KR100788286B1 - Apparatus and method for supplying dc power source - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부하의 변동에 따른 입력 전류량을 검출하여 검출된 입력 전류량에 따라 부하에 공급되는 에너지를 제어함으로써, 입력 전원의 역률을 개선함과 동시에 스몰 리액터(small reactor)의 사용 가능으로 제조 비용을 절감할 수 있는 직류 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 입력 전류량을 검출하여 부하의 크기를 판단하는 부하 검출부와; 상기 부하의 크기에 따라, 입력 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하기 위한 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 역률개선 제어부와; 상기 입력 전류량 제어신호 따라, 입력 전원으로 전류를 환류시키기 위하여 입력 전원을 단속하는 입력전류 환류부와; 입력전류의 고조파를 저감시키고, 입력 교류전압을 정류 및 승압하는 필터/정류부와; 상기 역률개선 제어신호에 따라 충전된 에너지를 부하에 공급하는 역률 개선부와; 상기 정류된 입력 교류전압을 직류전압으로 평활하는 평활부와; 상기 평활된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터로 구성된다.The present invention detects the amount of input current according to the load variation and controls the energy supplied to the load according to the detected amount of input current, thereby improving the power factor of the input power and at the same time enabling the use of a small reactor to reduce the manufacturing cost. The present invention relates to a direct current power supply device and a method thereof. To this end, the present invention includes a load detector for detecting the amount of input current to determine the size of the load; A power factor improvement controller for generating an input current amount control signal and a power factor improvement control signal for improving the power factor of the input power and boosting the input voltage according to the magnitude of the load; An input current reflux unit which intercepts the input power to return the current to the input power according to the input current amount control signal; A filter / rectifier for reducing harmonics of the input current and rectifying and boosting the input AC voltage; A power factor improving unit for supplying charged energy to the load according to the power factor improvement control signal; A smoothing unit smoothing the rectified input AC voltage to a DC voltage; An inverter converts the smoothed DC voltage into an AC voltage.

Description

직류 전원 공급 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING DC POWER SOURCE}DC power supply and its method {APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING DC POWER SOURCE}

도 1은 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치를 도시한 도이다.1 is a view showing a DC power supply according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치의 입력전류의 파형도 이다.Figure 2 is a waveform diagram of the input current of the DC power supply according to the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 직류 전원 공급 장치의 실시예를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an embodiment of a DC power supply according to the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 입력전류 파형도 이다.4 is an input current waveform diagram according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 직류 전원 공급 방법의 실시예의 흐름도이다.5 is a flowchart of an embodiment of a DC power supply method according to the present invention.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***** ***** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****

310 : 부하 검출부 320 : 필터/정류 제어부310: load detection unit 320: filter / rectification control unit

321 : 동기신호 생성부 322 : 온/오프 제어부321: synchronization signal generator 322: on / off controller

330 : 입력전류 환류부 340 : 필터/정류부 330: input current reflux unit 340: filter / rectifier

341 : 스몰 리액터(small reactor) 350 : 역률 개선부341 small reactor 350 power factor improvement

360 : 평활부 370 : 인버터360: smoothing part 370: inverter

본 발명은 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 공기 조화기의 압축기의 구동을 위한 직류 전원 공급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply and a method thereof, and more particularly to a direct current power supply and a method for driving the compressor of the air conditioner.

최근의 공기 조화기는 그 압축기의 구동 전동기로서 3상 전동기를 사용한다. 상기 3상 전동기의 전원 공급 장치는 상용 전원의 교류를 직류로 변환한 후, 상기 변환된 직류를 인버터를 이용하여 상기 3상 전동기에 인가함으로써 상기 3상 전동기를 구동한다.Modern air conditioners use three-phase electric motors as drive motors for their compressors. The power supply device of the three-phase electric motor drives the three-phase electric motor by converting alternating current of commercial power into direct current, and then applying the converted direct current to the three-phase electric motor using an inverter.

이하에서는 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치를 첨부한 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 1 and 2 to which a DC power supply according to the prior art is attached.

도 1은 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치를 도시한 도이다.1 is a view showing a DC power supply according to the prior art.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치는, 액티브 필터(111)와 평활 커패시터(C)를 구비하여, 상용 전원으로부터 입력받은 교류전압을 직류전압으로 변환하는 컨버터(110)와; 상기 액티브 필터(111)를 제어하는 액티브 필터 제어부(120)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the DC power supply device according to the related art includes an active filter 111 and a smoothing capacitor C, and converts an AC voltage input from a commercial power supply into a DC voltage. Wow; It is composed of an active filter control unit 120 for controlling the active filter 111.

상기 컨버터(110)는 상기 변환된 직류전압을 인버터(130)로 출력하고, 상기 인버터(130)는 상기 컨버터(110)로부터 입력된 직류전압을 교류전압으로 변환하여 압축기 구동용 3상 전동기(140)에 공급한다.The converter 110 outputs the converted DC voltage to the inverter 130, and the inverter 130 converts the DC voltage input from the converter 110 into an AC voltage to drive the three-phase motor 140 for the compressor. Supplies).

상기 액티브 필터 제어부(120)는 상기 상용 전원으로부터 입력된 교류전압의 영 전압을 검출하여 동기신호를 발생하는 동기신호 발생부(121)와; 상기 동기신호 발생부(121)에서 발생된 동기 신호에 동기하여 상기 액티브 필터(111)의 전력 반도체 소자들(Q1, Q2)을 구동하는 제어 신호를 발생하는 온/오프 제어부(122)로 구성된다.The active filter control unit 120 includes a synchronization signal generator 121 for detecting a zero voltage of an AC voltage input from the commercial power source and generating a synchronization signal; The on / off controller 122 generates a control signal for driving the power semiconductor elements Q1 and Q2 of the active filter 111 in synchronization with the sync signal generated by the sync signal generator 121. .

상기 액티브 필터(111)는 리액터(L)와 전력 반도체 소자들(Q1, Q2)로 구성되어 입력 전류를 그 위상이 입력 전압의 위상과 거의 같은 정현파로 만든다. 따라서, 상기 액티브 필터(111)는 입력 전류를 제어하여 고조파 제거와 역률 개선(PFC)을 실시할 수 있게 된다.The active filter 111 is composed of the reactor L and the power semiconductor elements Q1 and Q2 to make the input current a sine wave whose phase is almost the same as that of the input voltage. Accordingly, the active filter 111 may control the input current to perform harmonic rejection and power factor correction (PFC).

상기 평활 커패시터(C)는 상기 액티브 필터(111)의 출력 전압을 직류 전압이 되도록 평활하고, 상기 평활 된 직류 전압을 상기 인버터(130)에 공급한다.The smoothing capacitor C smoothes the output voltage of the active filter 111 to be a DC voltage, and supplies the smoothed DC voltage to the inverter 130.

도 2는 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치의 왜곡이 심한 입력전류 파형도 이다.2 is a waveform diagram of a severely distorted input current of a DC power supply according to the related art.

도 2(a)에 도시한 바와 같이, 상기 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치는 상기 전력 반도체 소자들(Q1, Q2)을 교대로 반 주기에 1회 구동하므로, 상기 상용 전원의 교류 전압에 따른 상기 평활 커패시터로의 입력 전류의 파형은 도시한 것처럼 입력 전류는 피크 값이 크고, 통전 폭이 좁은 펄스 형상의 전류가 된다. As shown in FIG. 2A, the DC power supply device according to the related art alternately drives the power semiconductor elements Q1 and Q2 once in half a cycle, and according to the AC voltage of the commercial power supply. As shown in the waveform of the input current to the smoothing capacitor, the input current becomes a pulse-shaped current having a large peak value and a narrow energization width.

또한, 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 상기 종래 기술에 따른 직류 전원 공급장치에 스몰 리액터(small reactor)가 사용된 경우, 입력전류의 파형은 부하 변동에 따른 입력전류량이 충분하지 않으므로, 도 2(a)의 종래 기술에 따라 스몰 리액터를 사용하지 않은 경우의 파형보다 왜곡이 더욱 심한 것을 보여 준다.In addition, as shown in Fig. 2 (b), when a small reactor is used in the DC power supply according to the prior art, the waveform of the input current is not enough input current due to the load variation, According to the prior art of Fig. 2 (a) shows that the distortion is more severe than the waveform when the small reactor is not used.

그러나, 상기 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치는 부하 변동에 대한 고려 없이 상기 액티브 필터(300)를 구동하므로, 부하가 커질 경우 역률 개선(PFC) 규격을 만족하기가 어려운 문제가 있었다. 또한, 상기 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치는 부하가 작을 경우 역률 개선 동작으로 인한 전력 반도체 소자의 손실 이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 상기 종래 기술에 따른 직류 전원 공급 장치는 고조파 제거 및 역률 개선(PFC)을 위해 상기 리액터(L)로서 용량이 큰 것을 사용해야 하기 때문에 재료비가 증가하는 문제점이 있었다.However, since the DC power supply device according to the related art drives the active filter 300 without consideration of load fluctuations, it is difficult to satisfy a power factor improvement (PFC) specification when the load increases. In addition, the DC power supply according to the prior art has a problem that the loss of the power semiconductor device due to the power factor correction operation when the load is small. In addition, the DC power supply device according to the prior art has a problem in that the material cost increases because it is necessary to use a large capacity as the reactor (L) for harmonic removal and power factor improvement (PFC).

따라서, 본 발명의 목적은 부하의 변화에 따른 입력 전류량을 검출하고, 상기 검출된 전류량에 근거한 부하의 크기에 따라 필터/정류부 및 역률 개선부를 제어함으로써, 저 용량의 리액터를 사용하는 경우에도 종래 발명에 비하여 입력전류의 왜곡을 저감시켜 입력 전원의 역률을 개선할 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감하는 목적을 이루도록 한 직류 전원 공급 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the object of the present invention is to detect the amount of input current according to the load change, and to control the filter / rectifier and the power factor improving unit according to the load size based on the detected amount of current, so that even when a reactor having a low capacity is used. The present invention provides a DC power supply device and a method for reducing the distortion of the input current to improve the power factor of the input power source and to reduce the manufacturing cost.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류 전원 공급 장치는, DC power supply device according to the present invention for achieving the above object,

입력 전류량을 검출하여 부하의 크기를 판단하는 부하 검출부와; 상기 부하의 크기에 따라, 입력 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하기 위한 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 역률개선 제어부와; 상기 입력 전류량 제어신호 따라, 입력 전원으로 전류를 환류시키기 위하여 입력 전원을 단속하는 입력전류 환류부와; 입력전류의 고조파를 저감시키고, 입력 교류전압을 정류 및 승압하는 필터/정류부와; 상기 역률개선 제어신호에 따라 충전된 에너지를 부하에 공급하는 역률 개선부와; 상기 정류된 입력 교류전압을 직류전압으로 평활하는 평활부와; 상기 평활된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터를 포함하여 구성된다.A load detector for detecting an amount of input current to determine a magnitude of a load; A power factor improvement controller for generating an input current amount control signal and a power factor improvement control signal for improving the power factor of the input power and boosting the input voltage according to the magnitude of the load; An input current reflux unit which intercepts the input power to return the current to the input power according to the input current amount control signal; A filter / rectifier for reducing harmonics of the input current and rectifying and boosting the input AC voltage; A power factor improving unit for supplying charged energy to the load according to the power factor improvement control signal; A smoothing unit smoothing the rectified input AC voltage to a DC voltage; And an inverter for converting the smoothed DC voltage into an AC voltage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류 전원 공급 방법은, 입력 전류량을 검출하여 부하의 크기를 판단하는 부하 검출과정과; 상기 부하의 크기에 따라, 입력 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하기 위한 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 출력하는 과정과; 상기 입력 전류량 제어신호 따라, 입력전류의 환류 경로를 형성하여 입력 전원을 단속함으로써 입력 전원으로 입력전류를 환류시키는 과정과; 입력전류의 고조파를 저감시키고, 입력 교류전압을 정류 및 승압하는 과정과; 상기 역률개선 제어신호에 따라 충전된 에너지를 부하에 공급하는 과정과; 상기 정류된 입력 교류전압을 직류전압으로 평활하는 과정과; 상기 평활된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 과정을 수행한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a DC power supply method comprising: a load detection process of determining an amount of load by detecting an amount of input current; Outputting an input current amount control signal and a power factor improvement control signal for improving the power factor of the input power and boosting the input voltage according to the magnitude of the load; Reflowing the input current to the input power by forming a reflux path of the input current according to the input current amount control signal to interrupt the input power; Reducing harmonics of the input current and rectifying and boosting the input AC voltage; Supplying charged energy to a load according to the power factor improvement control signal; Smoothing the rectified input AC voltage to a DC voltage; A process of converting the smoothed DC voltage into an AC voltage is performed.

이하, 본 발명에 따른 직류전원 공급장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the DC power supply and the method according to the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명에 따른 직류전원 공급장치에 대한 구성도로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직류전원 공급장치(300)는 부하의 변화에 따른 입력 전류량을 검출하여 부하의 크기를 판단하는 부하 검출부(310)와; 상기 부하의 크기에 따라, 입력 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하기 위한 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 역류개선 제어부(320)와; 상기 입력 전류량 제어신호 따라, 입력 전원으로 입력전류를 환류시키기 위하여 입력 전원을 단속하는 입력전류 환류부(330)과; 입력전류의 고조파를 저감시키고, 상기 입력 전류량 제어신호에 따라 입력전압을 정류 및 승압하는 필터/정류부(340)와; 상기 역률개선 제어신호에 따라 충전된 에너지를 부하에 공급하는 역률 개선부(350)와; 상기 필터/정류부(340)에서 정류된 교류전압을 직류전압으로 평활하는 평활부(360)와; 상기 평활부(360)의 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터(370)를 포함한다. 3 is a configuration diagram of a DC power supply according to the present invention, as shown in Figure 3, the DC power supply 300 according to the present invention detects the amount of input current according to the load changes the size of the load A load detection unit 310 for determining; A reverse flow improvement controller 320 for generating an input current amount control signal and a power factor improvement control signal for improving the power factor of the input power and boosting the input voltage according to the magnitude of the load; An input current reflux unit 330 for intermitting the input power to return the input current to the input power according to the input current amount control signal; A filter / rectifier 340 which reduces harmonics of the input current and rectifies and boosts the input voltage according to the input current amount control signal; A power factor improving unit 350 for supplying charged energy to the load according to the power factor improving control signal; A smoothing unit 360 which smoothes the AC voltage rectified by the filter / rectifying unit 340 to a DC voltage; Inverter 370 for converting the DC voltage of the smoothing unit 360 to an AC voltage.

상기 부하 검출부(310)는 부하의 변동에 따른 부하의 크기를 판단하기 위하여 입력 전류량을 검출하도록 구현되고 있으나, 직류링크 전류를 검출하여 구현되는 것이 가능하며, 또한 부하의 상전류를 직접적으로 검출하여 구현되는 것도 가능하다.The load detection unit 310 is implemented to detect the amount of input current in order to determine the size of the load according to the variation of the load, but may be implemented by detecting the DC link current, and also by detecting the phase current of the load directly. It is also possible.

여기서, 상기 부하 검출부(310)는 검출된 입력전류량에 대응되는 부하의 크기에 관한 관계를 실험으로 작성한 데이터 테이블을 이용하여 부하의 크기를 검출한다.Here, the load detection unit 310 detects the size of the load by using a data table in which a relationship about the size of the load corresponding to the detected input current is experimentally produced.

상기 역률개선 제어부(320)는 입력 전원의 제로-크로싱을 검출하고, 그 제로-크로싱을 기초로 동기신호를 생성하는 동기신호 생성부(321)와; 부하의 크기에 따라, 입력 전류량을 조절하여 입력 전원의 역률개선 및 입력전압의 승압을 위하여 상기 동기신호에 동기된 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 온/오프 제어부(322)를 포함한다.The power factor improvement control unit 320 detects zero crossing of the input power and generates a synchronization signal based on the zero crossing and a synchronization signal generator 321; According to the size of the load, the on / off control unit 322 for generating an input current amount control signal and a power factor improvement control signal synchronized with the synchronization signal to adjust the input current amount to improve the power factor of the input power and boost the input voltage. do.

상기 온/오프 제어부(322)는 상기 부하 검출부(310)에서 검출된 부하의 크기를 기준부하와 비교하여 기준부하보다 작은 경우에는 상기 입력 전류량 제어신호만을 출력하여 상기 입력전류 환류부(330)의 상기 제1 스위치(S1)을 제어하여 입력전류를 입력전원으로 환류시켜 입력전류량을 조절한다. 그러나, 상기 부하 검출부(310)에서 검출된 부하의 크기가 기준부하보다 큰 경우에는 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 모두 출력하여 상기 입력전류 환류부(330) 및 역률개 선부(350) 동작시킨다. When the size of the load detected by the load detector 310 is smaller than the reference load, the on / off controller 322 outputs only the input current amount control signal to output the input current reflux unit 330. The first switch S1 is controlled to reflux the input current to the input power to adjust the input current amount. However, when the magnitude of the load detected by the load detector 310 is larger than the reference load, the input current amount returning part 330 and the power factor improving part 350 are output by outputting both the input current amount control signal and the power factor improvement control signal. Operate.

또한, 상기 온/오프 제어부(322)는 상기 부하의 크기에 비례하도록 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호의 PWM Duty 비를 결정한다. In addition, the on / off controller 322 determines the PWM Duty ratio of the input current amount control signal and the power factor improvement control signal to be proportional to the magnitude of the load.

상기 입력전류 환류부(330)는 다이오드 정류회로와 제1스위치(S1)로 구성되어 상기 입력 전류량 제어신호에 따라 입력전류를 입력 전원으로 환류시킨다.The input current reflux unit 330 is composed of a diode rectifier circuit and the first switch (S1) to return the input current to the input power according to the input current amount control signal.

상기 필터/정류부(340)는 고조파를 저감시키고, 상기 입력전류 검출부의 제어신호에 따라 입력전압의 평활전압을 승압하는 스몰 리액터(341)와; 입력 교류전압을 정류하는 다이오드 브릿지 회로(342)를 포함한다.The filter / rectifier 340 includes a small reactor 341 for reducing harmonics and boosting a smoothing voltage of an input voltage according to a control signal of the input current detector; And a diode bridge circuit 342 rectifying the input AC voltage.

상기 역률 개선부(350)는 상기 부하 검출부(310)의 역률개선 제어신호에 따라, 교번으로 에너지를 충전 및 방전하여 역률개선신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. The power factor improving unit 350 alternately charges and discharges energy to output the power factor improving signal according to the power factor improving control signal of the load detector 310.

구체적인 실시예에 따른 상기 역률 개선부(350)는 상기 필터/정류부(340)와 상기 평활부(360)사이에 위치하고, 직렬연결된 두 커패시터(Cr1, Cr2)와 상기 두 커패시터의 연결점과 입력 전원의 '-' 단자사이에 연결된 제2 스위치(S2)로 구성된다.According to a specific embodiment of the present invention, the power factor improving unit 350 is positioned between the filter / rectifier 340 and the smoothing unit 360 and connects two capacitors Cr1 and Cr2 connected in series with the connection point of the two capacitors and the input power. It consists of a second switch (S2) connected between the '-' terminal.

여기서, 상기 역률 개선부(350)의 커패시터의 용량은 실험에 의하여 입력 전원의 역률개선을 위한 최적 용량을 갖도록 선택되며, 이러한 최적용량의 선택은 과대용량의 선택에 의한 입력전류의 왜곡이 증가하고 과소용량의 선택에 의한 입력전류의 왜곡 개선이 미비하게 되는 것을 방지한다.Here, the capacitance of the capacitor of the power factor improving unit 350 is selected to have an optimal capacity for improving the power factor of the input power by experiment, and the selection of the optimal capacity increases the distortion of the input current due to the selection of the excess capacity. The improvement of distortion of the input current due to the selection of the small capacity is prevented from being insufficient.

상기 평활부(360)는 상기 필터/정류부(340)의 정류전압을 직류전압으로 평활하며, 상기 인버터(370)는 부하를 구동하기 위하여, 상기 평활부(360)의 직류전압을 교류전압으로 변환한다.The smoother 360 smoothes the rectified voltage of the filter / rectifier 340 to a DC voltage, and the inverter 370 converts the DC voltage of the smoother 360 to an AC voltage to drive a load. do.

도 5은 본 발명에 따른 직류전원 공급방법에 대한 흐름도로써, 도 5에 도시한 바와 같이, 직류전원 공급방법은 부하의 변화에 따른 입력 전류량을 검출하여 부하의 크기를 판단하는 부하 검출과정과(S510); 상기 부하의 크기에 따라, 입력 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하기 위한 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 출력하는 과정(S520, S530, S540)과; 상기 입력 전류량 제어신호 따라, 입력전류의 환류 경로를 형성하여 입력 전원을 단속함으로써 입력 전원으로 입력전류를 환류시키는 과정(S531, S541)과; 입력전류의 고조파를 저감시키고, 상기 입력 전류량 제어신호에 따라 입력전압을 정류 및 승압하는 과정(S532, S542)과; 상기 역률개선 제어신호에 따라 충전된 에너지를 부하에 공급하는 과정(S533)과; 상기 필터/정류 과정에서 정류된 교류전압을 직류전압으로 평활하는 과정(S550)과; 상기 평활 과정의 직류전압을 교류전압으로 변환하는 과정(S560)을 수행한다.5 is a flowchart of a DC power supply method according to the present invention. As shown in FIG. 5, the DC power supply method includes a load detection process of determining an amount of load by detecting an input current amount according to a load change ( S510); Outputting an input current amount control signal and a power factor improvement control signal for improving the power factor of the input power and boosting the input voltage according to the magnitude of the load (S520, S530, S540); Forming a reflux path of the input current according to the input current amount control signal to interrupt the input power to reflux the input current to the input power (S531, S541); Reducing harmonics of an input current and rectifying and boosting an input voltage according to the input current amount control signal (S532, S542); Supplying charged energy to a load according to the power factor improvement control signal (S533); Smoothing the AC voltage rectified in the filter / rectification process to a DC voltage (S550); A process of converting the DC voltage of the smoothing process into an AC voltage is performed (S560).

상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 출력하는 과정(S520, S530, S540)은 입력 전원의 제로-크로싱을 검출하고, 그 제로-크로싱을 기초로 동기신호를 생성하는 동기신호 생성단계와; 부하의 크기에 따라, 입력 전류량을 조절하여 입력 전원의 역률개선 및 입력전압의 승압을 위하여 상기 동기신호에 동기된 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 단계를 수행한다.The step (S520, S530, S540) of outputting the input current amount control signal and the power factor improvement control signal may include: a synchronization signal generation step of detecting zero-crossing of the input power and generating a synchronization signal based on the zero-crossing; The input current amount control signal and the power factor improvement control signal synchronized with the synchronization signal are performed to adjust the input current amount according to the size of the load to improve the power factor of the input power and boost the input voltage.

여기서, 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 단계 는 부하의 크기가 기준부하보다 작은 경우에는 제2 스위치(S2)를 개방하여 역률개선 과정은 비활성화시키고, 상기 입력전류 제어신호에 의해 제1스위치(S1)만을 제어함으로써, 입력전류 환류 단계만을 활성화시키지만, 부하의 크기가 기준부하보다 큰 경우에는 상기 입력 전류량 제어신호 및 역류개선 제어신호에 의하여 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2) 를 모두 제어함으로써, 입력던류 환류 단계 및 역률개선 단계를 모두 활성화시키는 것이 바람직하다.In the generating of the input current amount control signal and the power factor improvement control signal, when the magnitude of the load is smaller than the reference load, the second power switch S2 is opened to deactivate the power factor improvement process, and the input current control signal By controlling only the first switch S1, only the input current reflux step is activated, but when the magnitude of the load is larger than the reference load, the first switch S1 and the second switch by the input current amount control signal and the reverse flow improvement control signal. By controlling all of (S2), it is preferable to activate both the input reflux reflux step and the power factor improvement step.

또한, 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 단계는 상기 부하의 크기에 비례하도록 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호의 PWM Duty 비를 결정한다. The generating of the input current amount control signal and the power factor improvement control signal may include determining a PWM duty ratio of the input current amount control signal and the power factor improvement control signal to be proportional to the magnitude of the load.

상기 역률 개선과정(S533)은 상기 역률개선 제어신호에 따라, 입력 전원의 제로-크로싱에 따라 교번으로 에너지를 충전 및 방전하여 역률개선신호를 출력하는 단계를 수행한다.The power factor improving process (S533) performs a step of outputting a power factor improvement signal by alternately charging and discharging energy according to zero crossing of the input power according to the power factor improvement control signal.

도 4는 본 발명에 따른 직류전원 공급장치의 입력전류 파형도이며, 도 2(a),(b)는 종래 기술에 따른 직류전원 공급장치의 입력전류 파형도이다.Figure 4 is a waveform diagram of the input current of the DC power supply according to the present invention, Figure 2 (a), (b) is a waveform diagram of the input current of the DC power supply according to the prior art.

도 2(b)에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 스몰 리액터(small reactor)를 사용하여 직류전원을 공급하는 경우, 입력전류의 파형은 선 전압의 정형 파형을 좇아 가지 못할 정도로 왜곡이 심하지만, 본 발명에 따른 스몰 리액터(small reactor)를 사용한 직류전원 공급장치의 입력전류 파형은 상대적으로 종래기술에 의한 입력전류의 파형(도 2(b))에 비하여 왜곡이 적고 선 전압의 정형 파형으로 정형되어 있다.As shown in FIG. 2 (b), when supplying a DC power supply using a small reactor according to the prior art, the waveform of the input current is severely distorted so as not to follow the fixed waveform of the line voltage. The input current waveform of the DC power supply using the small reactor according to the present invention has a relatively low distortion and a fixed waveform of the line voltage as compared with the waveform of the input current according to the related art (Fig. 2 (b)). It is stereotyped.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 부하의 변동에 따른 입력전류량 및 부하에 공급되는 에너지를 제어함으로써, 입력 전원의 역률을 개선함과 동시에 스몰 리액터(small reactor)의 사용이 가능하여 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention controls the input current amount according to the load variation and the energy supplied to the load, thereby improving the power factor of the input power and using a small reactor, thereby reducing the manufacturing cost. There is a saving effect.

Claims (10)

입력 전류량을 검출하여 부하의 크기를 판단하는 부하 검출부와; A load detector for detecting an amount of input current to determine a magnitude of a load; 상기 부하의 크기에 따라, 입력 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하기 위한 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 생성하는 역률개선 제어부와; A power factor improvement controller for generating an input current amount control signal and a power factor improvement control signal for improving the power factor of the input power and boosting the input voltage according to the magnitude of the load; 상기 입력 전류량 제어신호 따라, 입력 전원으로 전류를 환류시키기 위하여 입력 전원을 단속하는 입력전류 환류부와; An input current reflux unit which intercepts the input power to return the current to the input power according to the input current amount control signal; 입력전류의 고조파를 저감시키고, 입력 교류전압을 정류 및 승압하는 필터/정류부와; A filter / rectifier for reducing harmonics of the input current and rectifying and boosting the input AC voltage; 상기 역률개선 제어신호에 따라 충전된 에너지를 부하에 공급하는 역률 개선부와; A power factor improving unit for supplying charged energy to the load according to the power factor improvement control signal; 상기 정류된 입력 교류전압을 직류전압으로 평활하는 평활부와; A smoothing unit smoothing the rectified input AC voltage to a DC voltage; 상기 평활된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급장치.And an inverter for converting the smoothed DC voltage into an AC voltage. 제1항에 있어서, 상기 역률개선 제어부는,According to claim 1, wherein the power factor improvement control unit, 입력 전원의 제로-크로싱을 검출하고, 그 제로-크로싱을 기초로 동기신호를 생성하는 동기신호 생성부와;A synchronization signal generator for detecting zero-crossing of the input power supply and generating a synchronization signal based on the zero-crossing; 부하의 크기에 따라, 상기 동기신호에 동기된 입력 전류량 제어신호 및 역률 개선 제어신호를 출력하는 온/오프 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 전원 공급장치.And an on / off control unit for outputting an input current amount control signal synchronized with the synchronization signal and a power factor improvement control signal according to the magnitude of the load. 제2항에 있어서, 상기 온/오프 제어부는, The method of claim 2, wherein the on / off control unit, 상기 부하의 크기에 비례하여 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호의 PWM Duty 비를 결정하는 것을 특징으로 하는 직류 전원 공급장치.And a PWM duty ratio of the input current amount control signal and the power factor improvement control signal in proportion to the magnitude of the load. 제1항에 있어서, 상기 필터/정류부는,The method of claim 1, wherein the filter / rectifier, 고조파를 저감시킴과 아울러, 평활된 입력 교류전압을 승압하는 스몰 리액터와;A small reactor for reducing harmonics and boosting a smoothed input AC voltage; 입력 교류전압을 정류하는 다이오드 브릿지 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 전원 공급장치.DC power supply comprising a diode bridge circuit for rectifying the input AC voltage. 제1항에 있어서, 상기 역률 개선부는,The power factor correction unit of claim 1, 상기 역률개선 제어신호에 따라, 교번으로 에너지를 충전 및 방전하여 역률을 개선하는 것을 특징으로 하는 직류 전원 공급장치.DC power supply, characterized in that to improve the power factor by alternately charging and discharging energy in accordance with the power factor improvement control signal. 입력 전류량을 검출하여 부하의 크기를 판단하는 부하 검출과정과; A load detection step of determining an amount of load by detecting an input current amount; 상기 부하의 크기에 따라, 입력 전원의 역률을 개선하고 입력전압을 승압하기 위한 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 출력하는 과정과; Outputting an input current amount control signal and a power factor improvement control signal for improving the power factor of the input power and boosting the input voltage according to the magnitude of the load; 상기 입력 전류량 제어신호 따라, 입력전류의 환류 경로를 형성하여 입력 전 원을 단속함으로써 입력 전원으로 입력전류를 환류시키는 과정과; Reflowing an input current to an input power source by forming a reflux path of the input current according to the input current amount control signal to interrupt the input power; 입력전류의 고조파를 저감시키고, 입력 교류전압을 정류 및 승압하는 과정과; Reducing harmonics of the input current and rectifying and boosting the input AC voltage; 상기 역률개선 제어신호에 따라 충전된 에너지를 부하에 공급하는 과정과; Supplying charged energy to a load according to the power factor improvement control signal; 상기 정류된 입력 교류전압을 직류전압으로 평활하는 과정과; Smoothing the rectified input AC voltage to a DC voltage; 상기 평활된 직류전압을 교류전압으로 변환하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 직류전원 공급방법.DC power supply method characterized in that for performing the process of converting the smoothed DC voltage into an AC voltage. 삭제delete 제6항에 있어서, 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호를 출력하는 과정은,The process of claim 6, wherein the outputting of the input current amount control signal and the power factor improvement control signal include: 상기 부하의 크기에 비례하여 상기 입력 전류량 제어신호 및 역률개선 제어신호의 PWM Duty 비를 결정하는 것을 특징으로 하는 직류 전원 공급방법.And determining a PWM duty ratio of the input current amount control signal and the power factor improvement control signal in proportion to the magnitude of the load. 삭제delete 제6항에 있어서, 상기 에너지를 부하에 공급하는 과정은,The method of claim 6, wherein the supplying of energy to the load comprises: 상기 역률개선 제어신호에 따라, 교번으로 에너지를 충전 및 방전하여 역률을 개선하는 것을 특징으로 하는 직류 전원 공급방법.DC power supply method characterized in that to improve the power factor by alternately charging and discharging energy in accordance with the power factor improvement control signal.
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