KR100875530B1 - Transformerless power conversion device using chopper - Google Patents

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김성조
백석민
황용하
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국제통신공업 주식회사
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Abstract

A transformerless power current using a chopper technology using a chopper technology is provided to reduce an installation area and weight by not requiring an input and output transformer. Rectifiers(51) reduce a harmonic content flowing reversely to the input side through the pulse width modulation(PWM) regardless of the voltage of the commercial AC source and extract the alternating current waveform and phase. Bidirectional convertors(52) are connected to the rectifier and convert into the direct current boost voltage or drop voltage according to the voltage of the AC power supply and charge the battery or output the normal load. DC link parts(53) are connected to the battery and control the charge/discharge voltage and current of the battery. Neutral point adjusting units(54) extract an absolute value of the current by applying the unbalanced load to make the neutral point maintain a constant level with regard to the neutral point movement phenomenon generated without an insulation transformer of an output circuit. Inverter units(55) divide the pulse within the half period of the output waveform into a plurality of pulses in order to stabilize the power of a variable load and control an output voltage at high speedy by removing or reducing the harmonic. Bypass circuit units(61) connect a total of three pairs of silicon control rectifiers in series to each RST line and in parallel to a peak output of the commercial AC power and output the load power by removing an over current and the harmonic of the commercial AC power. One pair is composed of two silicon control rectifiers.

Description

초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치{TRANSFORMERLESS POWER CONVERSION DEVICE USING CHOPPER}Transformerless power converter using chopper technology {TRANSFORMERLESS POWER CONVERSION DEVICE USING CHOPPER}

본 발명은 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스(Transformerless) 전력 변환장치에 관한 것으로서, 특히 상용 교류전원의 전압(208V, 380V, 440V, 480V)에 관계없이 펄스폭변조(PWM)를 통해 입력 측으로 역류되는 고조파 함유량을 감소시켜 상기 교류 전류 파형 및 위상을 축출하고, 상기 교류전원의 전압에 따라 직류 강압 전압으로 변환하거나 직류 승압 전압으로 변환시켜 배터리에 충전 또는 정상 부하 출력을 하며, 상기 배터리를 연결하고, 상기 배터리의 충전/방전 전압 및 전류를 제어하고, 출력 회로의 절연 변압기가 없어 발생할 수 있는 중성점 이동 현상에 대하여 상기 중성점이 상시 일정 레벨을 유지할 수 있게 불평형 부하를 인가하여 전류의 절대 값을 추출하고, 고조파의 제거 또는 저감하여 출력 전압의 고속 제어 및 변동 부하의 전원을 안정화하기 위해 출력 파형의 반주기 내의 펄스를 복수개로 분할하여 각각의 펄스폭을 제어 및 실리콘 제어 정류회로(SCR)를 2개씩 1쌍으로 하여 총 3쌍을 각 라인(=RST선)에 직렬 연결하여 상기 상용 교류전원과 상기 인버터부의 출력 정점에 병렬 연결하고, 상기 상용 교류전원의 과전류 및 고주파를 제거하여 부하 전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transformerless power converter using chopper technology, and in particular, harmonics flowing back to the input side through pulse width modulation (PWM) regardless of voltages of commercial AC power (208V, 380V, 440V, 480V). Reduce the content to extract the AC current waveform and phase, convert to DC step-down voltage or DC step-up voltage according to the voltage of the AC power source to charge or output the normal load to the battery, connect the battery, and It controls the charge / discharge voltage and current of the battery, extracts the absolute value of the current by applying an unbalanced load so that the neutral point is always at a constant level against the neutral point shift phenomenon that may occur due to the absence of an isolation transformer of the output circuit, To eliminate or reduce harmonics to ensure fast control of the output voltage and stabilize the power supply of variable loads The pulses in the half cycle of the output waveform are divided into plural, and each pulse width is controlled by two pairs of control and silicon controlled rectifier circuits (SCRs), and a total of three pairs are connected in series to each line (= RST line). The present invention relates to a transformerless power converter using a chopper technology, which is connected in parallel to a power supply and an output peak of the inverter unit, and outputs load power by removing overcurrent and high frequency of the commercial AC power.

일반적으로 중대형 정보처리장치의 경우에는 정전사태와 같은 전원공급의 중단시, 전력 변환장치의 전원이 공급되도록 함으로써 정전과 같은 비상시에 작업중인 데이터가 유실되는 문제를 대비하고 있다.In general, in the case of medium and large information processing devices, when the power supply is interrupted, such as a power failure, the power converter is supplied with power to prepare for a problem in which data is lost during an emergency such as a power failure.

이를 위하여, 대형 컴퓨터와 같이 중요한 작업을 하는 컴퓨터 시스템에서는 전력 변환장치를 설치하여 전력회사로부터의 전원이 공급 중단되는 경우가 발생되어도 컴퓨터에는 계속 전원이 공급될 수 있도록 하고 있다.To this end, in a computer system that performs important tasks such as a large computer, a power converter is installed so that the computer can continue to be supplied with power even when the power supply from the power company is interrupted.

한편, 개인용 컴퓨터(PC)에서도 작업 도중 정전으로 인한 불의의 사고에 대처하기 위한 전력 변환장치의 필요성은 동일하지만, 기존의 전력 변환장치는 가격이 비싸고 부피가 커서 별도의 설치 공간이 필요하여 쉽게 사용되지 못하고 있는 실정이다. 하지만, 최근에는 개인용 컴퓨터 등의 급속한 보급으로 인하여 사무실 및 가정에서도 상기한 전력 변환장치의 필요성 및 그 활용도가 높아지고 있는 실정이다.On the other hand, even in a personal computer (PC), the need for a power converter to cope with unforeseen accidents due to power outages during work is the same, but the existing power converter is expensive and bulky, requiring a separate installation space for easy use This is not true. However, in recent years, due to the rapid spread of personal computers, the necessity and utilization of the above-described power converter in offices and homes is increasing.

또한, AVR(Automatic Voltage Regulator)은 입력 전압의 변동에 의해 생기는 불규칙한 전압을 일정하게 출력하는 장치로서, 주로 상기한 전력 변환장치와 함께 사용되어 정전보상기능과 전압조정기능 등을 동시에 활용하게 되므로, 최근에는 이러한 전력 변환장치와 AVR의 기능을 함께 갖는 다양한 제품들이 개발되고 있다.In addition, the AVR (Automatic Voltage Regulator) is a device for constantly outputting an irregular voltage caused by the change in the input voltage, mainly used in conjunction with the above-described power conversion device to utilize the power failure compensation function and voltage adjustment function, Recently, various products having the functions of the power converter and the AVR have been developed.

도 1과 도 2는 종래기술에 의한 전력 변환장치 또는 UPS/AVR 복합전원장치의 블록도이다.1 and 2 is a block diagram of a power converter or a UPS / AVR combined power supply according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 전력 변환장치 또는 UPS/AVR 복합전원장치는, 상용교류전원을 직류로 변환하는 A/D컨버터(4)와, 상기 직류전원을 교류전력으로 변환하여 부하에 공급하는 D/A인버터(7)와, 상기 상용전원을 직류로 변환하여 배터리(BATT)를 충전시키는 충전기(5)와, 정전압을 유지하기 위한 DC-DC컨버터(6)와, 상기 D/A인버터(7)의 이상시 또는 과부하시에 대비하여 상용교류전원 또는 D/A인버터(7)의 교류전원을 출력교류전원으로 하여 선택적으로 외부 시스템으로 인가하는 동기절체 스위치부(8) 및 입력전원을 감시하여 상기 동기절체 스위치부(8)의 동작을 제어하는 CPU(1)으로 구성된다. 도면에서 미설명부호 2는 배터리(BATT)의 충전상태와 전원공급상태 등을 표시하기 위한 전면 패널, 3 및 9는 노이즈 필터, 그리고 D는 다이오드이다.As shown in FIG. 1, the conventional power converter or UPS / AVR composite power supply device includes an A / D converter 4 for converting a commercial AC power into a DC, and converts the DC power into AC power. A D / A inverter (7) for supplying a load, a charger (5) for converting the commercial power into direct current to charge a battery (BATT), a DC-DC converter (6) for maintaining a constant voltage, and the D Synchronous switching unit 8 for selectively applying to the external system by using AC power of commercial AC power or D / A inverter 7 as output AC power in case of abnormality or overload of A / A inverter 7 and And a CPU 1 that monitors the input power and controls the operation of the synchronous transfer switch section 8. In the drawing, reference numeral 2 denotes a front panel for indicating a charging state and a power supply state of the battery Batt, 3 and 9 are noise filters, and D is a diode.

이하, 상기와 같은 종래 전력 변환장치 또는 UPS/AVR 복합전원장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the conventional power converter or UPS / AVR combined power supply will be described.

먼저, 입력단자를 거쳐 입력된 상용교류전원은 정상동작시에 A/D컨버터(4)에서 직류전원으로 변환되고, 이는 충전기(5)에 구비된 다수의 배터리(BATT)를 충전한다. 또한, 상기 A/D컨버터(4)의 직류전원은 다시 D/A인버터(7)에서 교류전원으로 변환되어 동기절체 스위치부(8) 및 복수의 출력단자를 통해 외부의 시스템에 인가된다. 이때, DC-DC컨버터(6)는 단계적으로 저전압과 과전압을 조정하여 입력 전압의 변동에 의해 생기는 불규칙한 전압을 일정하게 하여 출력한다.First, the commercial AC power input via the input terminal is converted from the A / D converter 4 to the DC power in normal operation, which charges a plurality of batteries BATT included in the charger 5. In addition, the DC power of the A / D converter 4 is converted into the AC power in the D / A inverter 7 and applied to the external system through the synchronous transfer switch unit 8 and the plurality of output terminals. At this time, the DC-DC converter 6 adjusts the low voltage and the overvoltage step by step to uniformly output the irregular voltage caused by the change of the input voltage.

상기와 같은 상태에서 상용교류전원이 정전되면 상기 소정의 전압을 충전한 배터리(BATT)의 직류전원이 DC-DC컨버터(6) 및 다이오드(D)를 거친 후, D/A인버 터(7)에서 교류전원으로 변환되고, 동기절체 스위치부(8)를 통해 외부의 시스템으로 인가됨으로써, 그 외부의 시스템은 정전에도 불구하고 안정된 동작을 할 수 있게 된다.In the above state, when commercial AC power is interrupted, the DC power of the battery BAT charged with the predetermined voltage passes through the DC-DC converter 6 and the diode D, and then the D / A inverter 7 By converting into an AC power source and applied to an external system through the synchronous transfer switch unit 8, the external system can operate stably despite a power failure.

이와 같은 동작중에 다시 상용 교류전원이 인가되면, 충전기(5)는 다시 배터리(BATT)를 충전하게 된다.If the commercial AC power is applied again during this operation, the charger 5 again charges the battery BATT.

또한, 상기 D/A인버터(7)에 이상이 발생한 경우에는 CPU(1)에서 이를 감지하여 동기절체 스위치부(8)의 절체 동작에 의해 상용 교류전원을 직접 외부의 시스템에 바이패스(bypass)시켜 인가하게 되며, 이때는 전면 패널(2)에 축전지상태를 보아 사용자가 이상이 발생함을 인식할 수 있다.In addition, when an abnormality occurs in the D / A inverter 7, the CPU 1 detects this and bypasses the commercial AC power directly to an external system by switching operation of the synchronous transfer switch unit 8. In this case, the user may recognize that an abnormality occurs by looking at the battery state on the front panel 2.

상기한 구성을 갖는 종래기술에 의하면, 컴퓨터 한대의 시스템에서도 컴퓨터 본체와 모니터, 프린터, 디지타이저, 허브, 플로터, 외장형 모뎀 등이 있는데, 이중에는 정전시에 전원 보상을 필요로 하는 것과 필요로 하지 않는 것이 있는 한편, 전원이 불규칙한 것에는 약한 장비가 있기 때문에 전력 변환장치 또는 UPS와 AVR 기능이 함께 사용함으로써, 전력 변환장치 또는 UPS와 AVR을 따로 구입하지 않아 비싼 비용을 치르지 않아도 되는 장점이 있다.According to the prior art having the above-described configuration, there is a computer main body, a monitor, a printer, a digitizer, a hub, a plotter, an external modem, and the like even in one computer system. On the other hand, there is a weak equipment in the irregular power supply, because the power converter or UPS and AVR function is used together, there is an advantage that does not have to pay a high cost because you do not purchase a power converter or UPS and AVR separately.

그러나, 종래의 무정전 전원장치에서는, 상용라인 측면에서 보면 무정전 전원장치로 말미암아 상용라인의 효율저하, 고조파 노이즈 발생, 역률왜곡등 도리어 전원라인의 신뢰성을 떨어뜨리는 일이 많이 발생하고 있다. 특히 최근 발생하는 용량성 부하 증가로 말미암아 고조파 전류로 인한 발전소에 장애가 나타나고 있으며, 피크 전력의 문제가 심각해져 무정전 전원장치 자체로 말미암은 문제에 대한 대책 이 매우 필요한 상황이다.However, in the conventional uninterruptible power supply device, the uninterruptible power supply device causes a lot of deterioration in the reliability of the power supply line, such as deterioration of efficiency of the commercial line, generation of harmonic noise, and power factor distortion. In particular, the recent increase in capacitive load is causing the power plant to fail due to harmonic currents, and the problem of peak power is so severe that there is a need for countermeasures caused by the uninterruptible power supply itself.

또한, 부하측면에서 보면, 비선형 부하시 무정전 전원장치의 출력왜율로 말미암아 인접기기에 나쁜 영향을 주어 고품질의 사용전원 공급을 방해하는 면이 있어 이를 근본적으로 개선할 필요성이 증대하고 있다.In addition, from the load side, the output distortion of the uninterruptible power supply device in a non-linear load adversely affects the neighboring devices, thereby hindering the supply of high-quality used power, which necessitates the need for fundamental improvement.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 출력 전압의 단전을 방지하고 전기적인 외부 환경에 강한 전력 변환장치가 개시되었는데, 이하 도 2를 참조하여 기존의 또 다른 전력 변환장치 장치를 설명한다. In order to solve this problem, a power converter has been disclosed that prevents the output voltage from disconnecting and is strong in an electrical external environment. Hereinafter, another conventional power converter device will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 전력 변환장치 또는 UPS/AVR 복합전원장치는, 입력스위치(511)를 통해 입력된 입력전원을 1차 코일을 통해서 부하측으로 출력하되, 입력에 대해 출력을 제어하여 부하측으로 출력하는 제1트랜스포머(513)와, 상기 제1트랜스포머(513)의 2차측 코일의 전압/전류를 제어하여 상기 제1트랜스포머(513)의 입력에 대한 부하측 출력을 제어하기 위한 필터회로(514)와, 상기 필터회로(514)의 전압 및 전류를 제어하기 위한 제1 인버터(515)와, 무정전 전원을 공급하기 위한 배터리(516)와, 정전시 상기 배터리(516) 전원을 교류전원으로 변환시켜 부하측에 출력하거나, 정상시에 부하측으로부터 상기 입력전원을 입력받아 직류전원으로 변환하여 상기 배터리(516)에 충전시키기 위한 제2 인버터(517)와, 상기 제2 인버터(517)와 상기 제1 트랜스포머(513)의 출력 부하측 사이에 연결되어 정상전원시 부하측 출력전원을 상기 제2 인버터(517) 측으로, 정전시 상기 제2 인버터(517)의 출력을 상기 부하측 전원으로 출력하는 제2 트랜스포머(518)와, 상기 입력스위치(511) 후단에서 입력전압(Vi)과 입력전류(iS)를, 상기 부하측 연결 단에서 출력전압(VO)과 출력전류(iP)를, 상기 배터리(516)에서 직류전압(Vd)을 각각 검출하되, CT 및 PT를 이용해 검출된 신호를 저항회로에 의해 지연시간 없이 고속으로 검출하기 위한 고속 검출부(80)와, 상기 고속검출부(80)에 의해 검출되는 입/출력 전압 및 전류와 직류 전압을 입력받고, 키입력에 의해 각종 기능을 설정하여 무정전 제어와 자동전압제어(AVR)기능 및 각종 감시 및 표시와 보호 기능등을 제어하기 위한 마이크로프로세서(90)와, 상기 마이크로프로세서(90)의 PWM제어신호에 의거하여 상기 제1 인버터(515)와 상기 제2 인버터(517)의 PWM제어를 신호를 출력하는 게이트 드라이버(70)와, 각종 기능설정 및 모니터링 제어와 설정치 제어등을 위해 운전자가 조작할 수 있도록 하는 키패드(100)와, 각종 상태 표시와 아울러 기능 설정시의 메뉴표시와 설정치 표시등을 위한 LCD(110)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, the power converter or UPS / AVR combined power supply according to the related art outputs the input power input through the input switch 511 to the load side through the primary coil, but outputs the input. To control the load-side output to the input of the first transformer 513 by controlling the voltage and current of the first transformer 513 and the output of the first transformer 513 and the secondary coil of the first transformer 513 A filter circuit 514, a first inverter 515 for controlling the voltage and current of the filter circuit 514, a battery 516 for supplying uninterruptible power, and a power source for the battery 516 in case of power failure A second inverter 517 and the second inverter 517 for charging the battery 516 by converting it into an AC power and outputting it to the load side or receiving the input power from the load side in a normal state and converting it into a DC power source; And the first site A second transformer connected between the output load side of the transformer 513 and outputting the load side output power at the normal power to the second inverter 517 and outputting the output of the second inverter 517 to the load side power at the time of power failure; 518, an input voltage Vi and an input current iS at the rear end of the input switch 511, an output voltage VO and an output current iP at the load side connection terminal, and a direct current from the battery 516. Input and output detected by the high-speed detector 80 and the high-speed detector 80 for detecting the voltage (Vd), respectively, at high speed without a delay time by the resistor circuit to detect the signal detected using CT and PT A microprocessor 90 for receiving voltage, current and DC voltage, and setting various functions by key input to control uninterruptible control, automatic voltage control (AVR) function, and various monitoring, display and protection functions, and the like. PWM control of the microprocessor 90 The gate driver 70 outputs a signal for the PWM control of the first inverter 515 and the second inverter 517 based on the call, and the driver can operate the controller for various function setting, monitoring control, and setting value control. It comprises a keypad 100 to enable, and the LCD 110 for displaying the menu and set value indicator when setting the function as well as various status display.

하지만, 상기한 구성을 갖는 복합전원장치에서는, 상기 입력스위치(511)와 부하선에 1개의 SCR(512)을 사이에 연결하여 과전류를 제어하였다.However, in the composite power supply having the above-described configuration, the overcurrent is controlled by connecting one SCR 512 to the input switch 511 and the load line.

이에 따라서, 상기 SCR(512)이 단선 및 기능 불능으로 인해 전력 변환장치에 과전류 및 이상 발생을 제어하지 못하는 단점이 있었으며 정상시에도 전력 변환장치에 흐르는 과전류를 검출할 수 없는 단점이 있었다.Accordingly, the SCR 512 has a disadvantage in that it is impossible to control overcurrent and abnormality generation in the power converter due to disconnection and inability, and it is impossible to detect the overcurrent flowing in the power converter even in normal operation.

상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리에 충진시 양방향 컨버터부가 강압초퍼로 동작하며 배터리에 적합한 정전압으로 변환하여 충진을 하고, 입력 정전시 배터리가 방전할 때는 원래의 정류전압과 동일한 크기로 승압하기 위해 승압초퍼로 동작하여 인버터에 직류전압을 공급하는 스위칭 전력 변환기술로 직류전력의 크기를 변환하는 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems of the prior art is to operate as a step-down chopper when charging the battery and to convert to a constant voltage suitable for the battery to charge, the original rectified voltage when the battery discharges during input power failure To provide a transformerless power converter using a chopper technology to convert the magnitude of the DC power to a switching power conversion technology for supplying a DC voltage to the inverter by operating as a boost chopper to boost to the same size.

본 발명에 의한 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치는,Transformerless power converter using the chopper technology according to the present invention,

상용 교류전원의 전압(208V, 380V, 440V, 480V)에 관계없이 펄스폭변조(PWM)를 통해 입력 측으로 역류되는 고조파 함유량을 감소시켜 교류 전류 파형 및 위상을 축출하는 정류부와;A rectifying unit for reducing the harmonic content flowing back to the input side through pulse width modulation (PWM) regardless of the voltages (208V, 380V, 440V, 480V) of the commercial AC power source to extract the AC current waveform and phase;

상기 정류부에 연결하여 상기 교류전원의 전압에 따라 직류 승압 전압으로 변환하거나 직류 강압 전압으로 변환시켜 배터리에 충전 또는 정상 부하 출력을 하는 양방향 컨버터부와;A bidirectional converter connected to the rectifier to convert a DC boosted voltage or a DC boosted voltage according to the voltage of the AC power source to charge or output a normal load to a battery;

상기 배터리를 연결하고, 상기 배터리의 충전/방전 전압 및 전류를 제어하는 디씨 링크부와;A DC link unit connecting the battery and controlling the charge / discharge voltage and current of the battery;

출력 회로의 절연 변압기가 없어 발생할 수 있는 중성점 이동 현상에 대하여 상기 중성점이 상시 일정 레벨을 유지 할 수 있게 불평형 부하를 인가하여 전류의 절대 값을 추출하는 중성점 조정부와;A neutral point adjuster for extracting an absolute value of current by applying an unbalanced load to maintain the neutral point at a constant level with respect to the neutral point shift phenomenon which may occur due to the absence of an isolation transformer of an output circuit;

고조파의 제거 또는 저감하여 출력 전압의 고속 제어 및 변동 부하의 전원을 안정화하기 위해 출력 파형의 반주기 내의 펄스를 복수개로 분할하여 각각의 펄스폭을 제어하는 인버터부; 및An inverter unit for controlling each pulse width by dividing a plurality of pulses in a half period of an output waveform to control high speed of the output voltage and stabilize the power of the variable load by removing or reducing harmonics; And

실리콘 제어 정류회로(SCR)를 2개씩 1쌍으로 하여 총 3쌍을 각 라인(=RST선)에 직렬 연결하여 상기 상용 교류전원과 상기 인버터부의 출력 정점에 병렬 연결하고, 상기 상용 교류전원의 과전류 및 고주파를 제거하여 부하 전원을 출력하는 바이패스 회로부;로 하는 것을 특징으로 한다.A total of three pairs are connected in series with each line (= RST line) by making a pair of two silicon controlled rectifier circuits (SCRs) in parallel to the commercial AC power supply and the output peak of the inverter unit, and the overcurrent of the commercial AC power supply. And a bypass circuit unit outputting a load power by removing high frequency.

상기 정류부는, 2개의 아이지비티(IGBT)를 1쌍의 아이지비티(IGBT)로 하여 총 3쌍의 아이지비티(IGBT)를 병렬 연결하고, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결한 일단 정점과 타단 정점을 각각 상기 1쌍의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 중성선(=N)을 연결한 것을 특징으로 한다.The rectifier is connected to a total of three pairs of IGBTs in parallel by using two IGBTs as a pair of IGBTs, and each of the top and the other ends of the reactor and the capacitor connected one by one. Each of the pair of IGBT (IGBT) is characterized in that connecting the peak and the neutral (= N).

상기 양방향 컨버터부는, 2개의 아이지비티(IGBT)를 상기 정류부에 병렬로 연결하고, 상기 2개의 아이지비티(IGBT) 중, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결하여 어느 1개의 아이지비티(IGBT)에 일단 정점과 중성선(=N)에 타단 정점을 연결하므로서, 강압 초퍼 또는 승압 초퍼하는 것을 특징으로 한다.The bidirectional converter unit connects two IGBTs in parallel to the rectifying unit, and connects one reactor and one capacitor to each of the two IGBTs to one IGBT once. It is characterized in that the stepped chopper or the stepped up chopper by connecting the other end to the peak and the neutral line (= N).

상기 디씨 링크부는, 2개의 커패시터를 1쌍으로 하여 총 2쌍의 커패시터를 병렬 연결하고, 상기 양방향 컨버터부와 상기 2쌍의 커패시터에 동시 병렬 연결하여 배터리로 직류 충전 입력하거나 또는 상기 배터리에서 직류 안정화 출력을 하는 것을 특징으로 한다.The DC link unit connects a total of two pairs of capacitors in parallel using two capacitors as a pair, and simultaneously connects the two capacitors in parallel to the bidirectional converter unit and the two pairs of capacitors to input DC charge with a battery or stabilize the DC in the battery. Characterized in that the output.

상기 중성점 조정부는, 2개의 아이지비티(IGBT)를 상기 디씨 링크부에 병렬 연결하고, 상기 2개의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 중성선(=N)을 1개의 리액터로 연결한 것을 특징으로 한다.The neutral point adjusting unit may connect two IGBTs in parallel to the DC link unit, and connect the vertex and the neutral line (= N) between the two IGBTs with one reactor.

상기 일정 레벨을 유지는, 리액터의 전류를 검출하여 +,- 전류의 절대 값을 비교하여 펄스 폭을 조정하여 항상 중성점이 중심 정점이 되게 하는 것을 특징으로 한다.Maintaining the constant level, the current of the reactor is detected by comparing the absolute value of the +,-current characterized in that the pulse width is adjusted so that the neutral point is always the center peak.

상기 인버터부는, 2개의 아이지비티(IGBT)를 1쌍의 아이지비티(IGBT)으로 하여 총 3쌍의 아이지비티(IGBT)를 상기 중성점 조정부에 병렬 연결하고, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결한 일단 정점과 타단 정점을 각각 상기 1쌍의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 중성선(=N)을 연결한 것을 특징으로 한다.The inverter unit connects a total of three pairs of IGBTs in parallel to the neutral point adjusting unit using two IGBTs as a pair of IGBTs, and connects one reactor and one capacitor to each other. The vertex and the other end vertex are characterized in that a vertex and a neutral line (= N) are connected between the pair of IGBTs, respectively.

상기한 과제 해결 수단을 구비하는 본 발명은, 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치로서, 전력 변환장치의 입, 출력 변압기가 필요치 않아 설치면적 및 중량을 획기적으로 줄이고 효율을 크게 향상시켜 전력비 절감, 원가절감, 고조파 절감시키는 이점이 있다.The present invention having the above-mentioned means for solving the problems is a transformerless power converter using chopper technology, which does not require an input and output transformer of the power converter, significantly reducing the installation area and weight, greatly improving efficiency, and reducing power costs, Cost reduction, harmonics reduction has the advantage.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 실시예를 보인 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치 구성도이고, 도 4는 도 1의 마이크로 프로세서의 내부 기능 블록도이 고, 도 5는 본 발명에 의한 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치의 무정전 전원 공급 시스템의 간략 회로도이고, 도 6은 본 발명에 의한 전력 변환장치의 키패드 및 LCD의 콘트롤판넬 예시도이다.3 is a block diagram of a transformerless power converter using a chopper technology according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an internal functional block diagram of the microprocessor of FIG. 1, and FIG. 6 is a simplified circuit diagram of an uninterruptible power supply system of a transformerless power converter, and FIG. 6 is an exemplary view of a keypad and an LCD control panel of the power converter according to the present invention.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치는, 정류부(51,251), 양방향 컨버터부(52,252), 디씨 링크부(53,253), 중성점 조정부(54,254), 인버터부(55,255), 바이패스 회로부(61,261), 게이트 드라이브(91), 펄스폭변조(PWM) 발생부(92), 마이크로 프로세서(93), 입/출력 제어부(94), 키패드(96), LCD(95), 고속 검출부(97) 온도 센서 및 경보기로 3상 라인을 구성한다. 상기 정류부(51,251)의 입력 라인과 별개 라인으로 형성하기 위해 바이패스 회로부(61,261)를 실리콘 제어 정류회로(SCR)를 2개씩 1쌍으로 하여 총 3쌍을 각 라인(=RST선)에 직렬 연결하여 상기 상용 교류전원과 상기 인버터부의 출력 정점에 병렬 연결하고, 상기 상용 교류전원의 과전류 및 고주파를 제거하여 부하 전원을 형성 출력한다. 즉, 3상(R,S,T)를 통해 정상 전원이 부하 측으로 출력되며, 3상(R,S,T) 라인을 2곳으로 형성하고, 상기 2곳을 병렬 연결하여 1곳은 바이패스 라인을, 다른 1곳은 충전하며 정상 부하 출력을 한다. 상기 정류부(51,251), 상기 중성점 조정부(54,254) 및 상기 인버터부(55,255)에 연결된 각 소자인 커패시터 또는 리액터의 일 정점을 접지한 중성선(=N,도 5 참조)을 형성하여 변압기기 없이 중성점을 유지할 수 있게 한다.3 to 6, the transformerless power converter using the chopper technology according to the present invention, the rectifier (51, 251), the bi-directional converter (52, 252), the DC link (53, 253), the neutral point adjuster (54, 254) , Inverter unit 55, 255, bypass circuit unit 61, 261, gate drive 91, pulse width modulation (PWM) generator 92, microprocessor 93, input / output controller 94, keypad 96 , LCD 95, high-speed detection unit 97 constitutes a three-phase line with a temperature sensor and an alarm. In order to form a separate line from the input lines of the rectifiers 51 and 251, a total of three pairs are connected in series to each line (= RST line) by using two pairs of silicon-controlled rectifier circuits (SCRs). By connecting in parallel to the output peak of the commercial AC power supply and the inverter unit, the over-current and high frequency of the commercial AC power supply is removed to form a load power supply. That is, the normal power is output to the load side through the three phases (R, S, T), and the three phase (R, S, T) lines are formed in two places, and the two places are connected in parallel to bypass one place. The line is charged, the other one at normal load output. Neutral points without transformers are formed by forming a neutral line (= N, see FIG. 5) grounded at one point of a capacitor or a reactor, which is each element connected to the rectifiers 51 and 251, the neutral point adjuster 54 and 254, and the inverter units 55 and 255. To maintain.

여기서, 상기 정류부(51,251)는, 상용 교류전원의 전압(208V, 380V, 440V, 480V)에 관계없이 펄스폭변조(PWM)를 통해 입력 측으로 역류되는 고조파 함유량을 감소시켜 상기 교류 전류 파형 및 위상을 축출한다.Here, the rectifiers 51 and 251 reduce the harmonic content flowing back to the input side through the pulse width modulation PWM regardless of voltages 208 V, 380 V, 440 V, and 480 V of a commercial AC power source to adjust the AC current waveform and phase. Eject.

여기서, 상기 정류부(51,251)는, 2개의 아이지비티(IGBT)를 1쌍의 아이지비티(IGBT)로 하여 총 3쌍의 아이지비티(IGBT)를 병렬 연결하고, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결한 일단 정점과 타단 정점을 각각 상기 1쌍의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 중성선(=N)을 연결한다. 이때, 상기 리액터와 상기 커패시터의 연결한 회로는 평활회로인 것이다.Here, the rectifiers 51 and 251 connect two IGBTs as a pair of IGBTs and connect a total of three pairs of IGBTs in parallel and connect one reactor and one capacitor to each other. The vertex and the other vertex are connected to the vertex and the neutral line (= N) between the pair of IGBTs, respectively. At this time, the circuit connecting the reactor and the capacitor is a smoothing circuit.

여기서, 상기 정류부(51,251)는, 상기 인버터부(55)의 정현파 전압을 제어하기 위해 사용되며, 리플 전압이 2배 줄일 수 있는 유니폴라(unipolar) PWM방식을 사용한다. 상기 PWM방식의 신호를 상기 마이크로프로세서(93)의 내부 프로그램상에서 탑재된 상기 PWM발생부(92)에서 발생하여 제어되는 것이다. 상기 인버터부5,255)에서 출력되는 정현파 주파수는 상기 키패드(96)에 의해서 설정될 수 있으며, 라인 주파수와는 다르게 운전될 수도 있다. 즉, 고속 검출부(97)에서 입력 전압(Vin)을 검출할 때 전압의 제로크로싱(Zero-Crossing)에 의해 주파수를 감지하고, 입력주파수와 출력주파수가 다른 경우 설정된 출력 주파수에 맞게 PWM을 제어하여 자동으로 출력주파수를 설정된 주파수로 맞출 수 있게 된다.Here, the rectifiers 51 and 251 are used to control the sine wave voltage of the inverter unit 55 and use a unipolar PWM method in which the ripple voltage can be reduced by 2 times. The PWM signal is generated and controlled by the PWM generator 92 mounted on the internal program of the microprocessor 93. The sine wave frequency output from the inverter units 5 and 255 may be set by the keypad 96 and may be operated differently from the line frequency. That is, when the high speed detector 97 detects the input voltage Vin, frequency is detected by zero-crossing of the voltage, and when the input frequency and the output frequency are different, PWM is controlled according to the set output frequency. The output frequency can be set automatically to the set frequency.

여기서, 상기 양방향 컨버터부(52,252)는, 상기 정류부(51,251)에 연결하여 상기 교류전원의 전압에 따라 직류 강압 전압으로 변환하거나 직류 승압 전압으로 변환시켜 배터리에 충전 또는 정상 부하 출력을 한다. 즉 예를 들면, 정상 전원 동작할 경우, 상기 양방향 컨버터부(52,252)에서 800V 전압의 정상 부하 출력하고, 상기 전압 중 일부를 충전 전압인 400V 전압으로 강압하여 충전 출력한다. 정전 전 원 동작할 경우는, 상기 양방향 컨버터부(52,252)로 800V 전압의 정상 부하 출력을 하기 위해 상기 디씨 링크부(53,253)의 400V 출력 전압을 상기 양방향 컨버터부(52,252)를 통해 800V 전압으로 승압 출력시킨다.Here, the bidirectional converters 52 and 252 are connected to the rectifiers 51 and 251 to convert the DC step-down voltage or the DC step-up voltage according to the voltage of the AC power to charge or output a normal load to the battery. That is, for example, in the case of a normal power supply, the bidirectional converters 52 and 252 output a normal load of 800V voltage, and step down some of the voltages to 400V, which is a charging voltage, to output the charging. In the case of a power failure operation, the 400V output voltage of the DC link units 53 and 253 is boosted to 800V voltage through the bidirectional converters 52 and 252 to output a 800V voltage to the bidirectional converters 52 and 252. Output it.

여기서, 상기 양방향 컨버터부(52,252)는, 2개의 아이지비티(IGBT)를 상기 정류부에 병렬로 연결하고, 상기 2개의 아이지비티(IGBT) 중, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결하여 어느 1개의 아이지비티(IGBT)에 일단 정점과 중성선(=N)에 타단 정점을 연결하므로서, 강압 초퍼 또는 승압 초퍼한다. 이때, 상기 리액터와 상기 커패시터의 상기 일단 정점과 중성선(=N)을 연결하여 정상 전원 동작시 상기 강압 초퍼, 정전 전원 동작시 상기 승압 초퍼로 작동한다.Here, the bidirectional converters 52 and 252 connect two IGBTs in parallel to the rectifier, and connect one reactor and one capacitor to each one of the two IGBTs. Step-down choppers or step-up choppers are connected to the IGBT once the peak and the neutral end (= N). In this case, the one end of the reactor and the capacitor and the neutral line (= N) are connected to operate as the step-down chopper during normal power operation and the step-up chopper during electrostatic power operation.

여기서, 디씨 링크부(53,253)는, 상기 배터리를 연결하고, 상기 배터리의 충전/방전 전압 및 전류를 제어한다.Here, the DC link units 53 and 253 connect the battery and control the charge / discharge voltage and current of the battery.

여기서, 디씨 링크부(53,253)는, 2개의 커패시터를 1쌍의 커패시터로 하여 총 2쌍의 커패시터를 병렬 연결하고, 상기 양방향 컨버터부(52,252)와 상기 2쌍의 커패시터에 동시 병렬 연결하여 배터리로 직류 충전 입력하거나 또는 상기 배터리에서 직류 안정화 출력한다.Here, the DC link units 53 and 253 connect two capacitors in parallel using two capacitors as a pair of capacitors, and simultaneously connect the two capacitors 52 and 252 and the two pairs of capacitors to a battery. DC charging input or DC stabilized output from the battery.

여기서, 상기 중성점 조정부(54,254)는, 출력 회로의 절연 변압기가 없어 발생할 수 있는 중성점 이동 현상에 대하여 상기 중성점이 상시 일정 레벨을 유지할 수 있게 불평형 부하를 인가하여 전류의 절대 값을 추출한다. 상기 일정 레벨을 유지하는 방법은, 리액터의 전류를 검출하여 +,- 전류의 절대 값을 비교하여 펄스 폭을 조정하여 항상 중성점이 중심 정점이 되게 한다.Here, the neutral point adjusters 54 and 254 extract an absolute value of current by applying an unbalanced load to maintain the neutral point at a constant level with respect to the neutral point shift phenomenon that may occur due to the absence of an isolation transformer of an output circuit. The method of maintaining the constant level detects the current in the reactor and compares the absolute value of the + and-currents to adjust the pulse width so that the neutral point is always the center vertex.

여기서, 상기 중성점 조정부(54,254)는, 상기 디씨 링크부(53,253)에 병렬 연결한 2개의 아이지비티(IGBT)를 직렬 연결하고 상기 2개의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 상기 중성선(=N)을 1개의 리액터로 연결한다.Here, the neutral point adjusters 54 and 254 connect two IGBTs connected in series to the DC link units 53 and 253 in series and connect a peak between the two IGBTs and the neutral line (= N). Connect to one reactor.

여기서, 상기 인버터부(55,255)는, 고조파의 제거 또는 저감하여 출력 전압의 고속 제어 및 변동 부하의 전원을 안정화하기 위해 출력 파형의 반주기 내의 펄스를 복수개로 분할하여 각각의 펄스폭을 제어한다.Here, the inverters 55 and 255 control the respective pulse widths by dividing a plurality of pulses within a half period of the output waveform in order to remove or reduce harmonics to stabilize the output voltage and stabilize the power of the variable load.

여기서, 상기 인버터부(55,255)는, 2개의 아이지비티(IGBT)를 1쌍의 아이지비티(IGBT)으로 하여 총 3쌍의 아이지비티(IGBT)를 상기 중성점 조정부(54,254)에 병렬 연결하고, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결한 일단 정점과 타단 정점을 각각 상기 1쌍의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 상기 중성선(=N)을 연결한다.Here, the inverter units 55 and 255 connect two IGBTs to one pair of IGBTs and connect a total of three pairs of IGBTs to the neutral point adjusting units 54 and 254 in parallel. And one end of each of the capacitors and the other end of the vertex connect the vertex between the pair of IGBTs and the neutral line (= N), respectively.

여기서, 상기 바이패스 회로부(61,261)는, 실리콘 제어 정류회로(SCR)를 2개씩 1쌍으로 하여 총 3쌍을 각 라인(=RST선)에 직렬 연결하여 상기 상용 교류전원과 상기 인버터부(55,255)의 출력 정점에 병렬 연결하고, 상기 상용 교류전원의 과전류 및 고주파를 제거하여 부하 전원을 출력한다. Here, the bypass circuits 61 and 261 may connect a total of three pairs in series to each line (= RST line) with two pairs of silicon control rectifier circuits (SCRs) in series and the commercial AC power supply and the inverter units 55 and 255. The output power of the load is removed by parallel connection to the output peak of the power supply) and the overcurrent and high frequency of the commercial AC power supply are removed.

여기서, 상기 마이크로프로세서(93)는, 출력전압 제어부(931), 배터리 충전 제어부(932), 라인전압 모니터링부(933), 모드별 설정부(934) 및 주 제어부(935)로 구성된다.The microprocessor 93 includes an output voltage controller 931, a battery charge controller 932, a line voltage monitor 933, a mode setting unit 934, and a main controller 935.

여기서, 상기 출력전압 제어부(931)는, 자동전압제어(AVR) 기능을 위하여 상기 제1 인버터를 제어하여 필터회로를 통해 제1 아이지비티(IGBT)의 2차 측을 제어하여 출력전압을 제어한다.Here, the output voltage control unit 931 controls the first inverter for the automatic voltage control (AVR) function to control the secondary side of the first IGBT through a filter circuit to control the output voltage. .

여기서, 상기 배터리 충전 제어부(932)는, 상기 배터리의 충전 전압 및 충전 전류를 제어한다.Here, the battery charging control unit 932 controls the charging voltage and the charging current of the battery.

여기서, 상기 라인 전압 모니터링부(933)는, 입력 및 출력 전압을 모니터링하여 이에 대한 표시제어와 아울러 경보제어 등을 한다.Here, the line voltage monitoring unit 933 monitors the input and output voltages to perform display control and alarm control.

여기서, 상기 모드별 설정부(934)는, 각종 모드별 설정값을 저장하여 관리한다.Here, the mode setting unit 934 stores and manages various mode setting values.

여기서, 상기 주 제어부(935)는, 상기 마이크로 프로세스(93) 각부의 제어와 아울러 시스템 운전 조건의 선택과 경보제어, 각종 보호기능 및 바이패스등을 제어한다.Here, the main control unit 935 controls each unit of the microprocessor 93, and also controls the selection of system operating conditions, alarm control, various protection functions, and bypass.

여기서, 상기 펄스폭변조(PWM) 발생부(92)는, 상기 마이크로 프로세스(93) 각부의 제어기능에 따라 상기 주제어부의 제어에 의해 상기 양방향 컨버터부(52,252)와 상기 인버터부(55,255)의 게이트 제어를 위한 펄스폭변조(PWM)신호를 발생시켜 상기 게이트 드라이버로 출력한다.Here, the pulse width modulation (PWM) generator 92 controls the gates of the bidirectional converters 52 and 252 and the inverters 55 and 255 under the control of the main controller according to the control function of each of the micro processes 93. A pulse width modulation (PWM) signal for control is generated and output to the gate driver.

또한, 키입력 처리와 표시제어 기능을 분담하는 8-bit 마이크로 콘트롤러를 입력제어기 및 출력제어기로서 사용하여 상기 마이크로 프로세서와 통신하게 하여 상기 키패드(96)와 디스플레이(LCD,95)를 독립적인 콘트롤러로 사용한다.In addition, an 8-bit microcontroller, which shares key input processing and display control functions, is used as an input controller and an output controller to communicate with the microprocessor so that the keypad 96 and the display 95 are independent controllers. use.

도 3 및 도 5의 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치 구성 및 회로을 참조해서 기본 흐름을 설명하면, 먼저 입력전원(Vin)은 상용 전원의 입력을 통해서 입력되어 바이패스 회로부(61,261)를 통해서 부하측에 출력된다. 이때, 상기 정류부(51,251)의 상기 리액터와 커패시터 회로의 전압 및 전류가 제어되어 출 력전압(Vout)의 제어가 이루어져 AVR기능을 수행한다. 이때, 상기 정류부(51,251)는, 상용 교류전원의 전압(208V, 380V, 440V, 480V)에 관계없이 펄스폭변조(PWM)를 통해 입력 측으로 역류되는 고조파 함유량을 감소시켜 상기 교류 전류 파형 및 위상을 축출한다.Referring to the basic flow with reference to the configuration and circuit of the transformerless power converter using the chopper technology of Figures 3 and 5, first, the input power (Vin) is input through the input of the commercial power supply to the load side through the bypass circuit (61,261) Is output to At this time, the voltage and current of the reactor and the capacitor circuit of the rectifiers 51 and 251 are controlled to control the output voltage Vout to perform the AVR function. At this time, the rectifiers 51 and 251 reduce the harmonic content flowing back to the input side through the pulse width modulation PWM regardless of the voltages 208 V, 380 V, 440 V, and 480 V of the commercial AC power source to adjust the AC current waveform and phase. Eject.

이어서, 양방향 컨버터부(52,252)에 의해 상기 교류전원의 전압에 따라 직류 강압 전압으로 변환하거나 직류 승압 전압으로 변환시켜 배터리에 충전 또는 정상 부하 출력을 한다. 이때, 상기 정류부(51,251)에 의해 전압, 전류 및 주파수를 제어하며, 과부하, 단락, 지락 등의 이상 발생으로부터 회로 보호 및 부하변동에 따른 고주파 스위칭 방식으로 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 펄스폭변조(PWM)를 제어한다.Subsequently, the bidirectional converters 52 and 252 convert the DC voltage into DC voltage or DC voltage according to the voltage of the AC power to charge or output a normal load to the battery. In this case, the rectifiers 51 and 251 control the voltage, current, and frequency, and insulated gate bipolar transistor (IGBT) pulse width modulation (IGBT) using a high frequency switching method in accordance with circuit protection and load variation from abnormal occurrence such as overload, short circuit, and ground fault. PWM).

이어서, 디씨 링크부(53,253)에 의해 상기 배터리의 충전/방전 전압 및 전류를 제어한다.Subsequently, the DC link units 53 and 253 control the charge / discharge voltage and current of the battery.

이어서, 조성점 조정부(54,254)에 의해 출력 회로의 절연 변압기가 없어 발생할 수 있는 중성점 이동 현상에 대하여 상기 중성점이 상시 일정 레벨을 유지할 수 있게 불평형 부하를 인가하여 전류의 절대 값을 추출한다.Subsequently, the composition point adjusting unit 54 or 254 applies an unbalanced load to extract the absolute value of the current so that the neutral point can always maintain a constant level with respect to the neutral point shift phenomenon that may occur due to the absence of an isolation transformer of the output circuit.

다음으로, 인버터부(55,255)에 의해 상기 정류부(51,251)에서 출력되는 교류 전원을 그대로 부하측으로 공급하며, 이때, 충전하기 위해 상기 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 배터리로 출력한다. 이 경우, 상기 변환된 직류 전원만 상기 인버터부(55,255)와 디씨 링크부(53,253)을 통과시켜 배터리에 충전하게 된다. 또한, 정전시나 상용 전원의 입력 전원이 없을 때, 상기 배터리에서 출력되는 직류 전원을 디씨 링크부(53,253)와 상기 인버터부(55,255)를 통과시켜 교류 전원으로 변환하여 부하측으로 공급한다. 즉, 입력전원이 정전되는 경우, 마이크로프로세서(93)의 제어에 의해 상기 인버터부(55,255)가 제어되어 상기 배터리의 직류전원이 상기 디씨 링크부(53,253)와 중성점 조정부(54,254) 및 인버터부(55,255)를 통해 교류전원으로 변환되며 출력 전원을 부하측에 공급되어 무정전 전원장치로서 동작하게 되는 것이다. 여기서, 상기 양방향 컨버터부(52,252)에서는 상기 교류전원의 전압에 따라 직류 강압 전압으로 변환하거나 직류 승압 전압으로 변환시켜 배터리에 충전 또는 정상 부하 출력을 한다.Next, the AC power output from the rectifiers 51 and 251 is directly supplied to the load side by the inverters 55 and 255. At this time, the AC power is converted into a DC power and output to the battery for charging. In this case, only the converted DC power passes through the inverter units 55 and 255 and the DC link units 53 and 253 to charge the battery. In addition, when there is a power failure or when there is no input power for commercial power, DC power output from the battery is passed through the DC link units 53 and 253 and the inverter units 55 and 255 to be converted into AC power and supplied to the load side. That is, when the input power is out of power, the inverter units 55 and 255 are controlled by the control of the microprocessor 93 so that the DC power of the battery is controlled by the DC link units 53 and 253, the neutral point adjusting unit 54 and 254, and the inverter unit ( 55,255) is converted into AC power and the output power is supplied to the load side to operate as an uninterruptible power supply. In this case, the bidirectional converters 52 and 252 convert the voltage into the DC step-down voltage or the DC step-up voltage according to the voltage of the AC power to charge or output a normal load to the battery.

상기 고속 검출부(97)를 통해서 입력전압 및 입력전류와, 출력전압 및 출력전류를 검출하여 설정된 출력전압 및 출력전류를 일치시키도록 연산처리하여 상기 정류부(51,251)를 PWM 제어하게 된다. The high-speed detection unit 97 detects an input voltage and an input current, an output voltage and an output current, and performs calculation processing to match the set output voltage and output current to PWM control the rectifiers 51 and 251.

배터리 충전 제어부(932)는, 일반적인 부동충전전압(float charging voltage)까지 충전시키는 부동충전과, 처음 설치시나 배터리 저전압까지 방전된 후의 충전시 최대 충전전압까지 충전하는 균등충전을 수행하며, 충전 전류는 최대 충전전류로 제한된다. 균등충전시 충전전류가 최대 충전전류 값의 10% 이하에 도달하면 부동충전으로 들어가게 된다. The battery charging control unit 932 performs a floating charge for charging up to a general float charging voltage, and even charging for charging up to a maximum charging voltage at the time of initial installation or charging after being discharged to a battery low voltage. Limited to maximum charging current. If the charging current reaches 10% or less of the maximum charging current value during even charging, it enters the floating charging.

충전전류의 제어는 입력전류와 출력전류의 차에 의해 실효치 전류를 계산하여 배터리 충전 전류를 검출하며, 최대 충전전류 값으로 제한하여 충전하고 만충전시에 도달할때는 정전압 제어기능으로 충전전류가 감소되고, 충전전류 응답성은 충전 제어 이득으로 결정한다. 균등충전 전압의 온도보상에 있어서 기온이 상온보다 떨어지면 충전전압을 올리며, 상온보다 올라가면 충전전압을 내린다. 상온보다 높은 기온에서의 온도 보상은 양온도보상을 사용하며, 낮은 기온에서의 보상은 음온도 보상을 사용한다.The charging current control calculates the effective current based on the difference between the input current and the output current to detect the battery charging current.When charging by limiting to the maximum charging current value and reaching full charge, the charging current is reduced by the constant voltage control function. Charge current responsiveness is determined by the charge control gain. In the temperature compensation of the even charging voltage, if the temperature drops below room temperature, the charging voltage is increased. Temperature compensation at temperatures above room temperature uses positive temperature compensation, and compensation at low temperatures uses negative temperature compensation.

라인전압 모니터링부(933)에서는, 라인전압의 정상과 비정상 유무를 정상적인 전압과의 전압차이로 결정하며, 이 값이 지정된 값보다 크면 인버터를 동작시킨다. 이는 입력전압을 감시하여 제어하는 것이며, 라인 전압 검출시 라인 전압 강하의 경계치에서 히스테리시스 전압을 통하여 라인 운전과 인버터 운전과의 빈번한 변화를 제거할 수 있는 것이다.The line voltage monitoring unit 933 determines whether the line voltage is normal or abnormal as a voltage difference from the normal voltage, and when the value is larger than the specified value, the inverter is operated. This is to monitor and control the input voltage, and it is possible to eliminate frequent changes between the line operation and the inverter operation through the hysteresis voltage at the boundary of the line voltage drop when detecting the line voltage.

라인 전압이 비정상적인지를 검출하는데 있어서 라인 전압의 검출 시정수를 사용하여 라인 전압의 감도를 둔감시킬 수 있고, 라인 전압의 주파수가 지정된 값에서 변화 허용치 이상 벗어나게 되면 라인으로 운전하지 않고 인버터만 동작시켜 배터리 전압으로 출력을 보내게 된다.In detecting whether the line voltage is abnormal, the sensitivity of the line voltage can be desensitized by using the detection time constant of the line voltage. If the frequency of the line voltage is out of the allowable range from the specified value, the inverter is operated without operating the line. The output is sent in voltage.

즉, 전압 감시는 계통 히스테리시스 전압을 적용하고, 계통전압 시정수를 사용하여 빈번한 변화를 줄이며, 계통이상 주파수 또는 계통이상 전압 밖으로 벗어나는 경우 라인 전압으로 운전하지 않고 인버터만 동작시킨다. 라인 전압으로 운전하지 않고 인버터만 동작시키는 것은, 마이크로프로세서(93)의 제어에 의해 바이패스 회로부(61,261)을 차단함으로써 라인전압 즉 입력전압이 출력 부하로 출력되는 것을 차단하고, 상기 인버터부(55,255)를 작동시켜 배터리의 충전전원을 교류전원으로 변환시켜 부하측 출력전압(Vout)으로 출력하는 것을 의미한다.In other words, the voltage monitoring applies the system hysteresis voltage, reduces the frequent change by using the system voltage time constant, and operates the inverter only without operating the line voltage when it is out of the system abnormal frequency or the system abnormal voltage. Operating only the inverter without operating at the line voltage is to cut off the bypass voltage unit 61 and 261 under the control of the microprocessor 93 so that the line voltage, that is, the input voltage is not output to the output load, and the inverter unit 55 and 255 are operated. ) To convert the battery's charging power to AC power and output it to the load side output voltage (Vout).

모드별 설정부(96)는 각종 설정치를 설정하기 위한 것으로서, 키패드(100)의 메뉴 선택에 의해 각종 설정치를 설정하여 저장시켜둔다. 그리고, 선택기능으로서, 시스템의 운전주파수가 60Hz인지 50Hz인지를 선택하게 하고, 인버터 운전에 의하여 배터리 전부가 방전되었다가 라인 전압이 들어오게 되면 시스템을 자동으로 운전할 것인지를 선택하며, 제어보드의 릴레이 접전 단자(a 접점 및 b접점) 운전 방식을 선택한다. 또한, 파인 케리브레이션(Fine calibration)을 위하여 아날로그 데이터로부터 수치를 받아들이거나 출력할 때 변환이득이 정확하게 되어 있지 않으면 프로세서에서 오차가 생기므로 변환이득을 재조정할 필요가 있다. The setting unit 96 for each mode is for setting various setting values, and sets and stores various setting values by menu selection of the keypad 100. Then, as a selection function, it is possible to select whether the operating frequency of the system is 60Hz or 50Hz, select whether to operate the system automatically when all the batteries are discharged by the inverter operation and the line voltage is input. Select the operating method of contact terminals (a contact and b contact). In addition, if the gain is not correct when accepting or outputting numerical values from analog data for fine calibration, an error will occur in the processor. Therefore, the gain needs to be readjusted.

이는 파인 켈이브레이션 파라메타에서 조정할 수 있으며, 배터리 전압이득은 배터리 전압의 측정이득을, 출력 전압 이득은 출력전압의 측정이득을, 출력전류 이득은 출력전류의 측정이득을, 충전 전류 이득은 충전전류의 측정이득을, 입력 전압이득은 입력전압의 측정이득을 조절한다. 이러한 변수들은 정격 출력전류를 이용하여 LCD(95)에 나타낸다. 출력전압이득이 증가되면 라인 모드에서는 LCD(95)에 나타나는 값은 증가하며 인버터 모드의 정전압 제어에서는 감소된다.This can be adjusted in the fine calibration parameter, where the battery voltage gain is the measurement gain of the battery voltage, the output voltage gain is the measurement gain of the output voltage, the output current gain is the measurement gain of the output current, and the charge current gain is the charge current. The measured gain of the input voltage gain adjusts the measured gain of the input voltage. These variables are displayed on the LCD 95 using the rated output current. As the output voltage gain increases, the value appearing on the LCD 95 in line mode increases and decreases in constant voltage control in inverter mode.

주 제어부(93)는, 상기 각부를 제어함과 아울러 각부의 제어기능에 따라 PWM발생부(91)를 제어하여 실제 전력 변환장치의 주 제어를 실행하게 된다. The main control unit 93 controls the respective units and controls the PWM generator 91 according to the control function of each unit to execute the main control of the actual power converter.

경보기능은, 정상적인 라인전압에서는 부저가 울리지 않으며, 비정상적인 라인 전압에서 인버터가 동작될 경우 부저가 울리게 된다. 부저의 울림은 인버터 운전, 보호기능에 의한 이상발생, 배터리 로우 상태 등을 구별하여 서로 다르게 울리도록 한다.In the alarm function, the buzzer does not sound at normal line voltage, and the buzzer sounds when the inverter is operated at abnormal line voltage. The buzzer sounds differently by distinguishing inverter operation, abnormality caused by protection function, and battery low status.

인버터 동작시 부저가 울리게 되며, 키패드(96)의 알람 무음 스위치를 누르 게 되면 부저가 울리지 않고 이 스위치를 다시 누르면 부저는 울리게 된다. When the inverter operates, the buzzer sounds, and when the alarm silent switch of the keypad 96 is pressed, the buzzer does not sound and the buzzer sounds when the switch is pressed again.

이상 상태인 경우는 부저가 지속적으로 울리게 되며, 이상 상태가 아닌 순간적인 과부하시 부저가 지속적으로 울리고 과부하가 해제되면 부저는 울리지 않는다. 또한 전력 변환장치가 정지되어 있을 상태에서 부저가 울린다.In case of an abnormal state, the buzzer will sound continuously. If the overload is not abnormal, the buzzer will sound continuously and if the overload is released, the buzzer will not sound. The buzzer also sounds when the power converter is stopped.

보호기능은, 배터리 저전압 상태와, 과전류, 과부하, 배터리 이상, 바이패스 과전류 등을 보호기능로서 제어하게 된다.The protection function controls the battery undervoltage state, overcurrent, overload, battery abnormality, bypass overcurrent, etc. as a protection function.

배터리 저전압은 배터리 전압이 정격전압의 85%까지 방전되면서 출력전압을 허용치까지 유지시키지 못하면, 배터리 저전압 신호를 발생시킨다. 이때 인버터의 운전은 최대 30초이며 배터리 저전압에서 라인 전압이 복구되면 정상적인 운전으로 회복된다.The battery undervoltage generates a battery undervoltage signal if the battery voltage is discharged to 85% of its rated voltage and fails to maintain the output voltage to an acceptable level. At this time, the inverter operates for 30 seconds at maximum. When the line voltage is restored from the battery low voltage, the inverter returns to normal operation.

과전류는, 인버터 운전에서 출력전류가 부하상태의 이상으로 과전류가 300% 이상 지속적으로 발생하게 되면, 인버터를 보호하기 위하여 시스템이 정지한다.The over current stops the system in order to protect the inverter when the overcurrent is continuously generated by 300% or more because the output current exceeds the load state in the inverter operation.

과부하는, 인버터를 과부하로부터 보호하기 위한 것으로 출력전류가 정격전류 이상 운전 시 설정된 과부하로 1분까지의 누적된 양보다 크면 과부하로 인식한다.Overload is to protect the inverter from overload. If the output current is greater than the accumulated amount of up to 1 minute due to the overload set during operation over the rated current, it is recognized as overload.

배터리 이상은, 인버터 운전에서 배터리 전압이 정격전압의 85%까지 방전되면 이상신호를 발생시키며 인버터를 정지시킨다. 입력전원이 인가되었을 경우 배터리가 개방되어 있을 때에도 배터리 이상을 경보하며 이 경우에는 인버터를 계속 운전하며 배터리가 연결되면 정상상태로 회복된다.The battery abnormality generates an abnormal signal and stops the inverter when the battery voltage is discharged to 85% of the rated voltage in the inverter operation. If the input power is applied, the battery will be alarmed even when the battery is open. In this case, the inverter will continue to run and will return to normal when the battery is connected.

바이패스 과전류는, 라인 전압으로 동작하고 있을 때 출력단락 혹은 이상이 발생하여 바이패스 스위치를 보호하기 위하여 바이패스 스위치를 오프시킨다. 이상 전류의 기준치는 과전류 값이다.Bypass overcurrent causes an output short or fault when operating at line voltage to turn off the bypass switch to protect the bypass switch. The reference value of the abnormal current is an overcurrent value.

초기화 기능은, 고장(fault) 초기화, 파라메타 초기화, 시스템 초기화가 있으며, 고장 초기화는 과거 발생된 고장 기록들을 제거하여 준비상태를 만드는 것이며, 파라메타 초기화는 모든 변수나 선택기능을 디폴트 값으로 정한다. 시스템 초기화에서는 시스템을 재시작한다.Initialization functions include fault initialization, parameter initialization, and system initialization. Fault initialization removes past fault records and prepares them for readiness. Parameter initialization sets all variables or selection functions to their default values. In system initialization, restart the system.

한편, 키패드(96)와 LCD(95)를 독립적인 콘트롤러로 구성하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 마이크로프로세서(93)와 통신하는 8-비트 마이크로 콘트롤러인 입/출력 제어기(94)를 더 사용하여 구성할 수 있으며, 독립적으로 구성되는 키패드(96) 및 LCD(95)에 의한 콘트롤 판넬은 도 6에 도시된 바와 같이 상단에 시스템의 흐름을 나타내는 상태도와 2개의 LED를 구비하여 입력전원의 정상을 나타내는 "Line"과, 인버터로 운전되고 있음을 나타내는 "Inverter"와, 입력전원이 출력으로 공급되는 "Bypass", 시스템 비정상임을 나타내는 "Fault", "Overload"를 구비하여 구성된다.On the other hand, when the keypad 96 and the LCD 95 are configured as independent controllers, an input / output controller 94 which is an 8-bit microcontroller communicating with the microprocessor 93 as shown in FIG. 3 is further added. The control panel by the keypad 96 and the LCD 95, which are configured independently, has a state diagram showing the flow of the system at the top and two LEDs as shown in FIG. "Line" indicating normal, "Inverter" indicating that the inverter is operating, "Bypass" which input power is supplied to the output, "Fault" and "Overload" indicating that the system is abnormal.

상기 LCD(95) 구성에서는, 첫째줄은 전력 변환장치의 전체적인 상황을 나타내며, 둘째줄은 전력 변환장치의 각종 내부 변수를 나타낸다. 배터리 전압용량, 배터리 전압, 배터리 전류, 출력전압, 출력전류, 입력전압, 입력전류, 출력주파수, 온도, 상태 표시 및 정전횟수, 날짜 및 시간 등을 표시하며, 표시 선택은 키패드(96)의 상하키를 이용하여 값을 읽을 수 있도록 한다.In the LCD 95 configuration, the first line represents the overall situation of the power converter, and the second line represents various internal variables of the power converter. Displays the battery voltage capacity, battery voltage, battery current, output voltage, output current, input voltage, input current, output frequency, temperature, status display and power failure count, date and time, and the display selection is up and down of the keypad 96. Use keys to read the value.

상기 키패드(96)의 "Mode"는 메뉴에 들어가거나 나오게 되고 변수의 자리이 동을 제어하며, 상하 이동키는 변수 수치의 증/감 메뉴의 종류 및 디스플레이 변수를 바꾸는 역할을 하며, 알람은 알람의 온/오프 상태를 바꾸고, "O", "I"는 메뉴가 선택되거나 변수가 설정되며, 시스템을 정지 및 운전하고, 고장시 시스템을 다시 시작한다."Mode" of the keypad 96 enters or exits a menu and controls the movement of a variable, and the up and down keys change the type and display variables of a variable value, and an alarm is turned on. Toggles the on / off status, "O", "I" means that the menu is selected or the parameter is set, the system is stopped and operated, and the system is restarted in the event of a fault.

상기와 같은 기능들을 수행하는 마이크로프로세서(93)에 의해 작동되는 본 발명의 전력 변환장치에서는, 상용 전원 운전 및 배터리 전원 운전 제어를 하게 되는데, 그 상태를 살펴보면 다음과 같다.In the power converter of the present invention operated by the microprocessor 93 performing the above functions, the commercial power supply operation and the battery power operation control are performed.

정상 동작은, 상용 전원 운전 모드로서, 상기 입력 전원의 과전류 및 고주파를 제거하고, 부하측에서 원하는 전원으로 제어하여 출력되되, 정류부(51,251)에 의해 고주파 스위칭 방식으로 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 펄스폭변조(PWM)를 제어할 수 있게 리액터와 커패시터로 형성된 초퍼 회로를 통해 자동전압조절(AVR) 기능만을 제어하며, 아울러 출력으로부터 피드백되는 전원이 상기 인버터부(55,255)와 디씨 링크부(53,253)를 통해 배터리에 충전모드로 동작되어 정상운전으로 복귀된다.The normal operation is a commercial power supply operation mode, which removes the overcurrent and the high frequency of the input power, is controlled and output to the desired power on the load side, and is rectified by the rectifiers 51 and 251 by the high frequency switching method. Only the AVR function is controlled through a chopper circuit formed of a reactor and a capacitor so as to control modulation (PWM), and power fed back from the output is connected to the inverter units 55 and 255 and the DC link units 53 and 253. The battery is operated in the charging mode to return to normal operation.

정전 동작은, 입력 전원의 정전이 감지되면 상기 인버터부(55,255)와 디씨 링크부(53,253)를 제어하여 배터리의 전원이 부하측으로 출력되는 배터리 전원 운전 모드로서 운전된다.The power failure operation is operated as a battery power operation mode in which the power of the battery is output to the load side by controlling the inverter units 55 and 255 and the DC link units 53 and 253 when a power failure of the input power is detected.

정전 복귀는, 입력 전원이 상기 바이패스 회로부(61,261)를 통해 부하측에 출력되고, 출력으로부터 피드백되는 전원이 상기 인버터부(55,255)와 디씨 링크부(53,253)를 통해 배터리에 충전 동작하며 정상 운전으로 복귀된다.In case of power failure return, input power is outputted to the load side through the bypass circuits 61 and 261, and power fed back from the output is charged to the battery through the inverter units 55 and 255 and the DC link units 53 and 253, and is operated normally. Is returned.

전술한 바와 같이, 본 발명의 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환 장치는 정류기에서 정류된 직류 고전압을 배터리 충전시 양방향 컨버터부가 강압초퍼로 동작하고 배터리에 적합한 정전압으로 변환하여 충전을 하고 입력 정전시 배터리가 방전할 때는 원래의 정류전압 과 동일한 크기로 승압하기 위해 승압초퍼로 동작하여 인버터에 직류전압을 공급하는 스위칭 전력 변환기술로 직류전력의 크기를 변환하며, 전력 변환장치의 입, 출력 변압기가 필요치 않아 설치면적 및 중량을 획기적으로 줄이고 효율을 크게 향상시켜 전력비 절감, 원가절감, 고조파 절감할 수 있다. As described above, the transformerless power conversion device using the chopper technology of the present invention operates the bidirectional converter unit as a step-down chopper when charging the battery, and converts the DC high voltage rectified by the rectifier into a constant voltage suitable for the battery and charges the battery during an input power failure. Is discharged by switching power conversion technology that supplies DC voltage to the inverter by operating as a boost chopper to boost to the same size as the original rectified voltage. As a result, the installation area and weight are greatly reduced, and the efficiency is greatly improved, thereby reducing power costs, cost reduction, and harmonics.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the claims to be described below by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents.

도 1은 종래기술에 의한 전력 변환장치 또는 UPS/AVR 복합전원장치의 블록도.1 is a block diagram of a power converter or a UPS / AVR combined power supply according to the prior art.

도 2는 또 다른 종래기술에 의한 전력 변환장치 또는 UPS/AVR 복합전원장치의 간략 회로도.2 is a simplified circuit diagram of yet another conventional power converter or UPS / AVR combined power supply.

도 3은 본 발명에 의한 실시예를 보인 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치 구성도.Figure 3 is a schematic diagram of a transformerless power converter using a chopper technology showing an embodiment according to the present invention.

도 4는 도 1의 마이크로 프로세서의 내부 기능 블록도.4 is an internal functional block diagram of the microprocessor of FIG.

도 5는 본 발명에 의한 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치의 무정전 전원 공급 시스템의 간략 회로도.5 is a simplified circuit diagram of an uninterruptible power supply system of a transformerless power converter using the chopper technology according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 전력 변환장치의 키패드 및 LCD의 콘트롤판넬 예시도.Figure 6 is an exemplary control panel of the keypad and LCD of the power converter according to the present invention.

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

51,251 : 정류부 52,252 : 양방향 컨버터부51,251: rectifier 52,252: bidirectional converter

53,253 : 디씨 링크부 54,254 : 중성점 조정부53,253: DC link unit 54,254: neutral point adjustment unit

55,255 : 인버터부 61,261 : 바이패스 회로부55,255: inverter 61,261: bypass circuit

91 : 게이트 드라이브 92 : 펄스폭변조(PWM) 발생부91: gate drive 92: pulse width modulation (PWM) generator

93 : 마이크로 프로세서 94 : 입/출력 제어기93 microprocessor 94 input / output controller

95 : LCD 96 : 키패드95: LCD 96: keypad

931 : 출력전압 제어부 932 : 배터리충전 제어부931: output voltage control unit 932: battery charge control unit

933 : 라인전압 모니터링부 934 : 모드별 설정부933: line voltage monitoring unit 934: setting unit for each mode

935 : 주 제어부935 main controller

Claims (7)

상용 교류전원의 전압(208V, 380V, 440V, 480V)에 관계없이 펄스폭변조(PWM)를 통해 입력 측으로 역류되는 고조파 함유량을 감소시켜 교류 전류 파형 및 위상을 축출하는 정류부와;A rectifying unit for reducing the harmonic content flowing back to the input side through pulse width modulation (PWM) regardless of the voltages (208V, 380V, 440V, 480V) of the commercial AC power source to extract the AC current waveform and phase; 상기 정류부에 연결하여 상기 교류전원의 전압에 따라 직류 승압 전압으로 변환하거나 직류 강압 전압으로 변환시켜 배터리에 충전 또는 정상 부하 출력을 하는 양방향 컨버터부와;A bidirectional converter connected to the rectifier to convert a DC boosted voltage or a DC boosted voltage according to the voltage of the AC power source to charge or output a normal load to a battery; 상기 배터리를 연결하고, 상기 배터리의 충전/방전 전압 및 전류를 제어하는 디씨 링크부와;A DC link unit connecting the battery and controlling the charge / discharge voltage and current of the battery; 출력 회로의 절연 변압기가 없어 발생할 수 있는 중성점 이동 현상에 대하여 상기 중성점이 상시 일정 레벨을 유지 할 수 있게 불평형 부하를 인가하여 전류의 절대 값을 추출하는 중성점 조정부와;A neutral point adjuster for extracting an absolute value of current by applying an unbalanced load to maintain the neutral point at a constant level with respect to the neutral point shift phenomenon which may occur due to the absence of an isolation transformer of an output circuit; 고조파의 제거 또는 저감하여 출력 전압의 고속 제어 및 변동 부하의 전원을 안정화하기 위해 출력 파형의 반주기 내의 펄스를 복수개로 분할하여 각각의 펄스폭을 제어하는 인버터부; 및An inverter unit for controlling each pulse width by dividing a plurality of pulses in a half period of an output waveform to control high speed of the output voltage and stabilize the power of the variable load by removing or reducing harmonics; And 실리콘 제어 정류회로(SCR)를 2개씩 1쌍으로 하여 총 3쌍을 각 라인(=RST선)에 직렬 연결하여 상기 상용 교류전원과 상기 인버터부의 출력 정점에 병렬 연결하고, 상기 상용 교류전원의 과전류 및 고주파를 제거하여 부하 전원을 출력하는 바이패스 회로부;로 하는 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치.A total of three pairs are connected in series with each line (= RST line) by making a pair of two silicon controlled rectifier circuits (SCRs) in parallel to the commercial AC power supply and the output peak of the inverter unit, and the overcurrent of the commercial AC power supply. And a bypass circuit unit for outputting a load power by removing high frequency waves. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 정류부는, The rectifying unit, 2개의 아이지비티(IGBT)를 1쌍의 아이지비티(IGBT)로 하여 총 3쌍의 아이지비티(IGBT)를 병렬 연결하고, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결한 일단 정점과 타단 정점을 각각 상기 1쌍의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 중성선(=N)을 연결한 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치.A total of three pairs of IGBTs are connected in parallel using two IGBTs as a pair of IGBTs, and one reactor and one capacitor are connected to each other. Transformerless power converter using chopper technology characterized by connecting the peak and the neutral (= N) between a pair of IGBT (IGBT). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 양방향 컨버터부는,The bidirectional converter unit, 2개의 아이지비티(IGBT)를 상기 정류부에 병렬로 연결하고, 상기 2개의 아이지비티(IGBT) 중, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결하여 어느 1개의 아이지비티(IGBT)에 일단 정점과 중성선(=N)에 타단 정점을 연결하므로서, 강압 초퍼 또는 승압 초퍼하는 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치.Two IGBTs are connected in parallel to the rectifier, and one reactor and one capacitor are connected to one of the two IGBTs, and the vertex and the neutral line (= A transformerless power converter using a chopper technology, characterized in that the step-down chopper or the step-up chopper is connected by connecting the other end to N). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 디씨 링크부는,The DC link unit, 2개의 커패시터를 1쌍으로 하여 총 2쌍의 커패시터를 병렬 연결하고, 상기 양방향 컨버터부와 상기 2쌍의 커패시터에 동시 병렬 연결하여 배터리로 직류 충전 입력하거나 또는 상기 배터리에서 직류 안정화 출력을 하는 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치.A total of two pairs of capacitors are connected in parallel using two capacitors as a pair, and the DC charging input is performed by a battery or a DC stabilization output is performed from the battery by simultaneously connecting the two capacitors in parallel to the bidirectional converter unit and the two pairs of capacitors. Transformerless power converter using chopper technology. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 중성점 조정부는,The neutral point adjustment unit, 2개의 아이지비티(IGBT)를 상기 디씨 링크부에 병렬 연결하고, 상기 2개의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 중성선(=N)을 1개의 리액터로 연결한 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치.Transformerless using chopper technology, wherein two IGBTs are connected in parallel to the DC link unit, and a peak and a neutral line (= N) between the two IGBTs are connected by one reactor. Power inverter. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 일정 레벨을 유지는, Maintain the constant level, 리액터의 전류를 검출하여 +,- 전류의 절대 값을 비교하여 펄스 폭을 조정하여 항상 중성점이 중심 정점이 되게 하는 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치.A transformerless power converter using a chopper technique that detects current in a reactor and compares absolute values of + and-currents to adjust the pulse width so that the neutral point is always the center peak. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 인버터부는,The inverter unit, 2개의 아이지비티(IGBT)를 1쌍의 아이지비티(IGBT)으로 하여 총 3쌍의 아이지비티(IGBT)를 상기 중성점 조정부에 병렬 연결하고, 리액터와 커패시터를 각 1개씩 연결한 일단 정점과 타단 정점을 각각 상기 1쌍의 아이지비티(IGBT) 사이 정점과 중성선(=N)을 연결한 것을 특징으로 하는 초퍼기술을 이용한 트랜스포머레스 전력 변환장치.A total of three pairs of IGBTs are connected in parallel to the neutral point controller with two IGBTs as one pair of IGBTs, and one reactor and one capacitor are connected to each other. Transformerless power converter using the chopper technology, characterized in that connecting the peak and the neutral (= N) between the pair of IGBT (IGBT), respectively.
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