KR101399079B1 - 전력 변환 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

전력 변환 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 하나 혹은 그 이상의 고조파 필터부와, 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부와, 고조파 필터부를 온/오프시키는 스위칭부와, 전류 감지부에 의해 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 고조파 필터부를 오프시키고, 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 고조파 필터부를 온시키도록 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 전력 변환 장치를 제공한다.

Description

전력 변환 장치 및 그 제어 방법{Power converting apparatus and control method thereof}
본 발명은 전력 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부하율의 변동에 다양하게 대처하여 역률 저하를 방지하면서 고조파 전류를 억제할 수 있는 전력 변환 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력 변환 장치는 외부로부터의 전원을 변환하여 출력하는 장치이다. 이러한 전력 변환 장치는 전원의 정현파 전압을 그대로 사용하지 않고 정현파 전원을 펄스 신호로 또는 직류 전원으로 변환하여 사용하는 비선형 부하(예를 들면, 다이오드 정류기, 사이리스터(thyristor) 정류기 등)가 설치되게 된다. 그러나, 비선형 부하는 많은 양의 고조파 전류를 발생시키고, 이렇게 발생된 고조파 전류는 변형된 전압과 같은 비정현파 파형으로 전원에 유입되어 전원의 정현파 파형의 왜곡을 초래하게 된다.
이를 해결하기 위해, 고조파 전류를 억제하기 위한 많은 방법들이 개시되었다. 그 대표적인 방법으로 수동 필터(passive filter), 능동 필터(active filter), 복합형 능동 필터(hybrid active filter) 등을 들 수 있다. 이 중 수동 필터는 커패시터와 인덕터로 구성되어 가격이 저렴하고, 설치가 간단하여 많이 사용된다. 그러나, 수동 필터의 경우 부하율의 변동에 따른 대처 능력이 미흡하여 저부하시 진상 운전이 되어 전압 상승이 발생할 우려가 있으며, 역률이 저하되는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0493987호, 2005.5.30, 도 3
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 부하율의 변동에 다양하게 대처하여 역률 저하를 방지하면서 고조파 전류를 억제할 수 있는 전력 변환 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치는 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 하나 혹은 그 이상의 고조파 필터부; 상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 상기 고조파 필터부를 온/오프시키는 스위칭부; 및 상기 전류 감지부에 의해 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 상기 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 상기 고조파 필터부를 오프시키고, 상기 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 상기 고조파 필터부를 온시키도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 고조파 필터부는 인덕터 및 커패시터로 조합된 LC 트랩 필터를 포함하되, 상기 고조파 필터부가 복수 개인 경우, 상기 각 LC 트랩 필터는 다른 LC 트랩 필터와 상기 인덕터 및 상기 커패시터 사이의 접점에서 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 장치는 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 복수의 고조파 필터부; 상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부; 상기 각 고조파 필터부를 온/오프시키는 복수의 스위칭부; 및 상기 전류 감지부에 의해 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 상기 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 상기 고조파 필터부를 모두 오프시키고, 상기 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 상기 부하율이 커질수록 상기 고조파 필터부의 온 되는 개수가 점진적으로 많아지도록 상기 각 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 고조파 필터부는 인덕터 및 커패시터로 조합된 복수의 LC 트랩 필터를 포함하되, 상기 각 LC 트랩 필터는 다른 LC 트랩 필터와 상기 인덕터 및 상기 커패시터 사이의 접점에서 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 제어 방법은 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 하나 혹은 그 이상의 고조파 필터부를 미리 마련하는 단계; 상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 상기 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 상기 고조파 필터부를 오프시키고, 상기 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 상기 고조파 필터부를 온시키도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 장치의 제어 방법은 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 복수의 고조파 필터부를 미리 마련하는 단계; 상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 단계; 및 상기 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 상기 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 상기 고조파 필터부를 모두 오프시키고, 상기 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 상기 부하율이 커질수록 상기 고조파 필터부의 온 되는 개수가 점진적으로 많아지도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 전력 변환 장치 및 그 제어 방법은 부하율의 변동에 다양하게 대처하여 역률 저하를 방지하면서 고조파 전류를 억제할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 제어 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 변환 장치에서 고조파 필터부 및 스위칭부가 각각 하나일 때의 간략한 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전력 변환 장치에서 고조파 필터부가 복수 개이고, 스위칭부가 하나일 때의 간략한 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전력 변환 장치에서 고조파 필터부가 복수 개이고, 스위칭부가 복수 개일 때의 간략한 회로도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 전력 변환 장치의 제어 흐름도이다.
도 6은 도 4에 도시된 전력 변환 장치의 제어 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 또 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치에 대해 설명하도록 한다.
본 명세서에서 '전력 변환 장치'는 외부로부터 입력되는 전원을 변환하여 출력하기 위한 장치로서, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하거나 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 것일 수 있다. 예를 들면, 무정전 전원 공급 장치(UPS: Uninterruptible Power Supply), VVCF(Variable Voltage Constant Frequency), CVCF(Constant Voltage Constant Frequency), 서보 모터 드라이브 등이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 제어 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시된 전력 변환 장치에서 고조파 필터부 및 스위칭부가 각각 하나일 때의 간략한 회로도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1의 제어 블록도의 경우 고조파 필터부 및 스위칭부가 각각 하나씩 포함된 것으로 도시하였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(1)는 고조파 필터부(30), 전류 감지부(40), 스위칭부(50), 및 제어부(60)를 포함한다.
고조파 필터부(30)는 외부로부터 입력되는 전원(Vin)의 고조파 전류를 억제하여 부하(20)로 공급한다. 고조파 필터부(30)는 부하(20)에 병렬 연결되는 수동형 필터(passive filter)로서, 인덕터(32) 및 커패시터(34)가 조합된 LC 트랩 필터일 수 있다(도 2 참조). LC 트랩 필터는 인덕터(32) 및 커패시터(34)의 공진에 의해 특정 차수의 고조파 전류를 억제한다. 도 2에 도시된 바와 같이, LC 트랩 필터는 인덕터(32) 및 커패시터(34)가 직렬로 연결된 동조 필터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, LC 트랩 필터는 인덕터 및 커패시터가 직렬 및 병렬로 연결된 고차수 필터일 수도 있다. LC 트랩 필터를 구성하는 인덕터(32) 및 커패시터(34) 각각의 값은 고조파 전류의 주파수에 따라 설정된다. 즉, 인덕터(32) 및 커패시터(34)에 의한 공진 주파수가 고조파 전류의 주파수와 동일하도록 설정된다. 그러면, 고조파 전류가 LC 트랩 필터를 통해서만 흐르게 되므로 부하(20)로는 고조파 전류가 제거된 60Hz의 정상 성분의 전류만이 흐르게 된다. 그리고, 이러한 고조파 필터부(30)는 저항(R)이 더 조합된 것일 수도 있다.
이러한 고조파 필터부(30)는 하나만 포함되어 구성될 수도 있으나, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개가 포함되어 구성될 수도 있다.
전류 감지부(40)는 전원 입력측(Vin 측)이나 전원 출력측(Vout 측)의 전원 라인(70)에 마련되어 부하(20)에 흐르는 전류를 감지한다. 이러한 전류 감지부(40)는 전류 센서, 저항 등일 수 있다. 전류 센서는 CT(Current Transformer) 형, 홀 센서(Hall sensor) 등이 적용될 수 있다. 저항의 경우는 저항 양단의 전압을 측정하여 저항을 통해 흐르는 전류량을 감지할 수 있다. 이렇게 전류 감지부(40)에 의해 전류를 감지하는 이유는 부하율이 부하(20)에 흐르는 전류량과 관계있기 때문이다. 즉, 부하율은 설정 전류 대비 현재 감지된 부하 전류의 비로 산출될 수 있으므로, 제어부(60)가 부하율을 산출할 수 있도록 전류 감지부(40)는 전류량을 감지하여 제어부(60)에 송신한다.
스위칭부(50)는 고조파 필터부(30)를 온/오프시키는 것으로서, 일측이 전원 라인(70)에 접속된 인덕터(10)에 접속되고, 타측이 고조파 필터부(30)에 접속되어 제어부(60)의 제어에 따라 고조파 필터부(30)를 전원 라인(70)에 연결하거나 전원 라인(70)으로부터 분리시킬 수 있다. 스위칭부(50)는 제어부(60)의 제어에 의해 온/오프되는 SCR(Silicon-Controlled Rectifier), SSR(Solid State Relay), 컨택터(contactor), 트라이악(Traic) 등일 수 있다. 이러한 스위칭부(50)는 하나만 포함되어 구성될 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개가 포함되어 구성될 수도 있다.
제어부(60)는 전류 감지부(40)에 의해 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 산출된 부하율의 크기에 따라 고조파 필터부(30)의 온/오프를 조절하도록 스위칭부(50)를 제어한다. 제어부(60)는 전류량에 기초하여 부하율을 산출할 때, 설정 전류 대비 현재 감지된 부하 전류의 비로 산출할 수 있다.
제어부(60)는 산출된 현재 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 고조파 필터부(30)를 오프시키고, 산출된 현재 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 고조파 필터부(30)를 온시키도록 스위칭부(50)를 제어한다. 예를 들어, 부하율의 기준 레벨이 20%라면, 제어부(60)는 산출된 현재 부하율이 20% 이하이면, 고조파 필터부(30)를 오프시키고, 산출된 현재 부하율이 20%를 초과하면 고조파 필터부(30)를 온시키도록 스위칭부(50)를 제어할 수 있다. 즉, 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 역률이 저하되므로, 이 때 제어부(60)는 고조파 필터부(30)를 오프시켜 역률을 보상하게 된다. 한편, 고조파 필터부(30)를 온/오프하는 부하율의 기준 레벨은 사용자에 의해 변경되도록 구성할 수도 있다.
도 3은 도 1에 도시된 전력 변환 장치(1)에서 고조파 필터부(30)가 복수 개이고, 스위칭부(50)가 하나일 때의 간략한 회로도이다.
도 3에 도시된 전력 변환 장치(1)는 복수 개의 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N, 여기서 N은 1보다 큰 정수)가 포함된 구성이다. 각 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)는 각각 LC 트랩 필터일 수 있다. LC 트랩 필터에 대해서는 상술하였으므로, 그 설명을 생략한다. 한편, 각 LC 트랩 필터는 다른 LC 필터와, 인덕터(32-1, 32-2, …, 32-(N-1), 32-N) 및 커패시터(34-1, 34-2, 34-(N-1), 34-N) 사이의 접점(80-1, 80-2, …, 80-(N-1))에서 연결될 수 있으며, 그 형태는 계단 형태일 수 있다.
제어부(60)의 제어 동작은 도 2의 제어 동작과 동일하다. 다만, 도 3에 도시된 전력 변환 장치(1)는 스위칭부(50)의 온/오프에 따라 복수 개의 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)가 동시에 온되거나 오프된다.
그 외 도 3의 나머지 구성은 도 1 및 도 2와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 도 1에 도시된 전력 변환 장치(1)에서 고조파 필터부(30)가 복수 개이고, 스위칭부(50)가 복수 개일 때의 간략한 회로도이다.
도 4에서 각 스위칭부(50-1, 50-2, …, 50-(N-1), 50-N)는 각 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)를 온/오프하도록 구성된다.
설명의 편의를 위해, 전원 입력측(Vin 측)의 고조파 필터부부터 순차적으로 제1고조파 필터부(30-1), 제2고조파 필터부(30-2),…, 제N고조파 필터부(30-N)로 칭하기로 한다. 또한, 제1고조파 필터부(30-1)를 전원 라인(70)에 연결하거나 전원 라인(70)으로부터 분리하는 스위칭부를 제1스위칭부(50-1), 제2고조파 필터부(30-2)를 제1고조파 필터부(30-1)와 연결하거나 제1고조파 필터부(30-1)로부터 분리하는 스위칭부를 제2스위칭부(50-2), 제3고조파 필터부(30-3)를 제2고조파 필터부(30-2)와 연결하거나 제2고조파 필터부(30-2)로부터 분리하는 스위칭부를 제3스위칭부(50-3), …, 제N고조파 필터부(30-N)를 제(N-1)고조파 필터부(30-(N-1))와 연결하거나 제(N-1)고조파 필터부(30-(N-1))로부터 분리하는 스위칭부를 제N스위칭부(50-N)로 칭하기로 한다.
제어부(60)는 현재 산출된 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 모든 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)를 오프시키고, 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 부하율이 커질수록 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)의 온 되는 개수가 점진적으로 많아지도록 스위칭부(50-1, 50-2, …, 50-(N-1), 50-N)를 제어한다.
예를 들면, 각 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)를 온 시키는 부하율의 기준 레벨을 100/(N+1)%씩 증가시킬 수 있으며, 각 기준 레벨이 증가함에 따라 스위칭부를 점진적으로 온시키도록 구성할 수 있다. 다시 말하면, 산출된 현재 부하율이 100/(N+1)% 이하인 경우, 제어부(60)는 제1 내지 제N스위칭부(50-1, 50-2, …, 50-(N-1), 50-N)를 모두 오프시켜 제1 내지 제N고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)의 동작이 모두 오프되도록 할 수 있다. 그리고, 산출된 현재 부하율이 100/(N+1)%를 초과하고 (2*100)/(N+1)% 이하인 경우 제어부(60)는 제1스위칭부(50-1)만 온 시켜 제1고조파 필터부(30-1)만 동작되도록 하며, 현재 부하율이 (2*100)/(N+1)%를 초과하고 (3*100)/(N+1)% 이하인 경우 제1 및 제2스위칭부(50-1, 50-2)를 온 시켜 제1 및 제2고조파 필터부(30-1, 30-2)가 동작되도록 할 수 있다. 이와 같은 방식으로 하면, 현재 부하율이 (N*100)/(N+1)%를 초과하고 100% 이하인 경우 제1 내지 제N스위칭부(50-1, 50-2, …, 50-(N-1), 50-N)를 모두 온 시켜 제1 내지 제N고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N) 모두가 동작되도록 할 수 있다. 물론, 이것은 일 실시예에 불과하며, 부하율의 기준 레벨은 다양하게 설정될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 부하율에 따라 온 되는 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)의 개수가 가감되어 부하율 변동에 따른 역률 저하 문제에 다양하게 대처할 수 있다.
그 외 도 4의 나머지 구성은 도 1 내지 도 3과 동일하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 도 1 내지 도 4의 전력 변환 장치(1)에서는 고조파 필터(30, 30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)를 중심으로 한 도면을 도시하였으나, 공지의 구성이 더 포함될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 전력 변환 장치(1)의 제어 흐름을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 전력 변환 장치(1)의 제어 흐름도이며, 도 6은 도 4에 도시된 전력 변환 장치(1)의 제어 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 전류 감지부(40)에 의해 부하(20)에 흐르는 전류가 감지되면(S110), 제어부(60)는 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출한다(S120). 그리고, 제어부(60)는 산출된 부하율이 기설정된 레벨 이하인지를 판단한다(S130). 판단 결과, 산출된 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 제어부(60)는 고조파 필터부(30, 30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)를 오프시키도록 스위칭부를 제어한다(S140). 그러나, 산출된 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 제어부(60)는 고조파 필터부(30, 30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)를 온시키도록 스위칭부를 제어한다(S150).
도 6을 참조하면, 전류 감지부(40)에 의해 부하(20)에 흐르는 전류가 감지되면(S210), 제어부(60)는 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출한다(S220). 그리고, 제어부(60)는 산출된 부하율이 기설정된 레벨 범위 중 어느 범위에 속하는지 판단한다. M=1인 경우(S230), 즉 제어부(60)는 먼저 산출된 현재 부하율이 100/(N+1)% 이하인지를 판단한다(S240). 산출된 현재 부하율이 100/(N+1)% 이하인 경우, 제어부(60)는 제1 내지 제N스위칭부(50-1, 50-2, …, 50-(N-1), 50-N)를 모두 오프시켜 제1 내지 제N고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)의 동작이 모두 오프되도록 할 수 있다(S250). 그리고, 산출된 현재 부하율이 100/(N+1)%를 초과하고 (2*100)/(N+1)% 이하인 경우 제어부(60)는 제1스위칭부(50-1)만 온 시켜 제1고조파 필터부(30-1)만 동작되도록 할 수 있다(S260, S270). 또한, 현재 부하율이 (2*100)/(N+1)%를 초과하고 (3*100)/(N+1)% 이하인 경우 제어부(60)는 제1 및 제2스위칭부(50-1, 50-2)를 온 시켜 제1 및 제2고조파 필터부(30-1, 30-2)가 동작되도록 할 수 있다(S280, S290, S260, S270). 이와 같은 과정은 M을 하나씩 증가시켜 M이 N에 도달할 때까지 반복된다(S260, S270, S280, S290). 마지막으로, 현재 부하율이 (N*100)/(N+1)%를 초과하고 100% 이하인 경우 제어부(60)는 제1 내지 제N스위칭부(50-1, 50-2, …, 50-(N-1), 50-N)를 모두 온 시켜 제1 내지 제N고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)가 모두 동작되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(60)는 현재 산출된 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 모든 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)를 오프시키고, 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 부하율이 커질수록 고조파 필터부(30-1, 30-2, …, 30-(N-1), 30-N)의 온 되는 개수가 점진적으로 많아지도록 각 스위칭부(50-1, 50-2, …, 50-(N-1), 50-N)를 제어한다.
이와 같이, 본 발명에 의한 전력 변환 장치에 따르면, 부하율의 변동에 다양하게 대처하여 역률 저하를 방지하면서 고조파 전류를 억제할 수 있다.
1: 전력 변환 장치
20: 부하
30, 30-1, 30-2, 30-(N-1), 30-N: 고조파 필터부
32, 32-1, 32-2, 32-(N-1), 32-N: 인덕터
34, 34-1, 34-2, 34-(N-1), 34-N: 커패시터
40: 전류 감지부
50, 50-1, 50-2, 50-(N-1), 50-N: 스위칭부
60: 제어부
70: 전원 라인

Claims (6)

  1. 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 하나 혹은 그 이상의 고조파 필터부;
    상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부;
    상기 고조파 필터부를 온/오프시키는 스위칭부; 및
    상기 전류 감지부에 의해 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 상기 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 상기 고조파 필터부를 오프시키고, 상기 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 상기 고조파 필터부를 온시키도록 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 고조파 필터부는 인덕터 및 커패시터로 조합된 LC 트랩 필터를 포함하되, 상기 고조파 필터부가 복수 개인 경우, 상기 각 LC 트랩 필터는 다른 LC 트랩 필터와 상기 인덕터 및 상기 커패시터 사이의 접점에서 연결되는 전력 변환 장치.
  2. 삭제
  3. 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 복수의 고조파 필터부;
    상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부;
    상기 각 고조파 필터부를 온/오프시키는 복수의 스위칭부; 및
    상기 전류 감지부에 의해 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 상기 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 상기 고조파 필터부를 모두 오프시키고, 상기 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 상기 부하율이 커질수록 상기 고조파 필터부의 온 되는 개수가 점진적으로 많아지도록 상기 각 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함하는 전력 변환 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고조파 필터부는 인덕터 및 커패시터로 조합된 복수의 LC 트랩 필터를 포함하되, 상기 각 LC 트랩 필터는 다른 LC 트랩 필터와 상기 인덕터 및 상기 커패시터 사이의 접점에서 연결되는 전력 변환 장치.
  5. 삭제
  6. 외부로부터 입력되는 전원의 고조파 전류를 억제하여 부하로 공급하기 위한 복수의 고조파 필터부를 미리 마련하는 단계;
    상기 부하에 흐르는 전류를 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 전류량에 기초하여 부하율을 산출하고, 상기 부하율이 기설정된 레벨 이하이면 상기 고조파 필터부를 모두 오프시키고, 상기 부하율이 기설정된 레벨을 초과하면 상기 부하율이 커질수록 상기 고조파 필터부의 온 되는 개수가 점진적으로 많아지도록 제어하는 단계를 포함하는 전력 변환 장치의 제어 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940019041A (ko) * 1993-01-21 1994-08-19 안병화 고조파 억제용 능동형 필터(active filter)
KR100666509B1 (ko) * 2006-08-03 2007-01-09 (주) 피에스디테크 동조 필터부 ｏｎ/ｏｆｆ 스위칭 기능을 가지는 고조파필터
KR20070101476A (ko) * 2006-04-10 2007-10-17 엘지전자 주식회사 직류 전원 공급 장치 및 그 방법
JP4156767B2 (ja) 2000-02-18 2008-09-24 株式会社指月電機製作所 電力変換装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940019041A (ko) * 1993-01-21 1994-08-19 안병화 고조파 억제용 능동형 필터(active filter)
JP4156767B2 (ja) 2000-02-18 2008-09-24 株式会社指月電機製作所 電力変換装置
KR20070101476A (ko) * 2006-04-10 2007-10-17 엘지전자 주식회사 직류 전원 공급 장치 및 그 방법
KR100666509B1 (ko) * 2006-08-03 2007-01-09 (주) 피에스디테크 동조 필터부 ｏｎ/ｏｆｆ 스위칭 기능을 가지는 고조파필터

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