KR100928733B1

KR100928733B1 - 대용량 인버터의 시험 회로

Info

Publication number: KR100928733B1
Application number: KR1020070138703A
Authority: KR
Inventors: 유현호; 김대희; 김준모; 서인영
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-11-27
Also published as: KR20090070626A

Abstract

본 발명은 제1 및 제2 인버터의 정격전류를 검출하기 위한 인덕터와 서로 공진하는 커패시터를 이용하여 인덕터에 AC 전압을 공급함으로써, 인버터 시험 회로에서 인덕터에 AC 전압을 공급하는 AC 전원 공급부를 제거할 수 있는 대용량 인버터의 시험 회로에 관한 것이다.

H-Bridge, 인버터, AC, DC, 인턱터, 커패시터, 공진

Description

대용량 인버터의 시험 회로{A testing circuit for large capacity inventor}

본 발명은 대용량 인버터의 시험 회로에 관한 것으로, 특히 제1 및 제2 인버터의 정격전류를 검출하기 위한 인덕터와 서로 공진하는 커패시터를 이용하여 인덕터에 AC 전압을 공급함으로써, 인버터 시험 회로에서 인덕터에 AC 전압을 공급하는 AC 전원 공급부를 제거할 수 있는 대용량 인버터의 시험 회로에 관한 것이다.

대용량 인버터의 시험은 2대의 인버터를 H-Bridge 형태로 결선하여 수행하고 있다.

도 1은 2대의 인버터를 H-Bridge 형태로 결선한 종래의 대용량 인버터의 시험 회로도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 대용량 인버터의 시험 회로는 H-Bridge 형태로 결선된 제1 및 제2 인버터(101, 102)와, 제1 및 제2 인버터(101, 102)에 제1 및 제2 직류(이하, DC) 전압을 공급하는 DC 전원 공급부(110)와, 제1 인버터(101)의 중앙부에 제1단이 접속되고 제2 인버터(102)의 중앙부에 제2단이 접속되어 제1 및 제2 인버터(101, 102)의 정격전류를 검출하는 인덕터(L)와, 인덕터(L)에 교류(이하, AC) 전압을 공급하는 AC 전원 공급부(120)를 구비한다. 그리고, 종래의 대용량 인버터의 시험 회로는 전압이 충전되며, 충전된 전압을 인덕터(L)로 공급하는 커패시터(C)를 더 구비한다.

DC 전원 공급부(110)는 + DC 전압 및 - 전압을 제1 인버터(101)와 제2 인버터(102)에 공급한다.

제1 인버터(101)와 제2 인버터(102)는 공급되는 + DC 전압 및 - DC 전압에 의해 스위칭하여 + DC 전압, 0 전압 및 - DC 전압 파형을 출력한다. 상세히 하면, 도 2와 같이, 제1 인버터(101)의 상위 2개 스위치(101a)와 제2 인버터(102)의 상위 2개 스위치(102a)가 온 되어 + DC 전압 파형이 출력되고, 제1 인버터(101)의 가운데 2개 스위치(101b)와 제2 인버터(102)의 가운데 2개 스위치(102b)가 온 되어 0 전압 파형이 출력되고, 제1 인버터(101)의 하위 2개 스위치(101c)와 제2 인버터(102)의 하위 2개 스위치(102c)가 온 되어 - DC 전압 파형이 출력된다.

인덕터(L)에는 제1 인버터(101)와 제2 인버터(102)의 스위칭에 따라 AC 전원 공급부(120)로부터의 전류가 흐른다. 인덕터(L)는 수십 μH로 매우 작은 용량이 사용된다.

AC 전원 공급부(120)는 인덕터(L)로 AC 전압을 공급한다. AC 전원 공급부(120)는 인덕터(L) 용량이 수십 μH로 매우 작은 부하이므로, 수백 볼트의 전압을 공급하는 전원으로 레벨이 낮아도 된다.

커패시터(C)는 급격한 유효전력 손실이 발생하는 경우에 충전된 전압을 인덕 터(L)로 공급한다.

한편, DC 전원 공급부(110)로부터 제1 인버터(101)로 공급된 + DC 전압 및 - 전압은 시간 지연을 가지고 제2 인버터(102)로 공급된다.

따라서, 제1 및 제2 인버터(101, 102)는 제1 인버터(101)의 상위 2개 스위치(101a)와 제2 인버터(102)의 상위 2개 스위치(102a), 제1 인버터(101)의 가운데 2개 스위치(101b)와 제2 인버터(102)의 가운데 2개 스위치(102b), 제1 인버터(101)의 하위 2개 스위치(101c)와 제2 인버터(102)의 하위 2개 스위치(102c)가 짧은 시간 간격을 두고 스위칭하여 도 3과 같은 DC 전압 파형을 출력한다. 즉, 제1 및 제2 인버터(101, 102)가 출력하는 DC 전압 파형은 짧은 시간 간격으로 전압 차를 가진다. 짧은 시간 간격이더라도, 제1 및 제2 인버터(101, 102)가 출력하는 DC 전압 파형에 발생하는 전압 차는 AC 전원 공급부(120)에 normal mode 전압 스파크를 발생시킨다. 따라서, 종래의 대용량 인버터의 시험 회로와 같이 H-Bridge 형태로 결선된 제1 및 제2 인버터(101, 102)의 중성점을 접지로 사용할 경우에 AC 전원 공급부(120)에는 접지에 비해 매우 큰 common mode 전압이 걸리게 된다. 이러한 현상은 시험 수행의 안전에 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 AC 전원 공급부(120)의 전원 레벨을 높여줘야 하는 문제가 있다.

그리고, AC 전원 공급부(120)에 이상이 발생하면, DC 전원 공급부(110)로 전원이 흡수될 수 있다. 따라서, 종래의 대용량 인버터의 시험 회로는 AC 전원 공급부(120)의 이상에 의해서 DC 전원 공급부(110)로 전원이 흡수되는 것을 차단하기 위하여 DC 전원 공급부(110)의 대지간 절연을 강화해야 한다. 하지만, DC 전원 공 급부(110)의 대지간 절연을 높이는 데, 큰 비용이 든다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 제1 및 제2 인버터의 정격전류를 검출하기 위한 인덕터와 서로 공진하는 커패시터를 이용하여 인덕터에 AC 전압을 공급함으로써, 인버터 시험 회로에서 인덕터에 AC 전압을 공급하는 AC 전원 공급부를 제거할 수 있는 대용량 인버터의 시험 회로를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 에이치-브릿지 형태로 결선된 제1 및 제2 인버터와; 상기 제1 인버터의 중앙부에 제1단이 접속되고 상기 제2 인버터의 중앙부에 제2단이 접속되어 상기 제1 및 제2 인버터의 정격전류를 검출하는 인덕터와; 상기 인덕터와 직렬 접속되며, 상기 인덕터와 공진하는 커패시터를 구비한다.

상기 대용량 인버터의 시험 회로는 상기 제1 및 제2 인버터에 제1 및 제2 직류 전압을 공급하는 직류 전원 공급부와; 상기 직류 전원 공급부와 상기 제1 및 제2 인버터 사이에 병렬 접속되어 상기 직류 전원 공급부의 출력을 안정화하는 제1 및 제2 커패시터를 더 구비한다.

본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 제1 및 제2 인버터 의 정격전류를 검출하는 인덕터와 공진하는 커패시터를 구비한다. 그리고, 인덕터에는 커패시터와의 공진에 의한 AC 전압이 공급된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 AC 전원 공급부를 구비하지 않아도 됨으로써 제1 및 제2 인버터의 스위칭에 의해 발생한 순간전인 DC 전압이 DC 전원 공급부로 인가되는 것을 고려하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 DC 전원 공급부의 대지간 절연을 고려하지 않아도 됨으로써 비용을 절감할 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 2대의 인버터를 H-Bridge 형태로 결선한 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 H-Bridge 형태로 결선된 제1 및 제2 인버터(1, 2)와, 제1 인버터(1)의 중앙부에 제1단이 접속되고 제2 인버터(2)의 중앙부에 제2단이 접속되어 제1 및 제2 인버터(1, 2)의 정격전류를 검출하는 인덕터(L)와, 인덕터(L)와 직렬 접속되며, 인덕터(L)와 공진하는 커패시터(C)를 구비한다.

DC 전원 공급부(10)는 + DC 전압 및 - DC 전압을 제1 인버터(1)와 제2 인버터(2)에 공급한다.

제1 인버터(1)와 제2 인버터(2)는 공급되는 + DC 전압 및 - DC 전압에 의해 스위칭하여 + DC 전압, 0 전압 및 - DC 전압 파형을 출력한다.

제1 인버터(1)와 제2 인버터(2)가 동상으로 스위칭하면 인덕터(L)에 흐르는 전류는 0이다. 하지만, 제1 인버터(1) 또는 제2 인버터(2)의 스위칭을 빠르게 하거나, 또는 느리게 하면 인덕터(L)에 흐르는 전류는 증가한다.

본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 인덕터(L)에 흐르는 전류가 정격전류가 되도록 제1 인버터(1) 또는 제2 인버터(2)의 스위칭 시간을 조절한다. 제1 인버터(1)와 제2 인버터(2)의 스위칭 차가 정확히 공진 주파수가 되면 인덕터(L)에는 정격전류가 흐른다.

인덕터(L)에는 제1 인버터(1)와 제2 인버터(2)의 스위칭에 따라 직렬 접속된 커패시터(C)와의 공진에 의한 전류가 흐른다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 제1 및 제2 인버터(101, 102)의 정격전류를 검출하는 인덕터(L)와 공진하는 커패시터(C)를 구비한다. 그리고, 제1 및 제2 인버터(101, 102)의 정격전류를 검출하는 인덕터(L)에는 커패시터(C)와의 공진에 의한 AC 전압이 공급된다. 따라서, 본 발명의 대용량 인버터의 시험 회로는 종래의 대용량 인버터의 시험 회로가 구비하던 AC 전원 공급부(120, 도 1 참조)를 구비하지 않아도 됨으로써 AC 전원 공급부의 이상에 의한 전원이 DC 전원 공급부(10)로 인가되는 것을 고려하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 대용량 인버터의 시험 회로는 DC 전원 공급부(10)의 대지간 절연을 고려하지 않아도 됨으로써 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로는 직류 전원 공급부(10)와 상기 제1 및 제2 인버터(1, 2) 사이에 병렬 접속된 (+)커패시터(C+) 및 (-)커패시터(C-)를 더 구비한다.

(+)커패시터(C+) 및 (-)커패시터(C-)는 DC 전원 공급부(10)로부터의 전압이 제1 및 제2 인버터(1, 2)에 공급되어 제1 및 제2 인버터(1, 2)가 스위칭할 때, DC 전원 공급부(10)의 출력을 안정화한다.

도 1은 종래의 대용량 인버터의 시험 회로도.

도 2는 제1 및 제2 인버터가 출력하는 전압 파형을 나타내는 도면,

도 3은 제1 및 제2 인버터의 시간 차에 의해 출력되는 전압 파형을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 대용량 인버터의 시험 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1, 101 : 제1 인버터 2, 102 : 제2 인버터

10, 110 : DC 전원 공급부 120 : AC 전원 공급부

Claims

에이치-브릿지 형태로 결선된 제1 및 제2 인버터와;

상기 제1 인버터의 중앙부에 제1단이 접속되고 상기 제2 인버터의 중앙부에 제2단이 접속되어 상기 제1 및 제2 인버터의 정격전류를 검출하는 인덕터와;

상기 인덕터와 직렬 접속되며, 상기 인덕터와 공진하는 커패시터를 구비하되,

상기 인덕터에 흐르는 전류가 정격전류가 되도록 상기 제1 인버터 또는 제2 인버터의 스위칭 시간을 조절하여 상기 인덕터에 정격전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 대용량 인버터의 시험 회로.
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