KR101873764B1 - Power transforming apparatus and air conditioner including the same - Google Patents

Power transforming apparatus and air conditioner including the same Download PDF

Info

Publication number
KR101873764B1
KR101873764B1 KR1020160171293A KR20160171293A KR101873764B1 KR 101873764 B1 KR101873764 B1 KR 101873764B1 KR 1020160171293 A KR1020160171293 A KR 1020160171293A KR 20160171293 A KR20160171293 A KR 20160171293A KR 101873764 B1 KR101873764 B1 KR 101873764B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capacitor
voltage
power
stage
unit
Prior art date
Application number
KR1020160171293A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180069264A (en
Inventor
이원우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020160171293A priority Critical patent/KR101873764B1/en
Publication of KR20180069264A publication Critical patent/KR20180069264A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101873764B1 publication Critical patent/KR101873764B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • G01R31/3606
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로 특히, DC단 캐패시터를 보호할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 교류 전원으로부터 입력되는 교류를 정류하는 정류부; 상기 정류부의 DC 출력 전압이 저장되는 DC단 캐패시터; 및 상기 DC단 캐패시터에 저장된 DC 전압을 이용하여 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및 상기 DC단 캐패시터와 선택적으로 연결되어 상기 DC단 캐패시터를 보호하는 캐패시터 보호부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a power conversion apparatus, and more particularly, to a power conversion apparatus capable of protecting a DC stage capacitor and an air conditioner including the same. The present invention is characterized by comprising: a rectifying section for rectifying an AC input from an AC power source; A DC stage capacitor in which the DC output voltage of the rectifying unit is stored; And an inverter for converting the DC voltage into an AC power using a DC voltage stored in the DC capacitor; And a capacitor protection unit selectively connected to the DC stage capacitor to protect the DC stage capacitor.

Description

전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 {Power transforming apparatus and air conditioner including the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion apparatus and an air conditioner including the same,

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로 특히, DC단 캐패시터를 보호할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a power conversion apparatus, and more particularly, to a power conversion apparatus capable of protecting a DC stage capacitor and an air conditioner including the same.

일반적으로, 공기 조화기의 압축기는 모터를 구동원으로 이용하고 있다. 이러한 모터에는 전력 변환 장치로부터 교류 전력이 공급된다.Generally, a compressor of an air conditioner uses a motor as a driving source. These motors are supplied with AC power from a power conversion device.

이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 역률 제어부 및 인버터 방식의 전력 변환부를 구성하는 것이 일반적으로 알려져 있다. It is generally known that such a power conversion apparatus mainly constitutes a rectification section, a power factor control section, and an inverter type power conversion section.

우선, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류부에서 정류된 전압은 인버터와 같은 전력 변환부에 공급된다. 이때, 전력 변환부는, 정류부에서 출력된 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 교류 전력을 생성한다.First, the commercial voltage of the AC output from the commercial power source is rectified by the rectifying part. The voltage rectified in this rectifying part is supplied to a power converting part such as an inverter. At this time, the power converting unit generates AC power for driving the motor by using the voltage output from the rectifying unit.

경우에 따라, 정류부와 인버터 사이에는 역률 개선을 위한 직류-직류 컨버터(DC-DC converter)가 구비될 수 있다.In some cases, a DC-DC converter for improving the power factor may be provided between the rectification part and the inverter.

이러한 정류부 또는 컨버터와 인버터 사이에는 직류(DC) 전압을 충전하는 DC단 캐패시터가 설치된다.A DC stage capacitor for charging a direct current (DC) voltage is provided between the rectification part or the converter and the inverter.

전력 변환 장치의 동작 중에, 회로 테스트, 전원 과전압 인가, 서지 전압 인가 또는 압축기 탈조에 의한 회생 전류 등의 이상 조건이 발생할 수 있으며, 이러한 이상 조건에 의하여 DC단 캐패시터에 인가되는 전압이 상승할 수 있다.An abnormal condition such as a circuit test, a power overvoltage, a surge voltage application, or a regenerative current due to compressor deaeration may occur during operation of the power conversion apparatus, and the voltage applied to the DC stage capacitor may rise due to such an abnormal condition .

이와 같이, DC단 캐패시터에 과전압이 인가되는 경우에는 DC단 캐패시터 내부의 전해액이 끓을 수 있고, DC단 캐패시터의 상단이 부풀어 오르면서 소손이 발생할 수 있다.In this way, when an overvoltage is applied to the DC stage capacitor, the electrolytic solution inside the DC stage capacitor may boil, and the upper end of the DC stage capacitor may swell up and burn out.

따라서, 이러한 DC단 캐패시터를 효과적으로 보호할 수 있는 방안이 요구된다.Therefore, there is a need for a way to effectively protect such a DC stage capacitor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전력 변환 장치에 구비되는 DC단 캐패시터를 안전하게 보호할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power conversion device capable of safely protecting a DC stage capacitor included in a power conversion device and an air conditioner including the same.

또한, 하드웨어 구성에 의하여 과전압으로부터 실시간으로 반응하여 DC단 캐패시터를 안전하게 보호할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하고자 한다.Also, it is an object of the present invention to provide a power conversion apparatus and an air conditioner including the power conversion apparatus that can safely protect a DC stage capacitor by reacting in real time from an overvoltage by a hardware configuration.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 교류 전원으로부터 입력되는 교류를 정류하는 정류부; 상기 정류부의 DC 출력 전압이 저장되는 DC단 캐패시터; 및 상기 DC단 캐패시터에 저장된 DC 전압을 이용하여 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및 상기 DC단 캐패시터와 선택적으로 연결되어 상기 DC단 캐패시터를 보호하는 캐패시터 보호부를 포함하여 구성될 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a rectifying unit for rectifying an AC input from an AC power supply; A DC stage capacitor in which the DC output voltage of the rectifying unit is stored; And an inverter for converting the DC voltage into an AC power using a DC voltage stored in the DC capacitor; And a capacitor protection unit selectively connected to the DC stage capacitor to protect the DC stage capacitor.

여기서, 상기 캐패시터 보호부는, 상기 DC단 캐패시터와 선택적으로 직렬 연결되는 보조 캐패시터를 포함할 수 있다.Here, the capacitor protector may include an auxiliary capacitor selectively connected in series with the DC stage capacitor.

이때, 상기 캐패시터 보호부는, 상기 캐패시터의 양단 전압을 감지하는 전압 감지부; 상기 전압 감지부에 의하여 감지된 전압을 설정 전압과 비교하는 비교기; 및 상기 비교기의 출력 신호에 따라 상기 DC단 캐패시터와 상기 보조 캐패시터를 직렬로 연결하는 연결제어부를 포함할 수 있다.In this case, the capacitor protector may include: a voltage sensing unit for sensing a voltage across the capacitor; A comparator for comparing a voltage sensed by the voltage sensing unit with a set voltage; And a connection controller for connecting the DC capacitor and the auxiliary capacitor in series according to an output signal of the comparator.

또한, 상기 연결제어부는, 상기 비교기의 출력이 베이스 단에 연결되고, 콜렉터 단이 상기 DC단 캐패시터와 연결되는 제1스위칭 소자; 및 상기 DC단 캐패시터와 상기 제1스위칭 소자의 콜렉터 단 사이에 연결되는 상기 보조 캐패시터를 포함할 수 있다.The connection control unit may include: a first switching device having an output of the comparator connected to a base end and a collector end connected to the DC stage capacitor; And the auxiliary capacitor connected between the DC stage capacitor and the collector stage of the first switching device.

이때, 상기 설정 전압은 450V 내지 500V일 수 있다.At this time, the set voltage may be 450V to 500V.

여기서, 상기 정류부와 DC단 캐패시터 사이에는, 상기 정류부에서 출력된 전원에 대하여 역률 개선 동작을 수행하는 역률 제어부를 더 포함할 수 있다.Here, a power factor control unit may be further provided between the rectifying unit and the DC stage capacitor to perform a power factor improving operation on the power outputted from the rectifying unit.

이때, 상기 역률 제어부는, 상기 정류부에 연결되는 인덕터; 상기 인덕터에 연결되는 제2스위칭 소자; 상기 제2스위칭 소자와 병렬로 연결되는 상기 DC단 캐패시터; 및 상기 제2스위칭 소자와 DC단 캐패시터 사이에 연결되는 다이오드를 포함하는 승압 컨버터를 구성할 수 있다.In this case, the power factor control unit may include an inductor connected to the rectifying unit; A second switching element connected to the inductor; The DC stage capacitor connected in parallel with the second switching device; And a diode connected between the second switching device and the DC stage capacitor.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 위에서 설명한 전력 변환 장치를 포함하는 공기 조화기를 제공할 수 있다.As a second aspect of the present invention, the present invention can provide an air conditioner including the power conversion device described above.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.

본 발명에 의하면, 서지 전압 발생 및 기타 이상 조건에 의하여 DC 링크의 전압이 상승하더라도 DC단 캐패시터를 과전압으로부터 보호할 수 있다.According to the present invention, even if the voltage of the DC link rises due to surge voltage generation and other abnormal conditions, the DC stage capacitor can be protected from overvoltage.

릴레이를 이용하는 경우나, 컨버터 제어부에서 소프트웨어를 이용하여 전압을 차단하는 경우는 감지하는 시간이 지체되어 DC단 캐패시터를 과전압으로부터 안전하게 보호하지 못할 수 있으나, 본 발명에 의하면, 비교기와 같은 하드웨어는 실시간으로 과전압에 대하여 반응하여 작동할 수 있으므로 캐패시터를 과전압으로부터 안전하게 보호할 수 있는 것이다.In the case of using a relay or using a software to cut off the voltage by using the converter control unit, the sensing time may be delayed and the DC-side capacitor may not be safely protected from overvoltage. According to the present invention, It can operate in response to the overvoltage, so that the capacitor can be safely protected from overvoltage.

도 1은 전력 변환 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 전력 변환 장치의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 4는 DC단 캐패시터가 손상된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
1 is a block diagram showing an example of a power conversion apparatus.
2 is a circuit diagram showing an example of a power conversion apparatus.
3 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a state in which the DC stage capacitor is damaged.
5 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to a second embodiment of the present invention.

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

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. 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. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be appreciated that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers and / or regions, such elements, components, regions, layers and / And should not be limited by these terms.

도 1은 전력 변환 장치의 일례를 나타내는 블록도이고, 도 2는 전력 변환 장치의 일례를 나타내는 회로도이다.Fig. 1 is a block diagram showing an example of a power conversion apparatus, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an example of a power conversion apparatus.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전력 변환 장치(100)는 교류 전원(10)을 정류하는 정류부(110), 정류부(110)에서 정류된 DC 전압을 승/강압하거나 역률을 제어하는 컨버터(120), 컨버터(120)를 제어하는 컨버터 제어부(130), 삼상 교류 전류를 출력하는 인버터(140), 인버터(140)를 제어하는 인버터 제어부(150)와, 그리고 컨버터(120)와 인버터(140) 사이의 DC단 캐패시터(C)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the power inverter 100 includes a rectifier 110 for rectifying an AC power source 10, a converter 120 for controlling the power factor of the DC voltage rectified by the rectifier 110, A converter control unit 130 for controlling the converter 120, an inverter 140 for outputting a three-phase AC current, an inverter control unit 150 for controlling the inverter 140 and a converter 120 and an inverter 140, And a DC-side capacitor C between the first and second capacitors.

이러한 인버터(140)는 삼상 교류 전류를 출력하며, 이러한 출력 전류는 모터(200)에 공급된다. 여기서, 모터(200)는 공기 조화기를 구동하는 압축기 모터일 수 있다. 이하, 모터(200)는 공기 조화기를 구동하는 압축기 모터이고, 전력 변환 장치(100)는 이러한 압축기 모터를 구동하는 모터 구동장치인 것을 예로 설명한다.This inverter 140 outputs a three-phase alternating current, and this output current is supplied to the motor 200. Here, the motor 200 may be a compressor motor for driving the air conditioner. Hereinafter, the motor 200 is a compressor motor that drives the air conditioner, and the power inverter 100 is a motor driving device that drives such a compressor motor.

그러나 모터(200)는 압축기 모터에 제한되지 않으며, 주파수 가변된 교류 전압을 이용하는 다양한 응용제품, 예를 들어, 냉장고, 세탁기, 전동차, 자동차, 청소기 등의 교류 모터에 이용될 수 있다.However, the motor 200 is not limited to a compressor motor and can be used in various applications using frequency-varying alternating voltages, for example, AC motors such as refrigerators, washing machines, electric trains, automobiles, and vacuum cleaners.

한편, 모터 구동장치(100)는, DC단 전압 검출부(B), 입력 전압 검출부(A), 입력 전류 검출부(D), 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다. The motor driving apparatus 100 may further include a DC voltage detection unit B, an input voltage detection unit A, an input current detection unit D, and an output current detection unit E.

모터 구동장치(100)는, 계통으로부터의 교류 전원을 공급받아, 전력 변환하여, 모터(200)에 변환된 전력을 공급한다.The motor drive apparatus 100 receives the AC power from the system, converts the power, and supplies the converted power to the motor 200.

컨버터(120)는, 입력 교류 전원(10)을 직류 전원으로 변환한다. 이러한 컨버터(120)는 역률 제어부(PFC(power factor control)부)로 작동하는 직류-직류(DC-DC) 컨버터를 이용할 수 있다. 또한, 이러한 직류-직류(DC-DC) 컨버터는 승압 컨버터(boost converter)를 이용할 수 있다. 경우에 따라, 컨버터(120)는 정류부(110)를 포함하는 개념일 수 있다. 이하, 컨버터(120)는 승압 컨버터를 이용하는 예를 들어 설명한다.The converter 120 converts the input AC power supply 10 into a DC power supply. The converter 120 may use a DC-DC converter operating as a power factor control (PFC) unit. In addition, such a DC-DC converter can use a boost converter. Optionally, the converter 120 may be a concept that includes the rectifier 110. Hereinafter, the converter 120 will be described by way of example using a step-up converter.

정류부(110)는, 단상 교류 전원(10)을 입력받아 정류하고, 이와 같이 정류된 전원을 컨버터(120) 측으로 출력한다. 이를 위해, 정류부(110)는 브리지 다이오드를 이용한 전파 정류 회로를 이용할 수 있다.The rectifying unit 110 receives and rectifies the single-phase AC power supply 10 and outputs the rectified power to the converter 120 side. For this purpose, the rectifying part 110 can use a full-wave rectifying circuit using a bridge diode.

이와 같이, 컨버터(120)는 정류부(110)에서 정류된 전압을 승압 및 평활하는 과정에서 역률 개선 동작을 행할 수 있다.In this way, the converter 120 can perform the power factor improving operation in the process of stepping up and smoothing the voltage rectified by the rectifier 110.

이러한 컨버터(120)는, 정류부(110)에 연결되는 인덕터(L1), 이 인덕터(L1)에 연결되는 스위칭 소자(Q1), 이러한 스위칭 소자(Q1)와 병렬로 연결되는 캐패시터(C), 및 스위칭 소자(Q1)와 캐패시터(C) 사이에 연결되는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.The converter 120 includes an inductor L1 connected to the rectifying section 110, a switching device Q1 connected to the inductor L1, a capacitor C connected in parallel with the switching device Q1, And a diode D1 connected between the switching element Q1 and the capacitor C. [

승압 컨버터(120)는 입력전압보다 높은 출력전압을 얻을 수 있는 컨버터로서, 스위칭 소자(Q1)가 도통되면 다이오드(D1)가 차단되면서 인덕터(L1)에 에너지가 저장되며, 캐패시터(C)에 저장되어 있던 전하가 방전하면서 출력단에 출력전압을 발생시킨다.The boost converter 120 is a converter that can obtain an output voltage higher than the input voltage. When the switching device Q1 is turned on, energy is stored in the inductor L1 while the diode D1 is shut off, And the output voltage is generated at the output terminal while the charge is discharged.

또한, 스위칭 소자(Q1)가 차단되면 스위칭 소자(Q1) 도통 시 인덕터(L1)에 저장되어 있던 에너지가 더해져서 출력단으로 전달된다.Further, when the switching element Q1 is interrupted, the energy stored in the inductor L1 at the time of the switching element Q1 is added and is transferred to the output terminal.

여기서, 스위칭 소자(Q1)는 별도의 PWM(pulse width modulation) 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다. 즉, 컨버터 제어부(130)에서 전달되는 PWM 신호가 스위칭 소자(Q1)의 베이스(base; 또는 게이트) 단에 연결되어, 이 PWM 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다.Here, the switching device Q1 may perform a switching operation by a separate pulse width modulation (PWM) signal. That is, the PWM signal transmitted from the converter control unit 130 is connected to the base (or gate) terminal of the switching element Q1, and the switching operation can be performed by the PWM signal.

이러한 스위칭 소자(Q1)는, 전력 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar mode transistor; IGBT)를 이용할 수 있다. The switching element Q1 may use a power transistor, for example, an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT).

IGBT는 전력 MOSFET(metal oxide semi-conductor field effect transistor)과 바이폴라 트랜지스터(bipolar transitor)의 구조를 가지는 스위칭(switching) 소자로서, 구동전력이 작고, 고속 스위칭, 고내압화, 고전류 밀도화가 가능한 소자이다.The IGBT is a switching device having a structure of a metal oxide semi-conductor field effect transistor (MOSFET) and a bipolar transistor. The IGBT is a device capable of small driving power, high speed switching, high voltage conversion and high current density.

이와 같이, 컨버터 제어부(130)는 컨버터(120) 내의 스위칭 소자(Q1)의 턴 온 타이밍을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자(Q1)의 턴 온 타이밍을 위한 컨버터 제어 신호(Sc)를 출력할 수 있다.In this manner, the converter control unit 130 can control the turn-on timing of the switching element Q1 in the converter 120. [ Thus, the converter control signal Sc for the turn-on timing of the switching element Q1 can be output.

이를 위해, 컨버터 제어부(130)는 입력 전압 검출부(A)와 입력 전류 검출부(B)로부터 각각, 입력 전압(Vs)과, 입력 전류(Is)를 수신할 수 있다.The converter control unit 130 may receive the input voltage Vs and the input current Is from the input voltage detection unit A and the input current detection unit B, respectively.

경우에 따라, 이러한 컨버터(120) 및 컨버터 제어부(130)는 생략될 수 있다. 즉, 정류부(110)를 거친 출력 전압이 DC단 캐패시터(C)에 충전되거나 인버터(140)를 구동할 수 있다.Optionally, such converter 120 and converter control 130 may be omitted. That is, the output voltage passing through the rectifying unit 110 can be charged to the DC stage capacitor C or the inverter 140 can be driven.

입력 전압 검출부(A)는 입력 교류 전원(10)으로부터의 입력 전압(Vs)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 정류부(110) 전단에 위치할 수 있다.The input voltage detecting section A can detect the input voltage Vs from the input AC power supply 10. [ For example, at the front end of the rectifying part 110. [

입력 전압 검출부(A)는 전압 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전압(Vs)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어 신호(Sc)의 생성을 위해, 컨버터 제어부(130)에 인가될 수 있다.The input voltage detecting section A may include a resistance element, an OP AMP, or the like for voltage detection. The detected input voltage Vs can be applied to the converter control unit 130 to generate a converter control signal Sc as a discrete signal in the form of a pulse.

다음, 입력 전류 검출부(D)는 입력 교류 전원(10)으로부터의 입력 전류(Is)를 검출할 수 있다. 구체적으로, 정류부(110) 전단에 위치할 수 있다.Next, the input current detection unit D can detect the input current Is from the input AC power supply 10. [ Specifically, it may be located at the front end of the rectifying section 110. [

입력 전류 검출부(D)는 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current transformer), 션트 저항 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전압(Is)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어 신호(Sc)의 생성을 위해 컨버터 제어부(130)에 인가될 수 있다. The input current detection unit D may include a current sensor, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like, for current detection. The detected input voltage Is may be applied to the converter control unit 130 to generate the converter control signal Sc as a discrete signal in the form of a pulse.

DC 전압 검출부(B)는 DC단 캐패시터(C)의 맥동하는 전압(Vdc)을 검출한다. 이러한 전원 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등이 사용될 수 있다. 검출된 DC단 캐패시터(C)의 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(150)에 인가될 수 있으며, DC단 캐패시터(C)의 직류 전압(Vdc)에 기초하여 인버터 제어신호(Si)가 생성될 수 있다. The DC voltage detecting section B detects the pulsating voltage Vdc of the DC stage capacitor C. For such power detection, a resistance element, OP AMP, or the like can be used. The detected voltage Vdc of the DC stage capacitor C may be applied to the inverter controller 150 as a discrete signal in the form of a pulse and may be applied to the DC voltage Vdc of the DC stage capacitor C The inverter control signal Si can be generated based on the inverter control signal Si.

한편, 도면과 달리, 검출되는 DC 전압은, 컨버터 제어부(130)에 인가되어, 컨버터 제어신호(Sc)의 생성에 사용될 수도 있다. On the other hand, unlike the drawing, the detected DC voltage is applied to the converter control unit 130 and may be used for generating the converter control signal Sc.

인버터(140)는, 복수 개의 인버터 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Qa', Qb', Qc')를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 모터(200)에 출력할 수 있다. The inverter 140 includes a plurality of inverter switching elements Qa, Qb, Qc, Qa ', Qb' and Qc ', and supplies the smoothed DC power source Vdc to a predetermined frequency Phase AC power supply of the three-phase motor 200, and outputs the three-phase AC power to the three-phase motor 200.

구체적으로, 인버터(140)는 각각 서로 직렬 연결되는 상측 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc) 및 하측 스위칭 소자(Qa', Qb', Qc')가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하측 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결될 수 있다.Specifically, the inverter 140 is a pair of the upper switching elements Qa, Qb, and Qc and the lower switching elements Qa ', Qb', and Qc 'that are serially connected to each other, and a total of three pairs of upper and lower switching The devices can be connected in parallel with each other.

컨버터(120)와 마찬가지로, 인버터의 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Qa', Qb', Qc')는, 전력 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar mode transistor; IGBT)를 이용할 수 있다. As with the converter 120, the switching elements Qa, Qb, Qc, Qa ', Qb', Qc 'of the inverter can use power transistors, for example, an insulated gate bipolar mode transistor ; IGBT) can be used.

인버터 제어부(150)는, 인버터(140)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 제어신호(Si)를 인버터(140)에 출력할 수 있다. 인버터 제어신호(Si)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 모터(200)에 흐르는 출력 전류(io) 및 DC단 캐패시터(C) 양단인 DC단 전압(Vdc)에 기초하여 생성되어 출력될 수 있다. 이때의 출력 전류(io)는, 출력전류 검출부(E)로부터 검출될 수 있으며, DC단 전압(Vdc)은 DC단 전압 검출부(B)로부터 검출될 수 있다.The inverter control unit 150 can output the inverter control signal Si to the inverter 140 in order to control the switching operation of the inverter 140. [ The inverter control signal Si is generated based on the output current io flowing to the motor 200 and the DC short voltage Vdc across the DC short capacitor C as a switching control signal of the pulse width modulation method And output. The output current io at this time can be detected from the output current detection unit E and the DC short voltage Vdc can be detected from the DC voltage detection unit B. [

출력전류 검출부(E)는, 인버터(140)와 모터(200) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 모터(200)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia, ib, ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.The output current detection section E can detect the output current io flowing between the inverter 140 and the motor 200. [ That is, the current flowing in the motor 200 is detected. The output current detection unit E can detect all of the output currents ia, ib, ic of each phase or can detect the output currents of two phases using the three-phase balance.

출력전류 검출부(E)는 인버터(140)와 모터(200) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current transformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detection unit E may be located between the inverter 140 and the motor 200. For current detection, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 2에서 도시한 전력 변환 장치와 유사하나, 교류 전원(10) 측에 과전압을 차단하기 위한 파워 릴레이(111)가 추가된 차이점이 있다.Referring to FIG. 3, there is a difference in that a power relay 111 for blocking an overvoltage is added to the AC power source 10, similar to the power conversion apparatus shown in FIG.

DC단 캐패시터(C)는 컨버터 제어부(130) 또는 인버터 제어부(150)에서 감지되며, 이러한 DC단의 전압이 450V 이상으로 감지되면 파워 릴레이(111)를 오프(off) 시켜서 과전압을 차단할 수 있다.The DC stage capacitor C is detected by the converter controller 130 or the inverter controller 150. When the voltage of the DC stage is detected as 450 V or more, the power relay 111 is turned off to cut off the overvoltage.

그러나 파워 릴레이(111)는 정류부(110)보다 전단에 위치하고 있어, 파워 릴레이(111)를 오프 시켜서 과전압을 차단하더라도 DC단 캐패시터(C)의 전압은 대략 600V까지 상승할 수 있다.However, since the power relay 111 is located at the front end of the rectifying unit 110, the voltage of the DC short capacitor C can be raised to about 600 V even if the power relay 111 is turned off to cut off the overvoltage.

이와 같이 상승한 과전압은 DC단 캐패시터(C)를 손상시킬 수 있다.The increased overvoltage may damage the DC capacitor C.

도 4는 DC단 캐패시터가 손상된 상태를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing a state in which the DC stage capacitor is damaged.

도 4를 참조하면, DC단 캐패시터(C)가 이상 조건에 의하여 소손된 상태를 도시하고 있다.Referring to FIG. 4, the DC capacitor C is burned out under abnormal conditions.

전력 변환 장치의 동작 중에, 회로 테스트, 전원 과전압 인가, 서지 전압 인가 또는 압축기 탈조에 의한 회생 전류 등의 이상 조건이 발생할 수 있으며, 이러한 이상 조건에 의하여 DC단 캐패시터(C)에 인가되는 전압이 상승할 수 있다.An abnormal condition such as a circuit test, a power supply overvoltage, a surge voltage application, or a regenerative current due to compressor deaeration may occur during the operation of the power conversion apparatus, and the voltage applied to the DC stage capacitor C rises can do.

이와 같이, DC단 캐패시터(C)에 과전압이 인가되는 경우에는 DC단 캐패시터(C) 내부의 전해액이 끓을 수 있고, 도 4에서 도시한 바와 같이, DC단 캐패시터(C)의 상단(A)이 부풀어 오르면서 소손이 발생할 수 있다.In this way, when an overvoltage is applied to the DC stage capacitor C, the electrolyte inside the DC stage capacitor C may be boiled, and the upper end A of the DC stage capacitor C Burning can occur while swelling up.

실제로, 주로 사용되는 DC단 캐패시터(C)의 전압 한계치는 450V 정도이다.Actually, the voltage limit of the DC-use capacitor C mainly used is about 450V.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다. 도 5를 참조하면, 위에서 설명한 바와 같은 DC단 캐패시터(C1)의 소손을 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 나타낸다. 5 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, there is shown a power conversion device capable of preventing burn-out of the DC short capacitor C1 as described above.

도 5에서는 전력 변환 장치에서 DC단 캐패시터(C1) 이후의 구성을 주로 나타내고 있다. FIG. 5 mainly shows the configuration after the DC stage capacitor C1 in the power conversion apparatus.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치는, DC단 캐패시터(C1)와, 이 DC단 캐패시터(C1)에 저장된 DC 전압을 이용하여 교류 전원으로 변환하는 인버터(140) 및 DC단 캐패시터(C1)와 선택적으로 연결되어 이 DC단 캐패시터(C1)를 보호하는 캐패시터 보호부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.That is, the power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention includes a DC stage capacitor C1, an inverter 140 that converts the DC voltage stored in the DC stage capacitor C1 into an AC power source, And a capacitor protection unit 160 selectively connected to the DC capacitor C1 to protect the DC capacitor C1.

캐패시터 보호부(160)는 DC단 캐패시터(C1)와 선택적으로 직렬 연결되는 보조 캐패시터(C2)를 포함할 수 있다.The capacitor protection unit 160 may include an auxiliary capacitor C2 selectively connected in series with the DC-side capacitor C1.

이러한, 캐패시터 보호부(160)는, DC단 캐패시터(C1)의 양단 전압을 감지하는 전압 감지부(161), 이 전압 감지부(161)에 의하여 감지된 전압을 설정 전압과 비교하는 비교기(162) 및 이 비교기(162)의 출력 신호에 따라 DC단 캐패시터(C1)와 보조 캐패시터(C2)를 직렬로 연결하는 연결제어부(164)를 포함할 수 있다.The capacitor protection unit 160 includes a voltage sensing unit 161 for sensing a voltage across the DC capacitor C1 and a comparator 162 for comparing the voltage sensed by the voltage sensing unit 161 with a set voltage. And a connection controller 164 for connecting the DC stage capacitor C1 and the auxiliary capacitor C2 in series according to the output signal of the comparator 162. [

여기서, 전압 감지부(161)는 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)를 포함하는 분배 저항을 이용할 수 있다.Here, the voltage sensing unit 161 may use a distribution resistor including a first resistor R1 and a second resistor R2.

비교기(162)는 OP Amp(163)와, 과전압 판단을 위한 전압을 설정하는 제3저항(R3)과 제4저항(R4)을 포함할 수 있다. 전압 감지부(161)의 출력 전압은 비교기(162)로 인가된다.The comparator 162 may include an OP Amp 163 and a third resistor R3 and a fourth resistor R4 for setting a voltage for overvoltage determination. The output voltage of the voltage sensing unit 161 is applied to the comparator 162.

또한, 연결제어부(164)는, 비교기(162)의 출력이 베이스 단에 연결되고, 콜렉터 단이 DC단 캐패시터(C1)와 연결되는 제1스위칭 소자(Q2)를 포함할 수 있다.In addition, the connection control section 164 may include a first switching device Q2 whose output is connected to the base end of the comparator 162 and whose collector terminal is connected to the DC-side capacitor C1.

위에서 언급한 보조 캐패시터(C2)는 DC단 캐패시터(C1)와 제1스위칭 소자(Q2)의 콜렉터 단 사이에 연결될 수 있다.The above-mentioned auxiliary capacitor C2 may be connected between the DC stage capacitor C1 and the collector stage of the first switching device Q2.

이러한 보조 캐패시터(C2)의 타측 단은 접지에 연결될 수 있고, 제1스위칭 소자(Q2)의 에미터 단 또한 접지에 연결될 수 있다.The other end of the auxiliary capacitor C2 may be connected to the ground, and the emitter end of the first switching device Q2 may also be connected to the ground.

이때, 연결제어부(164)가 동작하는 설정 전압, 즉, DC단 캐패시터(C1) 양단에 인가되는 전압 설정은 450V 내지 500V일 수 있다. 도 5에서는, 일 실시예로서, 전압 설정이 500V인 경우의 설정을 나타내고 있다. 즉, 도 5에서 도시된 제1 저항 내지 제4 저항(R1 ~ R4)의 값은 전압 설정이 500V인 경우에 따라 설정된 수치를 나타내고 있다.At this time, the set voltage at which the connection control unit 164 operates, that is, the voltage setting applied across the DC-side capacitor C1 may be 450V to 500V. In Fig. 5, as an example, the setting in the case where the voltage setting is 500 V is shown. That is, the values of the first to fourth resistors R1 to R4 shown in FIG. 5 are set according to the voltage setting of 500V.

여기에, 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같이, DC단 캐패시터(C1)에 직류 전원을 공급하는 정류부(110; 도 2 및 도 3 참고)가 구성될 수 있다.Here, as shown in Figs. 2 and 3, a rectifying unit 110 (see Figs. 2 and 3) for supplying DC power to the DC stage capacitor C1 may be constructed.

또한, 이러한 정류부(110)와 DC단 캐패시터(C1)에 위치하여 역률 제어 기능을 수행하는 역률 제어부(120)가 더 구성될 수 있으나, 도 5에서는 도시를 생략한다.In addition, the power factor control unit 120, which is located in the rectification unit 110 and the DC stage capacitor C1 and performs the power factor control function, may be further comprised, but the illustration is omitted in FIG.

위에서 언급한 바와 같이, 역률 제어부(120)는 승압 컨버터(boost converter)를 구성할 수 있다.As described above, the power factor control unit 120 may configure a boost converter.

위에서 설명한 도 2 및 도 3을 참조하면, 이러한 역률 제어부(120)는, 정류부(110)에 연결되는 인덕터(L), 이 인덕터(L1)에 연결되고 DC단 캐패시터(C 또는 C1)와 병렬로 연결되는 제2스위칭 소자(Q1), 그리고 제2스위칭 소자(Q1)와 DC단 캐패시터(C 또는 C1) 사이에 연결되는 다이오드(D1)를 포함하는 승압 컨버터를 구성할 수 있다.2 and 3, the power factor control unit 120 includes an inductor L connected to the rectifying unit 110, a capacitor C1 connected to the inductor L1 and connected in parallel to the DC capacitor C1 or C1, And a diode D1 connected between the second switching element Q1 and the DC-side capacitor C or C1, as shown in FIG.

한편, DC단 캐패시터(C1)에는 모터(200)를 구동하기 위한 인버터(140)가 구성된다.Meanwhile, an inverter 140 for driving the motor 200 is formed in the DC stage capacitor C1.

위에서 언급한 바와 같이, 인버터(140)에는 삼상 모터(200)를 구동하기 위한 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Qa', Qb', Qc')가 구비될 수 있다. 이와 같이, 인버터(140)는 삼상 유도 모터(200)를 구동하기 위하여 삼상 전력 신호를 생성한다. As described above, the inverter 140 may be provided with switching elements Qa, Qb, Qc, Qa ', Qb', and Qc 'for driving the three-phase motor 200. In this manner, the inverter 140 generates a three-phase power signal for driving the three-phase induction motor 200.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 전력 변환 장치의 작동을 자세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

위에서 설명한 바와 같이, DC단 캐패시터(C1)를 보호하기 위한 전압 설정, 즉, 캐패시터 보호부(160)의 연결제어부(164)가 작동하기 위한 조건은 450V 내지 500V일 수 있다. As described above, the voltage setting for protecting the DC short capacitor C1, that is, the condition for the connection control part 164 of the capacitor protection part 160 to operate, may be 450V to 500V.

이하에서는 DC단 캐패시터(C1)를 보호하기 위한 전압이 500V인 경우를 예로 설명한다.Hereinafter, a case where the voltage for protecting the DC-side capacitor C1 is 500V will be described as an example.

DC단 캐패시터(C1) 양단에 인가되는 전압은 캐패시터 보호부(160)의 전압 감지부(161)를 이루는 분배 저항(R1, R2)으로 감지한다.The voltage applied across the DC short capacitor C1 is detected by the distribution resistors R1 and R2 constituting the voltage sensing unit 161 of the capacitor protection unit 160. [

먼저, DC단 캐패시터(C1) 양단에 인가되는 전압이 설정 전압, 즉, 500V 이하인 경우에는 이 인가 전압이 분배 저항(R1, R2)으로 감지되어 비교기(162)로 입력된다.First, when the voltage applied to both ends of the DC short capacitor C1 is equal to or lower than the set voltage, that is, 500V or less, the applied voltage is sensed by the distribution resistors R1 and R2 and input to the comparator 162.

이때, 전압 감지부(161)에서 감지한 전압, 즉, 저항 분배로 인하여 감지된 전압이 일정 전압 이하이면 비교기(162)는 하이(high) 신호를 출력한다.At this time, if the voltage sensed by the voltage sensing unit 161, that is, the voltage sensed by the resistance distribution, is below a predetermined voltage, the comparator 162 outputs a high signal.

즉, DC단 캐패시터(C1) 양단에 인가되는 전압이 500V 이하인 경우에 비교기(162)는 하이(high) 신호를 출력한다.That is, the comparator 162 outputs a high signal when the voltage applied across the DC capacitor C1 is 500 V or less.

이때, 비교기(162)에서 출력된 하이(high) 신호가 연결제어부(164)에 구비된 제1스위칭 소자(Q2)의 베이스 단(게이트 단)에 입력되어, 제1스위칭 소자(Q2)는 켜져서(On 상태) DC단 캐패시터(C1) 만이 동작하게 된다.At this time, the high signal outputted from the comparator 162 is inputted to the base end (gate end) of the first switching device Q2 provided in the connection control unit 164, so that the first switching device Q2 is turned on Only the ON-state DC-step capacitor C1 is operated.

한편, DC단 캐패시터(C1) 양단에 인가되는 전압이 설정 전압, 즉, 500V 이상인 경우에는 이 인가 전압이 분배 저항(R1, R2)으로 감지되어 비교기(162)로 입력된다.On the other hand, when the voltage applied across the DC capacitor C1 is a set voltage, that is, 500 V or more, the applied voltage is sensed by the distribution resistors R1 and R2 and input to the comparator 162.

이때, 전압 감지부(161)에서 감지한 전압, 즉, 저항 분배로 인하여 감지된 전압이 일정 전압 이상이면 비교기(162)는 로우(low) 신호를 출력한다.At this time, if the voltage sensed by the voltage sensing unit 161, that is, the voltage sensed by the resistance distribution, is equal to or higher than a predetermined voltage, the comparator 162 outputs a low signal.

즉, DC단 캐패시터(C1) 양단에 인가되는 전압이 500V 이상인 경우에 비교기(162)는 로우(low) 신호를 출력한다.That is, the comparator 162 outputs a low signal when the voltage applied across the DC capacitor C1 is 500 V or more.

이때, 비교기(162)에서 출력된 로우(low) 신호가 연결제어부(164)에 구비된 제1스위칭 소자(Q2)의 베이스 단(게이트 단)에 입력되어, 제1스위칭 소자(Q2)를 오프(off) 시킨다.At this time, a low signal output from the comparator 162 is input to the base end (gate end) of the first switching device Q2 provided in the connection control unit 164 to turn off the first switching device Q2 (off).

그러면, DC단 캐패시터(C1)와 보조 캐패시터(C2)가 직렬로 연결되어 큰 용량으로 동작하게 되어, 고전압으로부터 DC단 캐패시터(C1)를 보호할 수 있다.Then, the DC short capacitor C1 and the auxiliary capacitor C2 are connected in series to operate at a large capacity, thereby protecting the DC short capacitor C1 from the high voltage.

따라서, 서지 전압 발생 및 기타 이상 조건에 의하여 DC 링크의 전압이 상승하더라도 DC단 캐패시터(C1)를 과전압으로부터 보호할 수 있다.Therefore, even if the voltage of the DC link rises due to surge voltage generation and other abnormal conditions, the DC capacitor C1 can be protected from the overvoltage.

실제로, 제품 한계가 460V인 캐패시터의 경우, 620V의 전압을 인가하여 1분 유지시에도 캐패시터를 안전하게 보호할 수 있음을 확인할 수 있었다.In fact, in the case of a capacitor having a product limit of 460 V, it was confirmed that a capacitor can be safely protected even when a voltage of 620 V is applied for one minute.

위에서 언급한 바와 같이, 릴레이를 이용하는 경우나, 컨버터 제어부에서 소프트웨어를 이용하여 전압을 차단하는 경우는 감지하는 시간이 지체되어 DC단 캐패시터(C1)를 과전압으로부터 안전하게 보호하지 못할 수 있으나, 본 발명에 의하면, 비교기와 같은 하드웨어는 실시간으로 과전압에 대하여 반응하여 작동할 수 있으므로 캐패시터(C1)를 과전압으로부터 안전하게 보호할 수 있는 것이다.As described above, when the relay is used or the converter control unit cuts off the voltage by using the software, the sensing time may be delayed and the DC capacitor C1 may not be safely protected from the overvoltage. The hardware such as the comparator can operate in response to the overvoltage in real time, so that the capacitor C1 can be safely protected from the overvoltage.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 전력 변환 장치 110: 정류부
120: 컨버터 130: 컨버터 제어부
140: 인버터 150: 인버터 제어부
160: 캐패시터 보호부 161: 전압 감지부
162: 비교기 164: 연결제어부
200: 모터
100: power converter 110: rectifying part
120: converter 130: converter control unit
140: inverter 150: inverter controller
160: capacitor protecting unit 161: voltage detecting unit
162: comparator 164: connection control unit
200: motor

Claims (8)

교류 전원으로부터 입력되는 교류를 정류하는 정류부;
상기 정류부의 DC 출력 전압이 저장되는 DC단 캐패시터;
상기 DC단 캐패시터에 저장된 DC 전압을 이용하여 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및
상기 DC단 캐패시터와 선택적으로 직렬 연결되는 보조 캐패시터를 포함하여 상기 DC단 캐패시터를 보호하는 캐패시터 보호부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
A rectifying unit for rectifying AC input from the AC power source;
A DC stage capacitor in which the DC output voltage of the rectifying unit is stored;
An inverter for converting the DC voltage stored in the DC capacitor to an AC voltage; And
And a capacitor protection unit for protecting the DC-side capacitor by including an auxiliary capacitor selectively connected in series with the DC-side capacitor.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 캐패시터 보호부는,
상기 캐패시터의 양단 전압을 감지하는 전압 감지부;
상기 전압 감지부에 의하여 감지된 전압을 설정 전압과 비교하는 비교기; 및
상기 비교기의 출력 신호에 따라 상기 DC단 캐패시터와 상기 보조 캐패시터를 직렬로 연결하는 연결제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
The plasma display apparatus of claim 1,
A voltage sensing unit for sensing a voltage across the capacitor;
A comparator for comparing a voltage sensed by the voltage sensing unit with a set voltage; And
And a connection controller for connecting the DC capacitor and the auxiliary capacitor in series according to an output signal of the comparator.
제3항에 있어서, 상기 연결제어부는,
상기 비교기의 출력이 베이스 단에 연결되고, 콜렉터 단이 상기 DC단 캐패시터와 연결되는 제1스위칭 소자; 및
상기 DC단 캐패시터와 상기 제1스위칭 소자의 콜렉터 단 사이에 연결되는 상기 보조 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
4. The apparatus of claim 3,
A first switching device having an output of the comparator connected to a base end and a collector terminal connected to the DC stage capacitor; And
And the auxiliary capacitor connected between the DC stage capacitor and the collector stage of the first switching device.
제3항에 있어서, 상기 설정 전압은 450V 내지 500V인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.4. The power conversion apparatus according to claim 3, wherein the set voltage is 450V to 500V. 제1항에 있어서, 상기 정류부와 DC단 캐패시터 사이에는, 상기 정류부에서 출력된 전원에 대하여 역률 개선 동작을 수행하는 역률 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The power conversion apparatus according to claim 1, further comprising a power factor control unit between the rectification unit and the DC stage capacitor for performing a power factor improving operation on the power source output from the rectifying unit. 제6항에 있어서, 상기 역률 제어부는,
상기 정류부에 연결되는 인덕터;
상기 인덕터에 연결되는 제2스위칭 소자;
상기 제2스위칭 소자와 병렬로 연결되는 상기 DC단 캐패시터; 및
상기 제2스위칭 소자와 DC단 캐패시터 사이에 연결되는 다이오드를 포함하는 승압 컨버터를 구성하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
The power control apparatus according to claim 6,
An inductor connected to the rectifying part;
A second switching element connected to the inductor;
The DC stage capacitor connected in parallel with the second switching device; And
And a diode connected between the second switching device and the DC stage capacitor.
제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항의 전력 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.An air conditioner comprising the power conversion device according to any one of claims 1 to 7.
KR1020160171293A 2016-12-15 2016-12-15 Power transforming apparatus and air conditioner including the same KR101873764B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160171293A KR101873764B1 (en) 2016-12-15 2016-12-15 Power transforming apparatus and air conditioner including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160171293A KR101873764B1 (en) 2016-12-15 2016-12-15 Power transforming apparatus and air conditioner including the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180069264A KR20180069264A (en) 2018-06-25
KR101873764B1 true KR101873764B1 (en) 2018-07-03

Family

ID=62806010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160171293A KR101873764B1 (en) 2016-12-15 2016-12-15 Power transforming apparatus and air conditioner including the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101873764B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5386185B2 (en) 2009-01-30 2014-01-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power converter
JP2016187284A (en) 2015-03-27 2016-10-27 住友重機械工業株式会社 Power conversion device and industrial machine using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5386185B2 (en) 2009-01-30 2014-01-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power converter
JP2016187284A (en) 2015-03-27 2016-10-27 住友重機械工業株式会社 Power conversion device and industrial machine using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180069264A (en) 2018-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3396804A1 (en) Method and apparatus for detecting inter-phase short-circuit of three-phase motor and air conditioner including the same
KR102362713B1 (en) Power transforming apparatus having thermal protection function
KR101958787B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR20180092085A (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR101911260B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR101873764B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR101946369B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR20180097357A (en) Power transforming apparatus having thermal protection function and air conditioner including the same
KR102043217B1 (en) Power transforming apparatus, air conditioner including the same and method for controlling the same
KR20180085999A (en) Power supply apparatus controlling harmonics, air conditioner including the same, and method for controlling harmonics
KR102024602B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR101911259B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR101978223B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR20180040376A (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR102122972B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR102024604B1 (en) Power supply apparatus and air conditioner including the same
KR102036112B1 (en) Power supply apparatus and air conditioner including the same
KR102197864B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR102116680B1 (en) Power supply apparatus for air conditioner
KR102024603B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR102189448B1 (en) Power conversion apparatus of detecting hardware fault
KR102060069B1 (en) Power transforming apparatus, Method for controlling the same and Air conditioner including the power transforming apparatus
KR102120109B1 (en) Air conditioner having function of protection from grounding
KR102036113B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same
KR102108071B1 (en) Power transforming apparatus and air conditioner including the same

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant