KR100752596B1 - 사이리스터 다이오드를 이용한 커패시터 초기전류충전 장치및 방법 - Google Patents

사이리스터 다이오드를 이용한 커패시터 초기전류충전 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사이리스터 다이오드를 이용한 전력변환시스템의 커패시터 초기전류충전 장치 및 방법에 관한 것으로서, 외부로부터 교류전압을 인가받는 교류전압입력부, 상기 교류전압입력부로부터 입력되는 초기 교류전압을 정류하는 병렬다이오드 및 사이리스터하단다이오드와, 상기 병렬다이오드 후단에 직렬연결되어 상기 정류된 초기 직류전압에 따른 전류의 양을 조절하는 커패시터저항을 구성하여 상기 초기 교류전압 인가시 발생되는 과도 피크 전류를 제한하고, 초기전류 충전 완료에 따른 게이트전압이 공급되면 사이리스터 작동을 시작하여 전류의 양을 제어하는 사이리스터상단다이오드를 포함하는 정류부, 상기 사이리스터상단다이오드의 게이트단자에 신호를 전송하여 사이리스터 구동을 제어하는 사이리스터구동부, 및 상기 정류부에서 초기 교류전압 정류시, 상기 정류부의 커패시터저항을 통해 인가되는 초기 전류를 충전하는 커패시터뱅크충전부를 포함하여 구성된다.
사이리스터 다이오드, 초기전류충전, 과도 피크 전류, 전력변환시스템

Description

사이리스터 다이오드를 이용한 커패시터 초기전류충전 장치 및 방법{APPARATUS FOR CHARGING INITIAL CURRENT USING THYRISTOR DIOD AND METHOD THEREFOR}
도 1(a)는 종래의 정류부 후단 스위칭 소자를 이용한 커패시터 초기전류충전 회로도.
도 1(b)는 종래의 교류 입력단 스위칭 소자를 이용한 커패시터 초기전류충전 회로도.
도 1(c)는 종래의 정류부 후단 사이리스터를 이용한 커패시터 초기전류충전 회로도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사이리스터 다이오드를 이용한 커패시터 초기전류충전 회로도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사이리스터 다이오드를 이용한 커패시터 초기전류충전 방법을 나타낸 순서도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
100:교류전압입력부 200:정류부
220:병렬다이오드 240:사이리스터부
242:사이리스터상단다이오드 244:사이리스터하단다이오드
300:사이리스터구동부 400:커패시터뱅크충전부
본 발명은 사이리스터 다이오드를 이용한 전력변환시스템의 커패시터 초기전류충전 장치 및 방법에 관한 것으로서, 전력변환시스템 정류부에 인가되는 초기 교류전압을 병렬다이오드를 이용하여 정류하고, 상기 병렬다이오드에 직렬연결된 커패시터저항을 이용하여 상기 정류된 초기 직류전압에 따른 전류의 양을 조절한 후, 상기 전류를 커패시터뱅크충전부에 저장시킴으로써 초기전류충전시 과도 피크 전류에 의한 순간적 쇼트현상을 발생을 방지하고, 초기전류의 충전이 완료되면 사이리스터에 게이트전압을 인가하여 사이리스터가 구동되도록 하는 기술이다.
본 발명에 관련하여 종래기술을 도 1(a) 내지 도 1(c)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1(a)는 종래의 정류부 후단 스위칭 소자를 이용한 커패시터 초기전류충전 회로도이고, 도 1(b)는 종래의 교류 입력단 스위칭 소자를 이용한 커패시터 초기전류충전 회로도이며, 도 1(c)는 종래의 정류부 후단 사이리스터를 이용한 커패시터 초기전류충전 회로도이다.
상기 도 1(a)에 도시된 회로는, 정류부의 다이오드를 정류부 후단의 직류출력단에 형성된 저항과 직렬연결하여, 최초 전원 투입시의 대전류를 감소시켜 초기전류를 충전하고, 적정량 충전이 완료되면 상기 저항에 병렬연결된 마그네트나 기 타 스위치 소자를 이용하여 상기 정류부 후단의 직류출력단 전원을 ON/OFF 제어하는 것으로, 상기 도 1(a)의 회로에 따른 초기전류충전 방법은, 전기적 아크(ark)가 발생되는 문제점이 있으며, 상기 아크 발생에 의한 주위 다른 전력제어장치에 노이즈를 발생시킬 가능성이 있다.
상기 도 1(b)에 도시된 회로는, 교류입력단에 저항과 마그네트를 병렬로 이용한 것으로, 상기 도 1(a)에 따른 문제점을 완화시킬 뿐, 동일한 문제점이 발생된다.
상기 도 1(c)에 도시된 회로는, 정류부 후단의 직류출력단에 사이리스터를 이용한 것으로, 사이리스터에 인가되는 게이트전압에 따라 전류의 양을 조절하여 초기전류를 충전하는 방식이지만, 도시된 바와 같이 정류부의 다이오드가 3상인 경우, 사이리스터가 부담해야하는 전류는 정류부의 다이오드가 부담하는 전류의 3배가 되어, 전력변환장치의 방열판 및 팬(fan)의 용량을 늘여야 하기 때문에, 부피가 증대되는 문제점이 있으며, 상기 사이리스터의 전류부담으로 인한 손실 분량만큼 전력변환장치의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 본 발명의 목적은, 정류부에 초기전압 투입시 발생되는 과도 피크 전류를 제한하는 초기전류충전 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 전력변환시스템의 부피를 증대시키지 않으면서 아크 현상 방지 및 방열 발생을 방지하는 초기전류충전 장치 및 방법을 제공하는 데 있 다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 전력변환시스템의 초기전류충전 장치에 있어서, 외부로부터 교류전압을 인가받는 교류전압입력부(100), 상기 교류전압입력부로부터 입력되는 초기 교류전압을 정류하는 병렬다이오드(220) 및 사이리스터하단다이오드(244)와, 상기 병렬다이오드 후단에 직렬연결되어 상기 정류된 초기 직류전압에 따른 전류의 양을 조절하는 커패시터저항(Rc)을 구성하여 상기 초기 교류전압 인가시 발생되는 과도 피크 전류를 제한하고, 초기전류의 충전 완료에 따른 게이트전압이 공급되면 사이리스터 작동을 시작하여 전류의 양을 제어하는 사이리스터상단다이오드(242)를 포함하는 정류부(240), 상기 사이리스터상단다이오드(242)의 게이트단자에 신호를 전송하여 사이리스터 구동을 제어하는 사이리스터구동부(300), 및 상기 정류부(200)에서 초기 교류전압 정류시, 상기 정류부의 커패시터저항(Rc)을 통해 인가되는 초기 전류를 충전하는 커패시터뱅크충전부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 정류부(200)의 사이리스터하단다이오드(244)와 사이리스터상단다이오드(242)로 구성되는 사이리스터부(240)는 3단자 턴오프 사이리스터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 커패시터저항(Rc)이 상기 병렬다이오드(220)의 후단, 상기 사이리스터부(240)의 전단에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따른 초기전류충전 방법은, 전력변환시스템에 초기전압 인가시 발생되는 과도 피크 전류를 방지하기 위한 초기전류충전 방법에 있어서, (a) 정류부(200)가 교류전압입력부(100)를 통해 교류전압을 입력받는 단계, (b) 정류부(200)가 상기 (a) 단계에서 입력된 초기 교류전압을 병렬다이오드(220)와 사이리스터하단다이오드(244)를 이용하여 정류하는 단계, (c) 정류부(200)가 상기 (b) 단계에서 정류된 초기 직류전압을 병렬다이오드(220)의 후단에 직렬연결된 커패시터저항(Rc)을 통해 커패시터뱅크충전부(400)에 투입시켜 상기 커패시터뱅크충전부(400)에 초기 전류를 충전하는 단계, (d) 커패시터뱅크충전부(400)가 초기전류의 충전이 완료되었는지 판단하는 단계, (e) 커패시터뱅크충전부(400)가 상기 (d) 단계의 판단결과, 초기전류충전이 완료되지 않은 경우, 상기 (c) 단계로 리턴하여 제단계를 수행하고, 초기전류충전이 완료된 경우, 사이리스터구동부(300)를 통해 사이리스터상단다이오드(242)에 게이트전압을 공급하는 단계, 및 (f) 정류부(200)가 초기전류충전 완료 후, 정격전류를 도통시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (c) 단계에서 상기 정류부(200)가 커패시터뱅크충전부(400)로 초기 직류전압 투입시, 과도 피크 전류 발생에 따른 순간적 쇼트 현상을 방지하기 위해, 상기 초기 직류전압에 따른 전류의 양을 상기 커패시터저항(Rc)을 이용하여 조절하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
사이리스터 다이오드 구조를 이용한 전력변환시스템의 커패시터 초기전류충전 장치는 도 2에 도시된 회로도와 같이, 교류전압입력부(100), 정류부(200), 사이리스터구동부(300), 커패시터뱅크충전부(400)를 포함한다.
상기 교류전압입력부(100)는 외부로부터 교류전압을 인가받는 기능을 수행한다.
또한, 상기 정류부(200)는 병렬다이오드(220)와 사이리스터부(240)를 포함하며, 상기 교류전압입력부(100)를 통해 인가되는 교류전압을 정류하여 직류전압을 출력시키는 기능을 수행한다.
상기 병렬다이오드(220)는 상기 교류전압입력부(100)를 통해 입력되는 초기 전압을 정류하며, 저항과 직렬 접속하여 적은 양의 전류를 흐르게 함으로써, 상기 커패시터뱅크충전부(400)에 초기 전류를 충전시키는 기능을 수행한다.
또한 상기 사이리스터부(240)는 게이트 전압을 공급받아 사이리스터가 작동되도록 하는 사이리스터상단다이오드(242)와, 상기 병렬다이오드(220)와 병렬연결되어 상기 초기 전압을 정류하고 상기 커패시터뱅크충전부(400)에 초기 전류를 충전시키는 사이리스터하단다이오드(244)로 이루어지며, 상기 교류전압입력부(100)로부터 초기 전압 인가시 발생되는 과도 피크 전류를 제한하여 순간적인 쇼트현상을 방지하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 사이리스터구동부(300)는 상기 커패시터뱅크충전부(400)의 초기 전류 충전 완료시, 상기 사이리스터상단다이오드(242)에 게이트전압이 인가되도록 하여 사이리스터 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 커패시터뱅크충전부(400)는 상기 병렬다이오드(220) 또는 사이리스터부(240)에서 정류되어 출력되는 직류전압을 인가받아 전류를 충전하고, 상기 직류전압을 평활화하는 기능을 수행한다.
상기 구성에 따른 사이리스터 다이오드 구조를 이용한 커패시터 초기전류충전 장치의 동작 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
정류부가, 교류전압입력부를 통해 교류전압을 입력받는다(S2).
정류부가, 상기 제 S2 단계에서 입력된 초기 교류전압을 병렬다이오드와 사이리스터하단다이오드를 이용하여 정류한다(S4).
정류부가, 상기 제 S4 단계에서 정류된 초기 직류전압을 병렬다이오드의 후단에 직렬연결된 저항을 통해 커패시터뱅크충전부에 투입시켜 상기 커패시터뱅크충전부에 초기 전류를 충전한다(S6).
커패시터뱅크충전부가, 초기전류의 충전이 완료되었는지 판단한다(S8).
커패시터뱅크충전부가, 상기 제 S8 단계의 판단결과, 초기전류충전이 완료되지 않은 경우, 상기 제 S6 단계로 리턴하여 제단계를 수행하고, 초기전류충전이 완료된 경우, 사이리스터구동부를 통해 사이리스터상단다이오드에 게이트전압을 공급한다(S10).
상기 제 S10 단계에서 초기전류충전이 완료되기 이전에는, 게이트전압이 공급되지 않으므로, 사이리스터상단다이오드는 구동되지 않는다.
정류부가, 커패시터뱅크충전부의 초기전류충전 완료 후, 정격전류를 도통시킨다(S12).
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 특정 실시 예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형되는 실시 예들은 이하에 청구하는 본 발명의 특허 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
본 발명은 정류부에 초기전압 투입시 과도 피크 전류에 따른 쇼트현상을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 아크 또는 방열로 인한 주변 기기와의 노이즈 발생을 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 전력변환시스템의 초기전류충전 장치에 있어서,
    외부로부터 교류전압을 인가받는 교류전압입력부;
    상기 교류전압입력부로부터 입력되는 초기 교류전압을 정류하는 병렬다이오드 및 사이리스터하단다이오드와, 상기 병렬다이오드 후단에 직렬연결되어 상기 정류된 초기 직류전압에 따른 전류의 양을 조절하는 커패시터저항을 구성하여 상기 초기 교류전압 인가시 발생되는 과도 피크 전류를 제한하고, 초기전류의 충전 완료에 따른 게이트전압이 공급되면 사이리스터 작동을 시작하여 전류의 양을 제어하는 사이리스터상단다이오드를 포함하는 정류부;
    상기 사이리스터상단다이오드의 게이트단자에 신호를 전송하여 사이리스터 구동을 제어하는 사이리스터구동부; 및
    상기 정류부에서 초기 교류전압 정류시, 상기 정류부의 커패시터저항을 통해 인가되는 초기 전류를 충전하는 커패시터뱅크충전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기전류충전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류부의 사이리스터하단다이오드 및 사이리스터상단다이오드는 3단자 턴오프 사이리스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초기전류충전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 커패시터저항은, 상기 병렬다이오드 후단과 상기 사이리스터하단다이오드 및 사이리스터상단다이오드 전단에 형성되는 것을 특징으로 하는 초기전류충전 장치.
  4. 전력변환시스템의 초기전압 인가시 발생되는 과도 피크 전류를 방지하기 위한 초기전류충전 방법에 있어서,
    (a) 정류부가 교류전압입력부를 통해 교류전압을 입력받는 단계;
    (b) 정류부가 상기 (a) 단계에서 입력된 초기 교류전압을 병렬다이오드와 사이리스터하단다이오드를 이용하여 정류하는 단계;
    (c) 정류부가 상기 (b) 단계에서 정류된 초기 직류전압을 병렬다이오드의 후단에 직렬연결된 커패시터저항을 통해 커패시터뱅크충전부에 투입하여 상기 커패시터뱅크충전부에 초기 전류를 충전시키는 단계;
    (d) 커패시터뱅크충전부가 초기전류의 충전완료 여부를 판단하는 단계;
    (e) 커패시터뱅크충전부가 상기 (d) 단계의 판단결과, 초기전류충전이 완료되지 않은 경우, 상기 (c) 단계로 리턴하여 제단계를 수행하고, 초기전류충전이 완료된 경우, 사이리스터구동부를 통해 사이리스터상단다이오드에 게이트전압을 공급하는 단계; 및
    (f) 정류부가 커패시터뱅크충전부의 초기전류충전 완료 후, 정격전류를 도통시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기전류충전 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
    정류부가 상기 커패시터뱅크충전부로 초기 직류전압 투입시, 과도 피크 전류 발생에 따른 순간적 쇼트 현상을 방지하기 위해, 상기 초기 직류전압에 따른 전류의 양을 상기 커패시터저항을 이용하여 조절하는 것을 특징으로 하는 초기전류충전 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200103364A (ko) * 2019-02-25 2020-09-02 엘에스일렉트릭(주) 고압 인버터 장치의 전력셀 회로

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08331851A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Yaskawa Electric Corp メイン電源立ち上げ方法とその装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08331851A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Yaskawa Electric Corp メイン電源立ち上げ方法とその装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200103364A (ko) * 2019-02-25 2020-09-02 엘에스일렉트릭(주) 고압 인버터 장치의 전력셀 회로
KR102303311B1 (ko) * 2019-02-25 2021-09-16 엘에스일렉트릭(주) 고압 인버터 장치의 전력셀 회로

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