KR100638550B1 - 소수의 전력 반도체 스위치를 구비하여 출력 전압의극성변환 가능한 ｐｗｍａｃ초퍼 - Google Patents

소수의 전력 반도체 스위치를 구비하여 출력 전압의극성변환 가능한 ｐｗｍａｃ초퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 소수의 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환 가능한 PWM AC 초퍼는 입력 전원을 수신하는 입력부; 일단이 상기 수신된 입력 전원의 양의 단자에 연결되어 2차측에서 에너지를 저장하여 1차측으로 전달하는 단상 변압기와 상기 단상 변압기의 2차측의 타단에 연결되어 상기 2차측 도선을 개폐하는 다이오드 및 상기 다이오드 사이에 개재된 스위치와 상기 1차측의 타단에 연결되어 상기 1차측 도선을 개폐하는 스위치 및 상기 스위치에 병렬로 연결된 다이오드를 포함하는 스위칭부; 상기 스위칭부를 통과한 상기 입력 전원을 필터링하는 출력 커패시터; 및 상기 출력 커패시터를 통과한 출력 전압을 출력하는 출력부로 이루어진다.
AC 초퍼, Watkins Johnson 컨버터, AC/AC 컨버터, PWM, 극성변환

Description

소수의 전력 반도체 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환 가능한 ＰＷＭＡＣ초퍼{PWM AC chopper with reversible output voltage using less power semiconductor switches}
도 1은 DC/DC Watkins-Johnson 컨버터의 회로도이다.
도 2는 교류 3상회로의 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼의 회로도이다.
도 3은 도 2의 교류 3상회로의 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼의 제 1 모드이다.
도 4는 도 2의 교류 3상회로의 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼의 제 2 모드이다.
도 5는 본 발명에 따른 소수의 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환이 가능한 PWM AC 초퍼의 회로도이다.
도 6은 상기한 설명에 따른 각각의 IGBT의 스위칭 타이밍 다이어그램이다.
도 7의 경우에는 Q4가 턴 온 되어 있고, Q1 ~ Q3은 턴 오프되어 있는 회로도이다.
도 8의 경우는 Q4가 턴 오프 되어 있고, Q1 ~ Q3은 턴 온 되어 있는 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 소수의 전력 반도체 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환이 가능한 PWM AC 초퍼
110 : 입력부
120 : 스위칭부
130 : 출력 커패시터
140 : 출력부
본 발명은 교류를 다른 형태의 교류로 변환시키는 AC 초퍼에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 출력전압의 극성변환을 가능하도록 하는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation, 이하 PWM이라 한다.) AC 초퍼에 관한 것이다.
전력전자 기술의 발전과 더불어 전력변환장치 가운데 교류를 다른 형태의 교류로 변화하는 AC 초퍼는 통상 주파수는 변함없이 전압의 크기를 변화시키기 위하여 사용되고 있다. 오랫동안 AC 초퍼는 주로 사이리스터 전력반도체 스위치를 이용하여 구성되었으나, 입출력에 고조파 성분이 많이 함유되고 제어 특성이 좋지 않으므로, 최근 들어 PWM이 가능한 PWM AC 초퍼에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
통상 PWM AC 초퍼는 DC/DC 컨버터의 회로로부터 유도할 수 있으며, 예를 들어 벅 DC/DC 컨버터로부터 PWM 벅 AC 초퍼를 유도할 수 있다. 이러한 PWM AC 초퍼에 대한 연구는 주로 벅(buck)형, 부스트(boost)형, 벅-부스트 (buck-boost)형을 중심으로 이루어져 왔다. 그러나 이러한 방법에 의하여 얻어진 PWM AC 초퍼들은 모두 교류 출력측의 극성이 고정되어 있다는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위하여 기존의 DC/DC 컨버터 중 출력측 DC 전압의 극성을 바꿀 수 있는 도 1의 DC/DC Watkins-Johnson 컨버터로부터 출력측 극성변환이 가능한 AC 초퍼를 얻을 수 있다. 도 1을 참조하면, DC/DC Watkins-Johnson 컨버터는 입력부(11), 스위칭부(12), 출력 커패시터(13) 및 출력부(14)로 구성된다. 여기서 상기 출력 커패시터(13)는 출력 전압에 대한 필터의 역할을 하고 상기 출력부(14)는 직류 부하(R)를 포함한다.
상기 도 1의 DC/DC 컨버터의 동작을 살펴보면, 우선 상기 스위칭부(12) 내의 인덕터(L) 양단의 SPDT(single-pole-double-throw) 스위치는 두 개의 접점 a(a1,a2)와 b(b1,b2)를 가지는데 일정 시간 동안 a에 연결되었다가 스위칭 주기의 나머지 시간 동안은 b에 연결되도록 주기적으로 스위칭한다. 상기 인덕터(L)가 b에 연결되어 있는 동안 입력부(11)와 출력부(14)는 분리되어 있게 되고, 인덕터(L)에 에너지가 저장되어 이렇게 저장된 에너지는 스위치가 a로 접점을 바꾼 동안 출력부(14)의 부하로 전달된다.
또한 아직 당해 발명이 속하는 기술분야에서 공지되지는 아니하였지만 상기의 DC/DC Watkins-Johnson 컨버터로부터 PWM AC 초퍼를 유도할 수 있으며, 특히 도 2는 교류 3상회로의 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼의 회로도이다. 상기 교류 3상회로의 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼는 상기 도 1의 DC/DC Watkins-Johnson 컨버터와 유사하게 입력부(21), 스위칭부(22), 출력 커패시터(23) 및 출력부(24)로 구성된다.
도 1의 DC/DC 컨버터와 달리 도 2의 AC 초퍼는 교류 3상 구조로 구성되어 있으며 스위칭부(22)는 다수의 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 스위치를 구비하며, 상기 스위칭부(22)의 제어에 의하여 출력전압의 극성을 바꾸어 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
여기서 Q1 ~ Q12 는 전력 반도체 능동스위치이며, 상기 도 2의 Q1 ~ Q3은 도 1의 a2에 대응되고, 도 2의 Q4 ~ Q6 은 도 1의 a1에 대응되고, 도 2의 Q10 ~ Q12 는 도 1의 b2에 대응되고, 도 2의 Q7 ~Q9는 도 1의 b1에 대응된다.
도 2를 참조하면, 도 2의 AC 초퍼는 상기 스위칭부(22)에 의하여 두 가지 모드로 제어되어 두 가지 상태를 가진다. 즉 Q1 ~ Q6 IGBT 스위치를 턴 온하고 동시에 Q7 ~ Q12 IGBT 스위치를 턴 오프하면 도 2의 회로는 도 3(제 1 모드라 한다)과 같은 상태가 되며, Q7 ~ Q12 IGBT 스위치를 턴 온하고 동시에 Q1 ~ Q6 IGBT 스위치를 턴 오프하면 도 2의 회로는 도 4(제 2 모드라 한다)와 같은 상태가 된다. 결국 상기 스위칭부(22)의 제어에 의하여 상기 제 1 모드 또는 제 2 모드의 상태를 주기적으로 스위칭하여 출력전압의 크기를 조절할 수 있다.
상기 도 3의 제 1 모드의 경우에는 Q1 ~ Q6 IGBT 스위치는 모두 턴 온 되어 있으므로 3상 전류는 IGBT와 상기 각각의 IGBT에 병렬로 연결된 다이오드(D1 ~ D6) 중 어느 것을 통해서라도 양방향으로 흐를 수 있으며, 도 4의 제 2 모드의 경우에는 Q7 ~ Q12 IGBT 스위치는 모두 턴 온되어 있으므로 3상 전류는 IGBT와 상기 각각의 IGBT에 병렬로 연결된 다이오드(D7 ~ D12) 중 어느 것을 통해서라도 양방향으로 흐를 수 있다.
상기 도 2의 AC 초퍼의 동작을 상기 도 1의 DC/DC 컨버터의 동작에 비교하여 설명하면, 상기 제 1 모드의 경우는 도 1의 접점 a에 연결된 상태이며 상기 제 2 모드의 경우는 도 1의 접점 b에 연결된 상태에 대응된다. 따라서 도 4의 제 2 모드에서는 도 4의 3상 인덕터(L1 ~ L3)에 에너지가 저장되어 이렇게 저장된 에너지는 도 3의 제 1 모드에서 출력부(24)의 부하(R1 ~ R3)로 전달된다.
특히 스위칭 주기 가운데 도 3의 상태가 차지하는 턴 온 시간 비율을 시비율d(duty ratio) 라고 하며, 상기 d는 도 2의 PWM AC 초퍼의 전압이득에 대한 제어변수가 되며 0 < d < 1 이다. 상기 제어변수 d에 의한 출력을 살펴보면, d < 0.5 의 경우에는 입력 전압과 극성변환된 출력을 얻게 되고, d = 0.5 의 경우에는 출력 0을 얻게 되고 d > 0.5 의 경우에는 입력 전압과 동상인 출력을 얻게 된다.
상기의 입력 전압을 Vi , 출력 전압을 Vo 이라 할 때 전압이득은
Figure 112005039101711-pat00001
이 된다.
그러나 이러한 상기 도 2의 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼는 하기와 같은 문제가 있다. 첫째, 사용되는 IGBT와 같은 능동스위치의 수가 일반적인 벅형, 부스트 형, 벅-부스트형의 AC 초퍼보다 두 배 정도 많다는 점이다. 이와 같이 많은 스위치는 동작시 스위칭 손실과 도전 손실을 증가시키고, 시스템의 구성을 복잡하게 만들어 제조 단가를 상승시키고 내구성을 약하게 하는 문제들을 발생시킨다.
둘째, 도 2에서 Q1 ~ Q6 또는 Q7 ~ Q12 는 동시에 턴 온/턴 오프 하도록 스위칭 신호를 인가하여야 한다. 그러나 실제적으로 Q1 ~ Q6 또는 Q7 ~ Q12의 각각 IGBT 스위치의 구동 특성이 각각 다를 수 있으므로 정확한 온/오프 동기화된 스위칭이 매우 어렵다. 만일 동기화된 스위칭이 이루어지지 않으면 먼저 온/오프 하는 스위치와 나중에 지연시간을 가지고 온/오프 하는 스위치로 인하여 스위치에 비대칭적인 전압 또는 전류의 스트레스가 증가하게 되며, 회로의 효율을 떨어뜨리고 수명을 단축시키는 문제가 있다.
즉, 상기의 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼는 IGBT와 같은 제어용 전력 반도체 능동스위치의 개수가 다른 PWM AC 초퍼의 경우보다 2배 정도 많고, 스위칭을 하는 각 6개의 스위치의 동기화된 스위칭을 이루기가 어려운 문제점들이 있는 바 상기의 문제점들을 해결하기 위한 해결방법이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 요구되고 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 교류 3상 전력변환 실시예의 경우 3개의 각각의 인덕터를 3개의 단상 변압기와 다수의 다이오드를 사용하여 구성함으로써 AC 초퍼를 위한 IGBT 전력반도체 스위치의 개수 를 4개로 줄이고 이렇게 전력반도체 스위치의 개수를 줄임으로써 동기 스위칭에 따른 상기한 문제점을 극복하는 AC 초퍼 회로를 제공함에 그 발명의 목적이 있다.
결국 본 발명에 의하여 Watkins-Johnson PWM AC 초퍼 회로에 동기 스위칭을 하도록 구성되는 일부 스위치들을 다이오드 브리지와 단일 스위치만으로 구성하여 스위칭의 정확한 동기화 스위칭에 대한 문제를 해결하고 구조적으로 단순하고 강인한 특성을 가지면서 동시에 종래의 AC 초퍼와 동일한 동작특성을 얻을 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소수의 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환 가능한 PWM AC 초퍼는 입력 전원을 수신하는 입력부; 일단이 상기 수신된 입력 전원의 양의 단자에 연결되어 2차측에서 에너지를 저장하여 1차측으로 전달하는 단상 변압기와 상기 단상 변압기의 2차측의 타단에 연결되어 상기 2차측 도선을 개폐하는 다이오드 및 상기 다이오드 사이에 개재된 스위치와 상기 1차측의 타단에 연결되어 상기 1차측 도선을 개폐하는 스위치를 포함하는 스위칭부; 상기 스위칭부를 통과한 상기 입력 전원을 필터링하는 출력 커패시터; 및 상기 출력 커패시터를 통과한 출력 전압을 출력하는 출력부로 이루어진다.
바람직하게는 상기 스위치는 강제 소호형(forced commutation type) 반도체 소자로 구성된다.
바람직하게는 상기 스위치는 상기 입력 전원이 n상의 교류 회로인 경우에 n+1개의 강제 소호형 스위치 및 3n개의 다이오드로 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수도 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 소수의 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환이 가능한 PWM AC 초퍼의 회로도이며, 특히 상기 도 5의 경우는 교류 3상의 경우에 대한 실시예이다. 여기서 3개의 단상 변압기(T1 ~ T3)의 자화 인덕턴스는 도 2의 각각의 인덕터(L1 ~ L3)의 인덕턴스와 동일한 역할을 한다.
상기 소수의 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환이 가능한 PWM AC 초퍼(100)는 상기 도 1의 DC/DC Watkins-Johnson 컨버터와 유사하게 입력부(110), 스위칭부(120), 출력 커패시터(130) 및 출력부(140)로 구성된다. 여기서 상기 도 5의 전력 반도체 능동 스위치(Q1 ~ Q3)와 그와 병렬로 연결된 다이오드(D1 ~ D3)는 도 2의 a 에 대응하며, 각각의 단상 변압기(T1 ~ T3), 다이오드 브리지(D41 ~ D46) 및 Q4 는 도 2의 b 에 대응된다.
상기 스위칭부(120)은 일단(s1 ~ s3)이 상기 수신된 입력 전원의 양의 단자에 연결되어 2차측(s단자와 y단자 사이)에서 에너지를 저장하여 1차측(s단자와 x단자 사이)으로 전달하는 단상 변압기(T1 ~ T3)와 상기 단상 변압기의 2차측의 타단 (y1 ~ y3)에 연결되어 상기 2차측 도선을 개폐하는 다이오드(D41 ~ D46) 및 상기 다이오드(D41 ~ D6) 사이에 개재된 스위치(Q4)와 상기 1차측의 타단(x1 ~ x3)에 연결되어 상기 1차측 도선을 개폐하는 스위치(Q1 ~ Q3) 및 상기 스위치(Q1 ~ Q3)와 병렬로 연결된 다이오드(D1 ~ D3)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 스위치(Q1 ~ Q4) 는 강제 소호형(forced commutation type) 반도체 소자로 구성되는 것이 바람직하며, 특히 도 5에서는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)로 실시예를 대표적으로 도시한다. 강제 소호형(forced commutation type) 반도체 소자란 스위칭시 원하는 시간에 턴 온과 턴 오프가 가능한 소자를 말하는 것으로 상기 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 이외에도 GTO(gate turn off) 사이리스터를 사용하여도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
또한 도 5를 참조하면, 상기 다이오드(D41 ~ D46)는 3상의 다이오드 브리지를 구성하며 Q4 IGBT 스위치와 더불어 각각의 변압기와 연결된 3상의 도선을 단락 또는 개방하는 동작을 수행하며, 출력 커패시터(C1 ~ C3)는 출력 전압에 대한 필터의 역할을 하며 저항(R1 ~ R3)은 3상 회로의 부하이다.
여기서 Q4를 턴 온 하거나 턴 오프 하는 것은 도 2에서 Q7 ~ Q12를 한번에 턴 온 하거나 턴 오프 하는 것과 동일한 동작이며, Q1 ~ Q3을 턴 온 하거나 턴 오프 하는 것은 도 2에서 Q1 ~ Q6을 한번에 턴 온 하거나 턴 오프 하는 것과 동일한 동작이다.
특히 도 2의 제 1 모드와 제 2 모드와 같이 동작하기 위하여 도 5의 Q1 ~ Q3은 동시에 턴 온 또는 턴 오프 하되 항상 Q4와는 상보적으로 스위칭되도록 제어된 다. 도 6은 상기한 설명에 따른 각각의 IGBT의 스위칭 타이밍 다이어그램이며, Q1 ~ Q3이 턴 온 되었을 때는 Q4가 턴 오프 되고, Q1 ~Q3이 턴 오프 되었을 때는 Q4가 턴 온 된다.
도 5의 AC 초퍼의 회로 동작은 기본적으로 도 2의 종래의 회로와 유사하여 제 1 모드, 제 2 모드와 같은 동작을 한다. 구체적으로는 도 7의 경우에는 Q4가 턴 온 되어 있고, Q1 ~ Q3은 턴 오프되어 있는 회로도이며 도 4의 제 2 모드와 동일한 동작을 하며 도 8의 경우는 Q4가 턴 오프 되어 있고, Q1 ~ Q3은 턴 온 되어 있는 회로도이며 도 3의 제 1 모드와 동일한 동작을 한다.
또한 도 7을 참조하면, 상기 Q4가 턴 온 되면 상기 Q4에 연결된 3상 다이오드 브리지의 3상 회로가 단락된 것과 같은 회로의 상태가 되어 상기 Q4가 단상 변압기의 2차측(y1, y2, y3)은 서로 단락되어 연결된 상태가 되고 출력 커패시터(C1 ~ C3)(130)와 출력부(140)는 입력부(110)와 분리된 상태가 된다. 이 때 3상 전원의 전류는 단상 변압기(T1 ~ T3)의 2차측(y1, y2, y3)과 다이오드 브리지, Q4 IGBT 스위치를 통하여 흐르며, 그 크기는 각각의 변압기의 자화 인덕턴스에 의하여 제한된다.
따라서 상기 Q4가 턴 온 되면 입력부(110)의 전원으로부터 단상 변압기(T1 ~ T3)의 자화 인덕턴스에 에너지가 축적되고, 출력부(140) 출력 커패시터(C)(130)에 축적된 에너지는 출력부(140)의 저항(R)로 전달된다.
또한 도 8을 참조하면, 상기 Q4가 턴 오프 되면 상기 Q4에 연결된 3상 다이 오드 브리지의 3상 회로가 개방된 것과 같은 회로가 되어서 각각의 단상 변압기(T1 ~T3)의 2차측(y1, y2, y3)으로 흐르는 전류는 존재하지 않는다.
이 때 Q4가 턴 오프 되면 상기 각각의 단상 변압기(T1 ~ T3)의 2차측으로 흐르던 전류는 인덕터 전류의 연속성에 의하여 상기 각각의 단상 변압기(T1 ~ T3)의 1차측에 유도되어, Q1 ~ Q3 또는 D1 ~ D3를 통하여 출력부(140)로 에너지를 전달하게 된다. 결국 Q4가 턴 오프 되면 상기 각각의 단상 변압기(T1 ~ T3)의 자화 인덕턴스에 축적된 에너지는 3상 부하 출력부(140)에 전달되는 것이다.
특히 출력전압의 크기는 상기 도 2에서 살핀 바와 같이 전체 스위칭 주기 가운데 Q1 ~ Q3가 턴 온 되어 있는 시간의 비율 d로 정해지며 입력 전압을 Vi , 출력 전압을 Vo 라고 할 때 하기와 같다.
Figure 112005039101711-pat00002
상기에서는 주로 교류 3상 회로를 기초로 본 발명을 설명하였으나 이는 교류 3상이 일반적인 구성이기 때문이며, 따라서 본 발명은 교류 n 상의 경우에도 적용할 수 있다.
또한 상기 도 2에서 도 5로의 스위치 감소 과정을 참조하면, 교류 3상의 경우 4개의 강제 소호형(forced commutation type) 반도체 소자 및 9개의 다이오드로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있음을 알 수 있는 바, 교류 n상의 경우에는 n+1 개의 스위치 및 3n개의 다이오드로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있음을 일반화시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따라 종래의 출력 전압 극성변환이 가능한 PWM AC 초퍼 구성에서 사용되는 3개의 인덕터 대신 3개의 변압기를 사용하고 채택되는 상수에 대응하는 다이오드 브리지를 사용하여 IGBT와 같은 전력 반도체 능동 스위치의 수를 줄임으로써, 첫째 효과로 AC 초퍼 시스템의 구성을 단순화시키 며, 그에 따른 시스템의 내구성이 강인해지며, 시스템 제조단가를 현저하게 절감시키는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따라 3상 교류 전력변환의 실시예에서 동기 스위칭하는 6개의 스위치단을 단 한 개의 능동 스위치와 부가적인 다이오드 브리지로 대치하고 동기 스위칭하는 다른 6개의 스위치를 3개의 동기 스위칭하는 스위치로 줄임으로써, 둘째 효과로 스위치 사이의 지연시간에 의한 비대칭적인 전압 또는 전류 스트레스를 감소시키고 AC 초퍼 시스템의 효율을 증가시키고 수명을 연장시키는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 PWM AC 초퍼는 3상의 경우에 종래의 12개의 전력반도체 능동 스위치 대신 4개의 전력 반도체 능동스위치만을 포함하므로 사용되는 게이트 드라이버의 개수를 줄일 수 있고 콤팩트한 구성을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 PWM AC 초퍼에서 필요한 능동 스위치의 수를 감소시킴으로써 동기화에 대한 부담을 줄여 스위칭 신호의 발생을 용이하게 하고, 동작을 안정시켜 AC 초퍼 시스템의 대용량화를 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 입력 전원을 수신하는 입력부;
    일단이 상기 수신된 입력 전원의 양의 단자에 연결되어 2차측에서 에너지를 저장하여 1차측으로 전달하는 단상 변압기와
    상기 단상 변압기의 2차측의 타단에 연결되어 상기 2차측 도선을 개폐하는 다이오드 및 상기 다이오드 사이에 개재된 스위치와
    상기 1차측의 타단에 연결되어 상기 1차측 도선을 개폐하는 스위치 및 상기 스위치에 병렬로 연결된 다이오드를 포함하는 스위칭부;
    상기 스위칭부를 통과한 상기 입력 전원을 필터링하는 출력 커패시터; 및
    상기 출력 커패시터를 통과한 출력 전압을 출력하는 출력부로 이루어진 소수의 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환 가능한 PWM AC 초퍼.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스위치는,
    강제 소호형(forced commutation type) 반도체 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 소수의 스위치를 구비하여 출력 전압의 극성변환 가능한 PWM AC 초퍼.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 스위치는,
    상기 입력 전원이 n상의 교류 회로인 경우에 n+1개의 강제 소호형 스위치 및 3n개의 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 소수의 스위치를 가진 출력 전압의 극성변환 가능한 PWM AC 초퍼.
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