KR101839786B1 - Voltage Stabilizing Apparatus and Method Using Phase Control - Google Patents

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KR101839786B1 KR1020170125167A KR20170125167A KR101839786B1 KR 101839786 B1 KR101839786 B1 KR 101839786B1 KR 1020170125167 A KR1020170125167 A KR 1020170125167A KR 20170125167 A KR20170125167 A KR 20170125167A KR 101839786 B1 KR101839786 B1 KR 101839786B1
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Abstract

The present invention applies a phase control to an input AC voltage, and compares a target control voltage with an input voltage to generate an inductive kickback or removes an inductive kickback to control an output voltage in a range of a target control voltage. According to the present invention, it is possible to efficiently supply a stable voltage to a load even when a voltage fluctuates due to an unstable power system. A voltage stabilizing apparatus includes an input voltage measuring part; a discharge circuit; a switching part; and a control part.

Description

위상 제어를 이용한 전압 안정화장치 및 방법{Voltage Stabilizing Apparatus and Method Using Phase Control}[0001] The present invention relates to a voltage stabilizing apparatus and method using phase control,

본 발명은 전압 안정화 장치에 관한 것으로서, 입력 전압의 변화에도 불구하고, 위상 제어를 이용하여 부하에 안정된 전압을 공급하도록 한 전압 안정화장치 및 이를 이용한 전압 안정화방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage stabilization apparatus, and more particularly, to a voltage stabilization apparatus that uses a phase control to supply a stable voltage to a load despite a change in an input voltage, and a voltage stabilization method using the same.

일반적으로, 발전설비로부터 수용설비까지 전력을 전송하는 전력계통(Power System)에 있어서 가장 중요한 것은 주파수 및 전압의 안정화이다. 즉, 전력계통에서 주파수 및 전압이 일정한 범위 내로 부하에 공급되도록 제어하여야 하며(예를 들어, 주파수(60 ± 0.2Hz)와 전압(220V ± 10%)), 제어목표인 범위를 넘어서는 경우, 전기기기 작동이 중단되거나, 기기가 파손될 우려가 있다. In general, the most important thing in a power system that transmits power from a power generation facility to a receiving facility is the stabilization of frequency and voltage. In other words, it is necessary to control the frequency and voltage in the power system to be supplied to the load within a certain range (for example, frequency (60 ± 0.2Hz) and voltage (220V ± 10%)) There is a possibility that the operation of the device may be interrupted or the device may be damaged.

전력 공급이 원활하게 이루어지지 않는 개발도상국 등에서는 전력계통에서 전압이 일정한 범위 내로 공급되도록 제어를 수행하는데 어려움을 겪고 있다.In developing countries where the power supply is not smooth, it is difficult to control the voltage to be supplied within a certain range in the power system.

전력계통에 대한 제어는 부하측에서는 수행할 수가 없으므로, 주파수나 전압이 일정한 범위를 벗어나는 경우, 수용가의 전자기기의 작동이 중단되거나 파손되는 것을 피하기 위해 별도의 전압 안정화장치(Voltage Stabilizer)를 사용하고 있다. Since the control of the power system can not be performed on the load side, a separate voltage stabilizer is used in order to avoid the interruption or breakage of the electronic equipment of the consumer when the frequency or the voltage deviates from a certain range .

이러한 전압 안정화장치는 별도로 복잡한 회로를 구비하여야 할 뿐 아니라, 상대적으로 고가의 장비이므로 전력 공급이 원활하지 않은 개발도상국 등에서 이러한 장비를 구매하여 사용하기가 어려운 문제점이 있다. Such a voltage stabilizing device requires not only a complex circuit but also a relatively expensive device, so that it is difficult to purchase such a device in a developing country where power supply is not smooth.

특허출원 제10-2016-0115158호Patent Application No. 10-2016-0115158

본 발명은 교류 전압에 대하여 위상제어를 수행함으로써, 공급 전압이 일정한 범위를 벗어나는 경우에도 부하에 안정적인 전압이 공급될 수 있도록 하는 위상제어를 이용한 전압 안정화장치 및 전압 안정화방법 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a voltage stabilizing device and a voltage stabilization method using phase control that allows a stable voltage to be supplied to a load even when a supply voltage deviates from a predetermined range by performing phase control on an AC voltage.

본 발명에 따른 위상 제어를 이용한 전압 안정화장치는 입력되는 교류 전압의 실효 전압을 측정하는 입력전압측정부와, 위상 오프 제어 시점에서 발생하는 인덕티브 킥백을 제거하는 방전회로부와, 입력되는 교류 전압을 부하에 공급하거나 차단하는 스위칭부 및 상기 스위칭부의 스위칭 동작을 이용하여 위상 오프 제어를 수행하되, 상기 입력전압 측정부에서 측정된 실효 전압 값에 따라 상기 스위칭부 및 상기 방전회로부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.A voltage stabilizing apparatus using phase control according to the present invention includes an input voltage measuring unit for measuring an effective voltage of an input AC voltage, a discharging circuit unit for removing an inductive kickback generated at a phase off control point, And a control unit for controlling the switching unit and the discharging circuit unit according to an effective voltage value measured by the input voltage measuring unit, performing a phase-off control using a switching operation of the switching unit .

본 발명에 따른 위상 제어를 이용한 전압 안정화방법은 입력되는 교류 전압의 실효 전압을 측정하는 단계와, 상기 측정된 실효 전압을 목표 제어 전압 값과 비교하는 단계 및 상기 측정된 실효전압이 목표 제어 전압 값보다 작은 경우에, 위상 오프 제어를 수행하여 인덕티브 킥백을 발생시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. The voltage stabilization method using phase control according to the present invention includes the steps of measuring an effective voltage of an input AC voltage, comparing the measured effective voltage with a target control voltage value, and comparing the measured effective voltage with a target control voltage value And performing a phase off control to generate an inductive kickback.

본 발명은 위상 제어를 이용하여 전압 안정화장치 및 전압 안정화방법을 구현함으로써, 전력계통이 불안정하여 전압이 등락하는 경우에도 효율적으로 부하에 안정적인 전압을 공급할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by implementing the voltage stabilizing device and the voltage stabilizing method using the phase control, it is possible to efficiently supply the stable voltage to the load even when the power system is unstable and the voltage fluctuates.

도 1 은 위상 온 제어(Phase On Control)의 일실시예를 나타낸 것이다.
도 2 는 위상 오프 제어(Phase Off Control)의 일실시예를 나타낸 것이다.
도 3 은 위상 오프 제어시 발생되는 인덕티브 킥백(inductive kickback)을 나타낸 것이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 위상 제어를 이용한 전압 안정화장치를 나타낸 것이다.
도 5 는 전압분배부의 일실시예를 나타낸 것이다.
도 6 은 방전회로부의 일실시예를 나타낸 것이다.
도 7 내지 도 8 은 입력 실효전압이 목표 전압에 비해 높은 경우, 입력 실효전압을 감소시키는 일실시예를 나타낸 것이다.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 전압 안정화 방법을 나타낸 흐름도이다. FIG. 1 shows an embodiment of phase on control.
2 shows an embodiment of a phase off control.
3 shows an inductive kickback that occurs during phase-off control.
4 illustrates a voltage stabilization apparatus using phase control according to an embodiment of the present invention.
5 shows an embodiment of the voltage distributor.
6 shows an embodiment of the discharge circuit.
7 to 8 show an embodiment for reducing the input effective voltage when the input effective voltage is higher than the target voltage.
9 is a flowchart illustrating a voltage stabilization method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail to the concrete inventive concept. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

위상 제어(phase control)는 교류 신호에 대하여, 특정 위상으로부터 전압을 공급하거나 차단하도록 하는 제어를 의미한다. 위상제어는 특정 위상으로부터 전압을 공급하거나 차단함으로써 부하에 공급되는 실효전압(effective voltage)을 낮추는데 이용할 수 있다. 즉, 정현파 신호의 일부를 차단함으로써 부하에 공급되는 실효전압을 낮출 수 있다. Phase control refers to a control that causes the AC signal to supply or cut off voltage from a specific phase. Phase control can be used to lower the effective voltage supplied to the load by supplying or blocking the voltage from a particular phase. That is, by blocking a part of the sinusoidal signal, the effective voltage supplied to the load can be lowered.

위상 제어에는 위상 온 제어(phase-on control)와 위상 오프 제어(phase-off control)의 2가지 방식이 있다.There are two types of phase control: phase-on control and phase-off control.

도 1 은 위상 온 제어(Phase On Control)의 일실시예를 나타낸 것이다. FIG. 1 shows an embodiment of phase on control.

도 1 을 참조하면, 교류 입력 신호의 제로크로싱 시점(T11)으로부터 T12 시점까지는 전압이 공급되지 않다가 T12 시점으로부터 전압 공급이 개시된다. 그리고, 다음 제로크로싱 시점(T13)까지 전압이 공급된다. 제로크로싱 시점(T13)으로부터는 전압 공급이 차단되며, T12 시점으로부터 180°위상차를 가지는 T14 시점에 다시 전압을 공급하기 시작한다. 그리고, 다음 제로크로싱 시점(T15)에서 다시 전압 공급이 차단되며, 이와 같은 전압 공급과 차단이 주기적으로 반복된다.Referring to FIG. 1, no voltage is supplied from the zero crossing point T11 of the AC input signal to the time point T12, and the voltage supply starts from the time point T12. Then, the voltage is supplied until the next zero crossing point T13. The voltage supply is interrupted from the zero crossing point T13 and the voltage starts to be supplied again at a time point T14 having a phase difference of 180 from the time point T12. At the next zero crossing point (T15), the voltage supply is interrupted again, and such voltage supply and interruption are repeated periodically.

도 2 는 위상 오프 제어(Phase Off Control)의 일실시예를 나타낸 것이다.2 shows an embodiment of a phase off control.

도 2 를 참조하면, 교류 입력 신호의 제로크로싱 시점(T21)으로부터 T22 시점까지는 전압이 공급되다가 T22 시점으로부터 전압 공급이 차단된다. 그리고, 다음 제로크로싱 시점(T23)까지 전압을 차단한다. 제로크로싱 시점(T23)으로부터 전압 공급이 다시 개시되며, T22 시점으로부터 180°위상차를 가지는 T24 시점에 다시 전압을 차단한다. 그리고, 다음 제로크로싱 시점(T25)에서 전압 공급이 시작되며, 이와 같은 전압 공급과 차단을 주기적으로 반복한다. Referring to FIG. 2, the voltage is supplied from the zero crossing point T21 to the time point T22 of the AC input signal, and the voltage supply is interrupted from the time point T22. Then, the voltage is cut off until the next zero crossing time T23. The voltage supply is restarted from the zero crossing point T23 and the voltage is again cut off at the time point T24 having a phase difference of 180 from the time point T22. Then, the voltage supply starts at the next zero crossing point (T25), and such voltage supply and interruption are periodically repeated.

상기와 같이, 위상 온 제어 방법이나 위상 오프 제어 방법을 사용하게 되면, 정현파 형태로 공급되는 전압의 일부를 차단하게 되므로, 부하에 공급되는 실효전압이 감소하게 되는 특징이 있다. As described above, when the phase-on control method or the phase-off control method is used, a part of the voltage supplied in the form of a sine wave is blocked, thereby reducing the effective voltage supplied to the load.

도 3 은 위상 오프 제어시 발생되는 인덕티브 킥백(inductive kickback)을 나타낸 것이다.3 shows an inductive kickback that occurs during phase-off control.

일반적으로, 전기/전자회로는 순수한 저항성 소자 혹은 저항성 소자와 용량성 소자 만으로 구성되지 않는 한 유도성 소자를 가지고 있다. 이러한 유도성 소자에 흐르던 전류를 급격히 차단하면, 유도성 소자에 존재하는 인덕턴스(inductance)에 의해 역기전력(counter electromotive force)이 발생하여, 차단된 시점의 전압을 유지하려는 인덕티브 킥백(inductive kickback)(31, 32)이 발생한다. Generally, an electrical / electronic circuit has an inductive element unless it consists of a pure resistive element or a resistive element and only a capacitive element. If the current flowing through the inductive element is suddenly blocked, a counter electromotive force is generated due to the inductance of the inductive element, so that an inductive kickback 31 and 32 are generated.

위상 오프 제어는 정현파 형태의 입력 전압 신호에 대해 특정 위상 시점으로부터 입력 전압을 차단하도록 하는 방법인데, 갑작스런 전압 공급 차단시에 발생하는 인덕티브 킥백으로 인해 위상 오프 제어 방식을 적용하는데 곤란함이 있었다. The phase-off control is a method of blocking the input voltage from a specific phase time point for a sinusoidal input voltage signal. However, it has been difficult to apply the phase-off control method due to inductive kickback that occurs when a sudden voltage supply is interrupted.

그러나, 본 발명에서는 실효전압을 낮출 필요가 있는 경우에는 인덕티브 킥백이 제거된 위상 오프 제어를 수행함으로써 전압 안정화를 수행하고, 실효전압을 높일 필요가 있는 경우에는 위상 오프 제어에 의해 인덕티브 킥백을 발생시킴으로서 전압 안정화를 수행한다. However, in the present invention, when it is necessary to lower the effective voltage, the voltage stabilization is performed by performing the phase-off control from which the inductive kickback is removed, and when it is necessary to increase the effective voltage, the inductive kickback Voltage stabilization is performed.

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 위상 제어를 이용한 전압 안정화장치를 나타낸 것이다. 4 illustrates a voltage stabilization apparatus using phase control according to an embodiment of the present invention.

도 4 를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전압 안정화장치는 입력전압측정부(41)와, 제로크로싱 감지부(43)와, 전압분배부(44)와, 스위칭부(45)와, 제어부(46)와, 방전회로부(47)을 포함하여 이루어진다. 4, the voltage stabilizing device includes an input voltage measuring unit 41, a zero crossing sensing unit 43, a voltage distributing unit 44, a switching unit 45, A control unit 46, and a discharge circuit unit 47, as shown in FIG.

도 5 는 전압분배부(44)의 일실시예를 나타낸 것이다. Fig. 5 shows an embodiment of the voltage distribution section 44. Fig.

도 5 에 도시된 바와 같이, 전압분배부(44)는 저항성소자(441)와 스위칭소자(442)를 포함하여 이루어진다. 이때, 저항성소자(441)가 가지는 저항 값은 부하(42)가 가지는 저항 값에 비해 매우 큰 것이 바람직하다. As shown in Fig. 5, the voltage distribution section 44 includes a resistive element 441 and a switching element 442. [ At this time, it is preferable that the resistance value of the resistive element 441 is much larger than the resistance value of the load 42. [

도 6 은 방전회로부(47)의 일실시예를 나타낸 것이다. Fig. 6 shows an embodiment of the discharge circuit portion 47. Fig.

도 6 에 도시된 바와 같이, 방전회로부(47)는 방전소자(471)와 스위칭소자(472)를 포함하여 이루어진다. 이때, 방전소자(471)는 저항성 소자로서, 방전소자(471)가 가지는 저항 값은 부하(42)가 가지는 저항 값에 비해 매우 작은 값을 가지는 것이 바람직하다. As shown in Fig. 6, the discharge circuit portion 47 includes a discharge element 471 and a switching element 472. Fig. At this time, it is preferable that the discharge element 471 is a resistive element, and the resistance value of the discharge element 471 has a very small value compared with the resistance value of the load 42. [

도 7 내지 도 8 은 입력 실효전압이 목표 전압에 비해 높은 경우, 입력 실효전압을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 제어부는 입력전압측정부(41)로부터 입력 실효전압에 관한 정보를 획득하여, 입력 실효전압이 목표 전압에 비해 높은 경우, 부하에 공급되는 실효전압을 감소시키기 위해 도 7 내지 도 8 에 도시한 방법으로 전압 안정화제어를 수행한다. Figures 7 to 8 relate to a method for reducing the input rms voltage when the rms voltage is higher than the target voltage. The control unit obtains the information on the input effective voltage from the input voltage measuring unit 41 and, in order to reduce the effective voltage supplied to the load when the input effective voltage is higher than the target voltage, To perform voltage stabilization control.

도 7 은 도 4 에 따른 전압 안정화장치를 이용하여 전압 안정화를 수행하는 경우, 전압 안정화장치의 동작에 따른 신호 파형을 나타낸 것이다. 특히, 도 7 은 위상 오프 제어가 미리 정해진 기준전압 보다 낮은 전압에서 수행되는 경우의 출력 신호 파형을 나타낸 것이다. FIG. 7 shows signal waveforms according to the operation of the voltage stabilizer when voltage stabilization is performed using the voltage stabilizer of FIG. In particular, FIG. 7 shows the output signal waveform when the phase-off control is performed at a voltage lower than a predetermined reference voltage.

먼저, 도 7 을 참조하여, 도 4 에 따른 전압 안정화장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. First, referring to FIG. 7, the operation of the voltage stabilizing device of FIG. 4 will be described.

스위칭부(45)는 제1제로크로싱 시점(T71)으로부터 오프 제어 시점(T72)까지 스위칭 온 상태에 있도록 제어된다. 즉, 제어부(46)는 제로크로싱 감지부(43)를 통해 제1제로크로싱 시점(T71)을 감지하고, 스위칭부(45)가 제1제로크로싱 시점(T71)에서 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어한다. The switching unit 45 is controlled to be in the switching-on state from the first zero crossing point of time T71 to the OFF control point of time T72. That is, the control unit 46 detects the first zero crossing time T71 through the zero crossing sensing unit 43 and controls the switching unit 45 to perform the switching-on operation at the first zero crossing time T71 do.

제어부(46)의 제어에 따라, 오프 제어 시점(T72)에서 스위칭부(45)가 스위칭 오프 동작을 수행하면, 입력단에서 부하(42)쪽으로 공급되던 전압 신호가 차단된다. According to the control of the control unit 46, when the switching unit 45 performs the switching-off operation at the off-control time point T72, the voltage signal supplied to the load 42 from the input terminal is cut off.

그리고, 스위칭부(45)의 스위칭 오프 동작으로 인해 발생되는 인덕티브 킥백을 제거하기 위해, 제어부(46)는 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)가 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어한다. 스위칭부(45)가 스위칭 온 동작을 수행할 때, 스위칭부(45)의 스위칭 오프 동작에 의해 발생하는 역기전력 에너지는 방전회로부(47)의 방전소자(471)를 통해 소멸된다. The control unit 46 controls the switching device 472 of the discharging circuit unit 47 to perform the switching-on operation in order to eliminate the inductive kickback caused by the switching-off operation of the switching unit 45. [ When the switching unit 45 performs the switching-on operation, the counter-electromotive force energy generated by the switching-off operation of the switching unit 45 is destroyed through the discharging device 471 of the discharging circuit unit 47.

제어부(46)는 스위칭부(45)의 스위칭 오프 동작 수행 시점(T72)에서, 혹은 스위칭 오프 동작 직전 혹은 직후에 스위칭소자(472)가 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이때, 스위칭소자(472)의 스위칭 오프 동작의 수행 시점은 스위칭부(45)의 스위칭 오프 동작 수행 직후인 것이 바람직하다. The control unit 46 can control the switching device 472 to perform the switching-on operation at the switching-off operation execution time T72 of the switching unit 45, or immediately before or after the switching-off operation. At this time, it is preferable that the switching-off operation of the switching device 472 is performed immediately after the switching-off operation of the switching unit 45 is performed.

방전회로부(47)의 스위칭소자(472)는 오프 제어 시점(T72) 직후로부터 스위칭 온 상태를 유지하다가, 제2제로크로싱 시점(T73)에 스위칭 오프 동작을 수행한다. The switching element 472 of the discharge circuit unit 47 maintains the switching on state immediately after the OFF control time T72 and performs the switching off operation at the second zero crossing time T73.

즉, 제어부(46)가 제로크로싱 감지부(43)를 통해 제2제로크로싱 시점(T73)을 감지하면, 그 시점에서 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)가 스위칭 오프 동작을 수행하도록 제어한다. That is, when the control unit 46 senses the second zero crossing point T73 through the zero crossing sensing unit 43, the switching unit 472 of the discharging circuit unit 47 performs a switching-off operation do.

도 7 의 경우와 같이, 위상 오프 제어가 미리 정해진 기준전압보다 낮은 전압에서 수행되는 경우에, 제어부(46)는 전압분배부(44)의 스위칭소자(442)가 항상 열려있도록 제어한다. As in the case of FIG. 7, when the phase-off control is performed at a voltage lower than a predetermined reference voltage, the control unit 46 controls the switching device 442 of the voltage distribution unit 44 to be always open.

도 8 은 도 4 에 따른 전압 안정화장치를 이용하여 전압 안정화를 수행하는 경우, 전압 안정화장치의 동작에 따른 신호 파형을 나타낸 것이다. 특히, 도 8 은 위상 오프 제어가 미리 정해진 기준전압 보다 높은 전압에서 수행되는 경우의 출력 신호 파형을 나타낸 것이다. FIG. 8 shows signal waveforms according to the operation of the voltage stabilizer when voltage stabilization is performed using the voltage stabilizer of FIG. Specifically, FIG. 8 shows the output signal waveform when the phase-off control is performed at a voltage higher than a predetermined reference voltage.

도 8 을 참조하여, 도 4 에 따른 전압 안정화장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 8, the operation of the voltage stabilizing device of FIG. 4 will be described below.

스위칭부(45)는 제1제로크로싱 시점(T81)으로부터 오프 제어 시점(T82)까지 스위칭 온 상태에 있도록 제어된다. 즉, 제어부(46)는 제로크로싱 감지부(43)를 통해 제1제로크로싱 시점(T81)을 감지하고, 스위칭부(45)가 제1제로크로싱 시점(T81)에서 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어한다. The switching unit 45 is controlled to be in the switching on state from the first zero crossing point of time T81 to the OFF control point of time T82. That is, the control unit 46 detects the first zero crossing time T81 through the zero crossing sensing unit 43 and controls the switching unit 45 to perform the switching-on operation at the first zero crossing time T81 do.

도 8 에 도시된 바와 같이, 오프 제어 시점(T82)에서의 입력전압은 기준전압보다도 높다. 이러한 상황에서 스위칭부(45)가 오프 동작을 수행하면, 방전회로부(47)만을 가지고는 높은 전압에 의해 발생하는 역기전력 에너지를 모두 제거할 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 전압분배부(44)를 이용하여 방전회로부(47)에 걸리는 전압을 강하시킬 필요가 있게 된다. As shown in Fig. 8, the input voltage at the off-control time T82 is higher than the reference voltage. If the switching unit 45 performs the OFF operation in this situation, there is a problem that all of the back electromotive force energy generated by the high voltage can not be removed with only the discharge circuit unit 47. [ Therefore, it is necessary to lower the voltage applied to the discharge circuit portion 47 by using the voltage distribution portion 44. [

그러므로, 제어부(46)는 오프 제어 시점(T82) 직전 혹은 직후에 전압분배부(44)의 스위칭소자(442)가 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어함으로써, 방전회로부(47)에 걸리는 전압을 기준전압 이하로 강하시킨다. Therefore, the control unit 46 controls the switching element 442 of the voltage distribution unit 44 to perform the switching-on operation immediately before or immediately after the OFF control time point T82, thereby changing the voltage applied to the discharge circuit unit 47 to the reference voltage .

그리고, 제어부(46)의 제어에 따라, 오프 제어 시점(T82)에서 스위칭부(45)가 스위칭 오프 동작을 수행하면, 입력단에서 부하(42)쪽으로 공급되던 전압 신호가 차단된다. When the switching unit 45 performs the switching-off operation at the off-control time T82 under the control of the control unit 46, the voltage signal supplied to the load 42 from the input terminal is cut off.

스위칭부(45)에 의한 스위칭 오프 동작이 수행되면, 이로 인해 발생되는 인덕티브 킥백을 막기 위해, 제어부(46)는 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)가 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어한다. 따라서, 스위칭부(45)가 스위칭 오프 동작을 수행할 때, 스위칭부(45)의 스위칭 오프 동작에 의해 발생하는 역기전력 에너지는 방전회로부(47)의 방전소자(471)를 통해 소멸된다. When the switching-off operation is performed by the switching unit 45, the control unit 46 controls the switching unit 472 of the discharging circuit unit 47 to perform a switching-on operation in order to prevent the inductive kickback caused thereby . Therefore, when the switching unit 45 performs the switching-off operation, the counter-electromotive force energy generated by the switching-off operation of the switching unit 45 is destroyed through the discharging device 471 of the discharging circuit unit 47.

제어부(46)는 스위칭부(45)의 스위칭 오프 동작 수행 시점(T82) 직전 또는 직후에 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)가 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어할 수 있으나, 스위칭부(45)의 스위칭 오프 동작 수행 시점(T82) 직후에 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)가 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어하는 것이 바람직 하다.The control unit 46 can control the switching element 472 of the discharge circuit unit 47 to perform the switching on operation immediately before or after the switching off operation time point T82 of the switching unit 45, It is preferable that the switching element 472 of the discharging circuit unit 47 performs a switching-on operation immediately after the switching-off operation time point T82 of FIG.

그리고, 제어부(46)는 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)가 스위칭 온 동작을 수행한 시점 직후에 전압분배부(44)의 스위칭소자(442)가 스위칭 오프 동작을 수행하도록 제어하는 것이 바람직하다.  The control unit 46 controls the switching element 442 of the voltage distribution unit 44 to perform the switching-off operation immediately after the switching element 472 of the discharging circuit unit 47 performs the switching-on operation desirable.

한편, 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)는 오프 제어 시점(T82) 직전 혹은 직후로부터 스위칭 온 상태를 유지하다가, 제2제로크로싱 시점(T83)에 스위칭 오프 동작을 수행한다. On the other hand, the switching element 472 of the discharge circuit unit 47 maintains the switching-on state immediately before or immediately after the OFF control timing T82, and performs the switching-off operation at the second zero crossing timing T83.

즉, 제어부(46)가 제로크로싱 감지부(43)를 통해 제2제로크로싱 시점(T83)을 감지하면, 그 시점에서 방전회로부(47)의 스위칭소자(472)가 스위칭 오프 동작을 수행하도록 제어한다. That is, when the control unit 46 detects the second zero crossing point T83 through the zero crossing sensing unit 43, the switching unit 472 of the discharging circuit unit 47 performs the switching-off operation do.

또한, 제어부(46)는 제2제로크로싱 시점(T83)을 감지하면, 그 시점에서 스위칭부(45)가 스위칭 온 동작을 수행하도록 제어하며, 스위칭부(45)는 다음 오프 제어 시점(T84)까지 스위칭 온 상태를 유지한다. The control unit 46 controls the switching unit 45 to perform a switching-on operation at that point of time when the second zero-crossing point of time T83 is sensed, and the switching unit 45 controls the switching- Up state.

입력 실효전압이 목표 전압에 비해 낮은 경우에는, 입력 실효전압을 증가시킬 필요가 있다. 따라서, 제어부(46)는 일정한 시점에 위상 오프 제어를 수행함으로써, 도 3 에 도시된 인덕티브 킥백을 발생시킨다. 즉, 입력전압측정부(41)로부터 입력 실효전압에 관한 정보를 획득하여, 입력 실효전압이 목표 전압에 비해 낮은 경우, 도 3 에 도시된 위상 오프 제어를 수행하되, 인덕티브 킥백을 제거하지 않음으로써 부하에 공급되는 실효전압을 증가시킨다. When the input effective voltage is lower than the target voltage, it is necessary to increase the input effective voltage. Therefore, the control unit 46 performs the phase-off control at a certain point of time, thereby generating the inductive kickback shown in Fig. That is, information on the input effective voltage is obtained from the input voltage measuring unit 41. When the input effective voltage is lower than the target voltage, the phase off control shown in FIG. 3 is performed, but the inductive kickback is not removed Thereby increasing the effective voltage supplied to the load.

상기와 같이 안정화장치를 이용하여 실효전압을 증가시키거나 감소시키는 경우에, 제어 목표전압 내로 전압이 안정화 되었는지를 확인하기 위하여 출력전압측정부(48)로부터 출력 전압에 관한 정보가 제어부(46)에 제공된다. In the case of increasing or decreasing the effective voltage by using the stabilizer as described above, information on the output voltage from the output voltage measuring unit 48 is supplied to the control unit 46 in order to check whether the voltage stabilizes within the control target voltage / RTI >

제어부(46)는 출력전압측정부(48)로부터 입력된 출력전압정보에 따라, 어느 위상 시점에서 위상 오프 제어를 수행할 것인지를 결정할 수 있다. 즉, 출력전압정보를 이용하여 위상오프제어를 수행함으로써, 제어 목표 전압에 이르기 위해 어느 시점에서 전압공급을 차단하는지를 결정할 수 있게 된다. The control unit 46 can determine at which phase the phase-off control is to be performed according to the output voltage information input from the output voltage measuring unit 48. [ That is, by performing the phase-off control using the output voltage information, it becomes possible to determine at which point the voltage supply is cut off to reach the control target voltage.

도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 전압 안정화 방법을 나타낸 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a voltage stabilization method according to an embodiment of the present invention.

도 9 를 참조하면, 먼저 입력전압측정부(41)에서 입력 실효전압을 측정하고(S91), 측정된 입력 실효전압이 목표 제어전압 이내인지를 검사한다(S92). Referring to FIG. 9, the input voltage measuring unit 41 first measures the input effective voltage (S91), and checks whether the measured input effective voltage is within the target control voltage (S92).

측정된 입력 실효전압이 목표 제어전압보다 높은지 여부를 검사하여(S93), 낮은 경우에는 위상 오프 제어를 수행하여 인덕티브 킥백을 발생시킴으로써 출력 실효 전압을 상승시킨다(S94).In step S93, it is determined whether the measured input effective voltage is higher than the target control voltage. If the measured input effective voltage is lower than the target control voltage, a phase off control is performed to generate an inductive kickback to increase the output effective voltage.

측정된 입력 실효전압이 목표 제어전압보다 높은 경우, 위상 오프 제어를 기준 전압 이상에서 수행할 필요가 있는지를 판단하여(S95), 기준 전압 이하에서 위상오프 제어를 수행하는 경우에는 전압분배부(44)를 통한 전압 강하 없이 방전회로부(47)를 통해 인덕티브 킥백을 제거한다(S96). When the measured input effective voltage is higher than the target control voltage, it is determined whether the phase off control needs to be performed above the reference voltage (S95). When the phase off control is performed below the reference voltage, The inductive kickback is removed through the discharging circuit unit 47 (S96).

한편, 기준 전압 이상에서 위상 오프 제어를 수행하는 경우에는, 전압분배부(44)를 통한 전압강하 및 방전회로부(47)를 통한 인덕티브 킥백 제거를 수행한다(S97)On the other hand, when the phase-off control is performed above the reference voltage, the voltage drop through the voltage divider 44 and the inductive kickback removal through the discharge circuit 47 are performed (S97)

기준 전압 이상에서 혹은 이하에서 위상 오프 제어를 수행해야 하는지 여부는 입력 실효전압의 크기에 따라 결정할 수 있다. 예를 들어, 입력 실효전압이 상대적으로 큰 경우에는 입력 전압의 많은 부분을 차단하기 위해 기준 전압 이상에서 위상 오프 제어를 수행할 수 있다. 한편, 입력 실효전압이 상대적으로 작은 경우에는 입력 전압 중 적은 부분만을 차단하기 위해 기준 전압 이하에서 위상 오프 제어를 수행할 수 있다. Whether or not the phase off control should be performed at or above the reference voltage can be determined according to the magnitude of the input effective voltage. For example, if the input effective voltage is relatively large, phase off control may be performed above the reference voltage to block a large portion of the input voltage. On the other hand, when the input effective voltage is relatively small, the phase off control may be performed below the reference voltage to cut off only a small portion of the input voltage.

또한, 제어부(46)는 출력전압측정부(48)를 통해 출력되는 전압을 실시간으로 모니터링 하여 전압 안정화 제어가 목표 제어 전압 이내로 이루어지고 있는지 여부를 검사할 수 있다. In addition, the control unit 46 monitors the voltage output through the output voltage measurement unit 48 in real time to check whether the voltage stabilization control is within the target control voltage.

41 : 입력전압측정부 42 : 부하
43 : 제로크로싱 감지부 44 : 전압분배부
45 : 스위칭부 46 : 제어부
47 : 방전회로부 48 : 출력전압측정부
441 : 저항성소자 442 : 스위칭 소자
471 : 방전저항 472 : 스위칭 소자41: input voltage measuring unit 42: load
43: Zero crossing detection unit 44: Voltage distribution unit
45: switching unit 46:
47: discharge circuit part 48: output voltage measuring part
441: Resistive element 442: Switching element
471: discharging resistor 472: switching element

Claims (5)

입력되는 교류 전압의 실효 전압을 측정하는 입력전압측정부;
위상 오프 제어 시점에서 발생하는 인덕티브 킥백을 제거하는 방전회로부;
입력되는 교류 전압을 부하에 공급하거나 차단하는 스위칭부; 및
상기 스위칭부의 스위칭 동작을 이용하여 위상 오프 제어를 수행하되, 상기 입력전압 측정부에서 측정된 실효 전압 값이 목표 제어전압보다 낮은 경우, 위상 오프 제어를 통해 인덕티브 킥백(inductive kickback)을 발생시키고, 상기 입력전압 측정부에서 측정된 실효 전압 값이 목표 제어전압보다 높은 경우, 위상 오프 제어를 통해 발생된 인덕티브 킥백을 제거하도록 상기 스위칭부 및 상기 방전회로부를 제어하는 제어부
를 포함하여 이루어지는 위상 제어를 이용한 전압 안정화장치.An input voltage measuring unit for measuring an effective voltage of an input AC voltage;
A discharge circuit for removing an inductive kickback occurring at a phase-off control point;
A switching unit for supplying or cutting off the input AC voltage to the load; And
And an inductive kickback is generated through a phase off control when an effective voltage measured by the input voltage measuring unit is lower than a target control voltage, And a control unit for controlling the switching unit and the discharging circuit unit to remove the inductive kickback generated through the phase-off control when the effective voltage measured by the input voltage measuring unit is higher than the target control voltage.
The voltage stabilization device comprising: 제 1 항에 있어서,
상기 입력전압 측정부에서 측정된 실효 전압 값이 목표 제어전압보다 높은 경우, 상기 위상 오프 제어시점의 전압이 기준전압 이상이면, 상기 제어부의 제어에 따라, 부하에 병렬로 연결됨으로써 부하에 걸리는 전압을 강하시키는 전압분배부를 더 포함하여 이루어지는 위상 제어를 이용한 전압 안정화장치.The method according to claim 1,
When the voltage measured at the input voltage measuring unit is higher than the target control voltage and the voltage at the phase off control point is equal to or higher than the reference voltage, And a voltage dividing unit that divides the voltage applied to the voltage divider by a predetermined voltage. 입력되는 교류 전압의 실효 전압을 측정하는 단계;
상기 측정된 실효 전압을 목표 제어 전압 값과 비교하는 단계; 및
상기 측정된 실효전압이 목표 제어 전압 값보다 작은 경우에, 위상 오프 제어를 수행하여 인덕티브 킥백을 발생시키고,
상기 측정된 실효 전압이 목표 제어 전압 값보다 큰 경우에, 위상 오프 제어를 수행하되, 위상 오프 제어에 의해 발생하는 인덕티브 킥백을 제거하는 단계
를 포함하여 이루어지는 위상 제어를 이용한 전압 안정화방법.Measuring an effective voltage of an input AC voltage;
Comparing the measured rms voltage to a target control voltage value; And
When the measured effective voltage is less than the target control voltage value, performs a phase-off control to generate an inductive kickback,
Performing a phase-off control when the measured effective voltage is greater than a target control voltage value, removing an inductive kickback caused by a phase-off control
And a voltage stabilization method using the phase control. 제 3 항에 있어서,
상기 인덕티브 킥백을 제거하는 단계는,
상기 위상 오프 제어를 수행하는 시점의 전압이 기준전압보다 높은 경우, 부하에 걸리는 전압을 강하시키고 인덕티브 킥백을 제거하는 단계를 더 포함하는 위상 제어를 이용한 전압 안정화방법.The method of claim 3,
Wherein removing the inductive kickback comprises:
Further comprising the step of lowering the voltage applied to the load and removing the inductive kickback if the voltage at the time of performing the phase-off control is higher than the reference voltage. 삭제delete
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