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22, T30, T10)의 도통과 차단을 제어한다.
즉, 상기 제어부(40)에서는, 입력단(①,②)에서 검출된 입력 전압을 단권 변압기의 설정된 출력 전압으로 출력하기 위해 승압이나 강압의 변압 또는 바이패스가 필요할 경우, 동작 시작/정지 신호 출력단자(G21, G22, G30, Gbs)를 통해 상기 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22, T30, T10)에 동작/정지 신호를 선택적으로 인가하게 제어하여 빠르고 안정화된 출력 전압 공급을 실현한다.
상기와 같이 구성되는 이 발명의 실시 예에 따른 전력 절감기의 입력단(①,②)에 인가되는 전압값으로서 기준 전압을 220V로 하여 바이패스, 승압 및 선택적 강압시키는 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 입력단(①,②)에 200~210V 가 인가되는 경우, 상기 제어부(40)에서는 상기 입력단(①,②)의 전압값이 강압 또는 승압이 필요하지 않은 정상 출력 범위 내인 것으로 판단하여, 상기 직렬 권선(10)에 병렬로 연결 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자(T10)만을 도통시키게 제어하여, 상기 직렬 권선(10)에 전압이 걸리지 않도록 함으로써 상기 입력단(①,②)의 전압값인 200~210V를 그대로 바이패스시킨다.
또한, 상기 분로 권선(20)(30)에 직렬로 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22, T30)의 이상으로 작동하지 않은 경우에도, 상기 제어부(40)에서 상기 직렬 권선(10)에 병렬로 연결 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자(T10)만을 도통시키게 제어하여, 무순단으로 상기 직렬 권선(10)을 닫아 출력 전압이 강압되는 것을 방지하여 부하측 전기기기에 안정적인 전원을 지속적으로 공급할 수 있게 한다.
구체적으로, 상기 제어부(40)에서는 동작 시작/정지 신호 출력단자(Gbs)를 통해 상기 전력용 스위칭 반도체 소자(T10)에만 동작 시작 신호를 선택적으로 인가하게 제어하여 입력 전압을 바이패스시킨다.
다음으로, 상기 입력단(①,②)에 200V 이하가 인가되는 경우, 상기 제어부(40)에서는 상기 입력단(①,②)의 전압값이 승압이 필요한 범위 내인 것으로 판단하여, 상기 승압용 분로 권선(30)에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자(T30)만 도통시키게 제어하여, 상기 직렬 권선(10)에서 +20V의 전압이 승압되도록 함으로써 부하측 전기기기에 안정적인 전원을 지속적으로 공급할 수 있게 한다.
구체적으로, 상기 제어부(40)에서는 동작 시작/정지 신호 출력단자(G30)를 통해 상기 전력용 스위칭 반도체 소자(T30)에만 동작 시작 신호를 선택적으로 인가하게 제어하여 승압 단권 변압기를 구성시켜 입력 전압이 승압되어 나타나게 한다.
다음으로, 상기 입력단(①,②)에 211V 이상이 인가되는 경우, 상기 제어부(40)에서는 상기 입력단(①,②)의 전압값이 강압이 필요한 범위 내인 것으로 판단하여, 상기 강압용 분로 권선(20)에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22)중 어느 하나만을 도통시키게 제어하여, 상기 직렬 권선(10)에서 -20V의 전압이 강압되도록 함으로써 부하측 전기기기에 소비되는 전력을 절감할 수 있게 한다.
이 경우, 상기 입력단의 전압값에 따라 전력 절감이 최대로 되기에 적합한 중간 탭에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 입력단(①,②)에 211~225V 가 인가되는 경우, 상기 강압용 분로 권선(20)에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자(T21)만을 도통시키게 제어하여, 상기 직렬 권선(10)에서 -13V의 전압이 강압되도록 함으로써 부하측 전기기기에 소비되는 전력을 10% 정도 절감할 수 있게 하는 한편, 상기 입력단(①,②)에 225V 이상 인가되는 경우, 상기 강압용 분로 권선(20)에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자(T22)만을 도통시키게 제어하여, 상기 직렬 권선(10)에서 -20V의 전압이 강압되도록 함으로써 부하측 전기기기에 소비되는 전력을 20% 정도 절감할 수 있게 한다.
구체적으로, 상기 제어부(40)에서는 동작 시작/정지 신호 출력단자(G21, G22)를 통해 상기 전력용 스위칭 반도체 소자(T21, T22)중 어느 하나에만 동작 시작 신호를 선택적으로 인가하게 제어하여 강압 단권 변압기를 구성시켜 입력 전압에 따라 선택적으로 강압되어 나타나게 한다.
이로부터, 상기 직렬 권선(10)과 분로 권선(20)(30)의 선택적 조합을 통해 입력 전압의 강압 또는 승압시키기 위해 적용되는 전력용 스위칭 반도체 소자의 도통과 차단시에 선택적 강압용 분로권선(20)과 승압용 분로권선(30)중 해당되는 하나의 분로권선 만이 연결 접속되게 하여 서로 영향을 미치지 않도록 분리시켜 분로 권선에서 발생하는 역 방향의 과전압이 전력용 스위칭 반도체 소자에 가해지는 것을 원천적으로 차단하여 소손을 방지하게 되는 것이다.
이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 이 발명의 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기에 의하면, 분로 권선을 강압용과 승압용으로 구분하여 병렬로 연결 접속하고 여기에 각각 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자만을 적용하는 한편 직렬 권선에 전력용 스위칭 반도체 소자를 병렬 연결 접속하는 간단한 구성을 통해, 입력단에 인가되는 전압값에 대해 선택적 강압 또는 승압을 위한 전력용 스위칭 반도체 소자의 도통과 차단시에 분로 권선에서 발생하는 역 방향의 과전압이 전력용 스위칭 반도체 소자에 가해지는 것을 원천적으로 차단하여 소손을 방지하면서, 상기 전력용 스위칭 반도체 소자에 소손 등 이상이 발생한 경우에도 무순단으로 직렬 권선을 닫아 출력 전압이 강압되는 것을 방지하여 부하측 전기기기에 안정적인 전원을 지속적으로 공급할 수 있게 하는 효과가 있으며, 구조가 간단하여 제조 및 유지 운용 과정에서 비용과 노력이 적게 소요되는 효과도 있게된다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 무접점 반도체 소자를 이용한 잉여 전력 조절 절전 장치의 입력 전압 변동에 따른 강압 또는 승압하는 과정에서 다수의 무접점 반도체 소자의 작동 상태를 도시한 것이고,
도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 전력 절감기의 구체적인 회로도를 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명>
10 : 직렬 권선
20 : 선택적 강압용 분로 권선
30 : 승압용 분로 권선
40 : 제어부
T21, T22, T30, T10 : 전력용 스위칭 반도체 소자
100 : 주 권선
200 : 1차 여자권선
300 : 2차 여자권선'
T1, T2, T3, T4, T1', T2', T3', T4' : 무접점 반도체 소자

Claims (2)

  1. 단권 변압기의 직렬 권선과 분로 권선을 전력용 스위칭 반도체 소자를 통해 선택적으로 상호 권선 방향을 조합 연결시켜 입력단에 인가되는 전압값이 기준 전압보다 높은 경우에는 강압시켜 전력 절감을 하면서 기준 전압보다 낮은 경우에는 승압시켜 부하측 전기기기를 보호하도록 출력단에 일정 범위의 전압값을 유지하게 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기에 있어서,
    상기 직렬 권선은, 상기 입력단과 출력단 사이에 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 병렬로 연결 접속되고,
    상기 분로 권선은, 상기 직렬 권선의 일단과 입출력 공통단 사이에, 일단이 강압용 분로 권선과 승압용 분로 권선으로 구분하여 병렬로 연결 접속되고, 타단의 각각이 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 직렬로 접속되며,
    상기 분로 권선에 직렬로 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자의 이상으로 작동하지 않거나 상기 입력단의 전압값이 강압 또는 승압이 필요하지 않은 범위 내인 경우에는 상기 입력단의 전압값을 그대로 바이패스시키도록 상기 직렬 권선에 병렬로 연결 접속된 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하고, 상기 입력단의 전압값이 승압이 필요한 범위 내인 경우에는 상기 승압용 분로 권선에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만 도통시키게 제어하며, 상기 입력단의 전압값이 강압이 필요한 범위 내인 경우에는 상기 강압용 분로 권선에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 강압용 분로 권선은, 다수의 중간 탭을 포함하고,
    상기 중간 탭은 각각마다 하나의 전력용 스위칭 반도체 소자와 직렬로 접속되며,
    상기 제어부는, 상기 입력단의 전압값이 강압이 필요한 범위 내인 경우에, 전력 절감이 최대로 되기에 적합한 중간 탭에 직렬로 접속된 해당 전력용 스위칭 반도체 소자만을 도통시키게 제어하는 것을 특징으로 하는 전력용 스위칭 반도체 소자를 적용한 전력 절감기.
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