KR101892974B1 - 과전류 검출 기능을 갖춘 인버터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터에 관한 것으로서, 상기 인버터는 반도체 스위치들을 구비한 다수의 반브리지 회로를 포함하는 전력 출력단 및 상기 인버터의 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 측정하고, 그리고 상기 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 기초로 상기 인버터의 전체 입력 전력을 산출하도록 설치된 제 1 측정 유닛을 포함한다. 상기 인버터는 또한 반브리지 회로들 내에서 개별 브리지 전류를 측정하도록 설치된 제 2 측정 유닛을 포함한다. 추가로 상기 인버터는 상기 전체 입력 전력이 임계값을 초과하면, 상기 인버터의 과전류 오류를 검출하도록 설치되어 있는 제어 유닛을 포함하며, 이때 상기 임계값은 상기 브리지 전류를 기초로 결정된다.

Description

과전류 검출 기능을 갖춘 인버터{INVERTER WITH OVERCURRENT DETECTION}

본 발명은 예컨대, 차량의 공기 조화 장치에서 사용되는 전동 컴프레서(electric compressor)용 인버터에 관한 것이다.

도 1은 선행 기술에 따른 전동 컴프레서를 도시한다. 상기 전동 컴프레서는 전력 출력단(power output stage), 인버터-제어 유닛 및 모터를 포함한다. 상기 전력 출력단은 전력 반도체(예컨대, IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor) 또는 전력 MOSFET(power-Metal Oxide Silicon Field Effect transistor)들의 브리지 회로(소위 B6-브리지) 및 중간 회로 커패시터(C)를 포함한다. 전력 출력단은 고전압 배터리로부터 제공되는 직류 전압(HV+, HV-)을 모터용 교류 전압으로 변환한다. 상기 인버터-제어 유닛은 차량-제어 유닛으로부터 속도 설정값을 수신하고, 상응하는 스위치 신호(switch signal)들을 전력 출력단으로 전송한다. 전력 출력단을 정확히 제어하기 위하여, 인버터-제어 유닛은 전력 출력단으로부터 여러 측정 신호(전류 및 전압값)들을 수신한다.

또한, 인버터-제어 유닛은 측정 신호들을 기초로 차량-제어 유닛에 전력 출력단의 소비 전력을 전송한다.

뿐만 아니라 인버터-제어 유닛은 단락 또는 과부하로 인해 야기되는 과전류로부터 인버터를 보호하기 위한 목적도 갖고 있다. 이를 위해 인버터 내부에서 여러 위치에 전류 및 전압 센서들이 배치되어 있다.

이러한 이유로 인버터-제어 유닛은 예컨대 중간 회로 커패시터(C)보다 높은 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 측정하고, 이로부터 인버터의 전체 입력 전력을 산출한다.

그 밖에도 인버터-제어 유닛은 전력 출력단으로부터 모터로 출력되는 개별 상전류(phase current)들을 홀센서(hall sensor)들을 통해 측정할 수 있다. 그러나 상기와 같은 홀센서들은 고전압(450V 이상)의 경우에는 차량에 사용할 수 없다. 또한, 홀센서들 사용 시에는, 전류 측정 동력학(dynamic of the current measurement)이 상당히 제한적이고, 과전류가 충분히 신속하게 감지될 수 없다는 단점이 언급될 수 있다. 추가로 홀센서들 사용은 전력 출력단과 모터 사이에서 반브리지 단락 검출(예컨대, HV+에서 HV-까지 - 전력 반도체 1 및 2를 경유하여)을 허용하지 않는다.

개별 상전류들은 간접적으로도 측정될 수 있다(예컨대, US 2002/117992 A1호, US 2004/125622 A1호, US 6049474 A호, US 2003/173946 A1호, US 5969958 A호, US 2010/128505 A1호). 그러나 이러한 방법들은, 안정된 모터 제어를 제공하기 위한 전류 변화량이 너무 작고, 그리고 모터 속도가 낮은 경우 전류의 진폭이 너무 작다는 단점을 갖는다.

상기와 같은 내용을 배경으로 하는 본 발명의 과제는, 인버터에서 과전류(특히 브리지 단락)를 확실하게 검출하는 것이다.

상기 과제의 해결은 청구항 1에 규정된 전동 컴프레서용 인버터에 의해서 이루어진다.

상기 인버터는 전력 출력단과 제 1 측정 유닛을 포함하고, 이때 상기 전력 출력단은 반도체 스위치들을 구비한 다수의 반브리지 회로를 포함하며, 상기 제 1 측정 유닛은 인버터의 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 측정하고, 그리고 상기 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 기초로 인버터의 전체 입력 전력을 산출하도록 설치되어 있다. 상기 인버터는 또한 제 2 측정 유닛을 포함하는데, 이러한 제 2 측정 유닛은 반브리지 회로들 내에서 개별 브리지 전류를 측정하도록 설치되어 있다. 추가로 상기 인버터는 제어 유닛을 포함하며, 이러한 제어 유닛은 상기 전체 입력 전력이 임계값을 초과하면, 인버터의 과전류 오류를 검출하도록 설치되어 있으며, 이 경우 상기 임계값은 상기 브리지 전류를 기초로 결정된다.

따라서 상기 임계값은 처음부터 정해지는 것이 아니라, 측정된 브리지 전류에 적합하게 조정된다. 그 결과 과전류 오류가 신속하게 검출될 수 있다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 제어 유닛은 PWM-제어에 의해 전력 출력단을 제어하고, 사전 설정된 PWM-클록 수에서 측정된 다수의 상전류를 기초로 임계값을 결정하도록 설치되어 있다.

따라서 상기 다수의 상전류가 정해진 시간 동안 관찰된다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 임계값은 다수의 상전류의 이동 평균(moving average)의 유효값을 기초로 산출된다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 임계값은 또한 전체 입력 전압을 기초로 산출된다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 임계값(Pin_limit)은 하기의 식에 의해 산출된다:

이때

t는 현재 PWM-클록을 나타내고,

N은 반브리지 수이며,

k는 브리지 전류로 변환되는 상전류의 변환 계수(conversion factor)이고,

n은 사전 설정된 PWM-클록 수이며,

Iphx는 반브리지(phx) 내 브리지 전류이고,

c는 허용된 전류 오프셋이며, 그리고

Vin은 전체 입력 전압이다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 제 2 측정 유닛은 반브리지 회로들의 저전압 측에서 분로 저항(shunt resistance)에 의해 상전류를 측정하도록 설치되어 있다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 제어 유닛은 과전류 오류가 감지되면, 전력 출력단 내에 있는 모든 반도체 스위치를 개방하기 위해 과전류 오류 신호를 출력하도록 설치되어 있다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 제어 유닛은 인버터가 제어 상태로 있을 때 과전류 오류를 검출하도록 설치되어 있다.

본 발명은 또한 전동 컴프레서용 인버터를 제어하기 위한 방법과도 관련이 있으며, 이때 상기 인버터는 전력 출력단을 포함하고, 이 전력 출력단은 반도체 스위치들을 구비한 다수의 반브리지 회로를 포함한다. 상기 방법은 인버터의 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 측정하는 단계와 상기 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 기초로 인버터의 전체 입력 전력을 산출하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 반브리지 회로들 내에서 개별 브리지 전류를 측정하는 단계와 상기 전체 입력 전력이 임계값을 초과하면, 인버터의 과전류 오류를 검출하는 단계를 포함하며, 이 경우 상기 임계값은 브리지 전류를 기초로 결정된다.

그 밖에 본 발명은 상기 인버터 제어 방법을 실행하도록 컴퓨터를 프롬프팅(prompting) 하는 기계 판독 가능 코드(machine-readable code)를 저장하는, 컴퓨터 프로그램 제품과도 관련이 있다.

도 1은 선행 기술에 따른 전동 컴프레서용 인버터의 기본 구조의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 인버터를 도시한다.
도 3은 분로 저항이 사용되는 본 발명의 실시 형태에 따른 인버터를 도시한다.
도 4는 선행 기술과 비교한 본 발명의 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 과전류 오류 규정을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 방법을 도시한다.

하기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태들이 첨부된 도면을 참조해서 더 상세하게 설명될 것이다. 이때 상이한 도면들에서 동일한 또는 상응하는 요소들은 각각 동일한 또는 유사한 도면 부호로 표기되었다.

하기에서 상세하게 설명되는 본 발명의 바람직한 실시 형태들은 차량의 냉매 압축기에서 사용되는 전동 컴프레서용 인버터와 관련하여 상세하게 기술된다. 그러나 이때 유의할 점은, 하기 설명은 단지 예들을 제공할 뿐, 발명을 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점이다.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 인버터를 도시한다.

상기 인버터는 전력 출력단(10)을 포함하고, 이 전력 출력단은 반도체 스위치(1, 2, 3, 4, 5, 6)들을 구비한 다수의 반브리지 회로를 포함한다. 각각 2개의 반도체 스위치가 하나의 반브리지(예컨대, 반도체 스위치 1 및 2)를 형성한다. 상기 반도체 스위치들은 예를 들면 IGBT들과 전력 MOSFET들로부터 형성될 수 있다. 개별 반브리지들은 각각 전동 컴프레서의 부분인 전기 모터용 상전류를 출력한다.

도 2는 예시적으로 소위 B6-브리지를 보여주며, 이때 상기 B6-브리지는 모터에 3상 교류를 출력한다. 그러나 본 발명은 3개의 위상으로 제한되지 않는다. 임의의 위상 수 또는 반브리지 수가 사용될 수 있다.

전력 출력단(10)은 또한 중간 회로 커패시터(C)를 포함할 수 있다.

전력 출력단(10)에는 고전압 배터리(HV+ 및 HV-)에 의해 전압이 공급된다.

인버터는 또한 제 1 측정 유닛(20)을 포함하고, 이 제 1 측정 유닛은 상기 인버터의 전체 입력 전압(Vin)과 전체 입력 전류 강도(Iin)를 측정하고, 그리고 상기 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 기초로 상기 인버터의 전체 입력 전력(Pin)을 산출(Pin = Vin x Iin)하도록 설치되어 있다.

도 2는 상기 중간 회로 커패시터(C)보다 높은 전체 입력 전압(Vin)을 측정하는 제 1 측정 유닛(20)의 실시 형태를 도시한다. 그러나 전체 입력 전압(Vin)은 인버터의 다른 지점들에서도 측정될 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서 전체 입력 전류 강도(Iin)는 저전압측(HV-)에서 측정된다. 고전압측(HV+)에서의 측정에 비해, 이러한 저전압측 측정이 갖는 장점은, 저전압 측에서는 분리된 전류 측정이 필요하지 않다는 것이다.

그 밖에도 인버터는 제 2 측정 유닛(30)을 포함하며, 이 제 2 측정 유닛은 반브리지 회로들 내에서 개별 브리지 전류를 측정하도록 설치되어 있다. 브리지 전류는 바람직하게 동기적으로 측정된다. 반도체 스위치(1 및 2)들에 의해 형성된 반브리지 내 브리지 전류는 하기에서 Iph1로 명명된다. 반도체 스위치(3 및 4)들에 의해 형성된 반브리지 내 브리지 전류는 하기에서 Iph2로 명명된다. 반도체 스위치(5 및 6)들에 의해 형성된 반브리지 내 브리지 전류는 하기에서 Iph3으로 명명된다.

바람직한 한 실시 형태에서는 상기 제 2 측정 유닛(30)이 반브리지 회로들의 저전압 측에서 분로 저항에 의해 브리지 전류를 측정하도록 설치되어 있다. 도 3은 분로 저항(31)에 의해 브리지 전류(Iph1)가 측정되는 실시 형태를 도시한다. 상기 분로 저항(31)보다 높은 전압 하강은 증폭기(32)에 의해 증폭되어 제어 유닛(40)으로 출력된다. 동일한 방식으로 다른 반브리지들 내 브리지 전류(Iph2 및 Iph3)가 측정될 수 있다.

저전압 측에서 이루어지는 브리지 전류 측정은 분리된 전류 측정이 필요하지 않다는 장점을 갖는다.

도 2는 모든 반브리지 내 브리지 전류가 측정되는 경우를 도시한다. 그러나 본 발명은 상기 경우로 제한되지 않으며, 상기 브리지 전류는 단지 반브리지들의 부분에서도 측정될 수 있다.

인버터는 또한 제어 유닛(40)을 포함하고, 이 제어 유닛은 전체 입력 전력(Pin)이 임계값(Pin_limit)을 초과하면, 인버터의 과전류 오류를 감지하도록 설치되어 있으며, 이 경우 상기 임계값은 브리지 전류(Iph1, Iph2, Iph3)를 기초로 결정된다.

따라서 임계값은 고정적으로 설정되어 있는 것이 아니라, 측정된 브리지 전류에 맞게 조정된다. 그 결과 과전류를 신속하게 검출하는 것이 가능하다.

제어 유닛(40)은 제 1 측정 유닛(20)과 제 2 측정 유닛(30)으로부터 측정 신호들을 수신한다. 그 밖에 제어 유닛(40)은, 전력 출력단(10)이 모터로 교류를 출력하는 방식으로 반도체 스위치(1, 2, 3, 4, 5, 6)들을 스위칭하기 위해 상기 전력 출력단(10)에 제어 신호들을 전송한다. 추가로 제어 유닛(40)은 도면에 도시되지 않은 차량-제어 유닛(도 1과 비교)과 서로 통신한다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 제어 유닛(40)은 PWM-제어에 의해 전력 출력단(10)을 제어하고, 그리고 사전 설정된 PWM-클록 수에서 측정된 다수의 브리지 전류를 기초로 임계값을 결정하도록 설치되어 있다.

따라서 임계값 산출 시 과거에 측정된 다수의 브리지 전류가 고려된다. 그 결과 전체 입력 전력(Pin)의 너무 갑작스런 차이를 감지하여 과전류를 신속하게 검출하는 것이 가능하다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 임계값은 다수의 브리지 전류의 이동 평균의 유효값을 기초로 산출된다. 이동 평균의 예는

이고,

이때 Iphx(i)는 PWM-클록(i)의 반브리지(phx) 내 브리지 전류이고, t는 현재 PWM-클록을 나타내며, 그리고 n은 사전 설정된 PWM-클록의 수다. 상기 PWM-클록 수는 예컨대 n=250일 수 있다.

상기 유효값은 전체 입력 전력(Pin)과 과거에 측정된 전체 입력 전력의 지나치게 큰 차이를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 그 결과 과전류 발생이 신속하게 검출될 수 있다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 임계값은 또한 전체 입력 전압(Vin)을 기초로 산출된다.

특히, 브리지 전류의 유효값과 전체 입력 전압(Vin)이 곱해질 수 있다. 이는 결과적으로 (예를 들면, 내리막 길 주행에서 회생(recuperation) 제동 동안) 배터리 전압의 변동량도 검출될 수 있기 때문에 바람직하다. 그 결과 오류가 있는 과전류 측정이 방지될 수 있다.

바람직한 한 실시 형태에 따르면, 임계값(Pin_limit)은 하기의 식에 의해 산출된다:

이때

t는 현재 PWM-클록을 나타내고,

N은 반브리지 수이며,

k는 상전류 변환되는 브리지 전류의 변환 계수이고,

n은 사전 설정된 PWM-클록 수이며,

Iphx는 반브리지(phx) 내 브리지 전류이고,

c는 허용된 전류 오프셋이며, 그리고

Vin은 전체 입력 전압이다.

도 2의 예에서 N은 3이다. PWM-클록의 수는 예컨대, n=250일 수 있다. 변환 계수의 예는 k=

이다.

허용된 전류 오프셋(c)은, 과전류 검출 없이 상전류의 이동 평균이 변경될 수 있는 정도의 값을 의미한다. 허용된 전류 오프셋(c)은 특히 측정 유닛(20, 30)들과 제어 유닛(40)이 배치되어 있는 회로 기판상에서 추가 부품(예: μC)들의 소비 전력도 고려한다. 허용된 전류 오프셋(c)은 온도 의존적일 수 있다. 허용된 오프셋(c)은 정해져 있다.

또한, 브리지 전류의 유효값과 전체 입력 전압(Vin)이 곱해진다. 이러한 전체 입력 전력을 통해 평균을 산출할 필요는 없는데, 그 이유는 전체 입력 전압은 전류와 비교해서 서서히 변경되기 때문이다. 예를 들면 100㎳ 크기의 전압과 ㎲ 또는 ㎱ 크기의 전류 강도가 변경된다. 이러한 깨달음을 통해 임계값 산출이 간소화될 수 있는데, 그 이유는 전체 입력 전압을 통한 평균 산출이 방지될 수 있기 때문이다.

제어 유닛(40)은, 과전류 오류가 검출되면 모든 반도체 스위치(1, 2, 3, 4, 5, 6)를 개방하기 위해 과전류 오류 신호를 출력한다. 그 결과 브리지 단락 발생이 방지된다.

도 4는 Pin-limit을 산출하기 위한 전술한 본 발명에 따른 식을 사용하여 얻어진 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 4의 왼쪽 그래프는 본 발명에 따른 Pin-limit 산출을 사용 없이 시뮬레이션을 도시한다. 도 4의 오른쪽 그래프는 본 발명에 따른 Pin-limit 산출을 사용하여 시뮬레이션을 도시한다.

상기 두 그래프의 상부는 반도체 스위치들의 온도(℃)를 나타낸다. 상기 두 그래프의 하부는 3개의 상전류(A)를 나타낸다. X축은 시간(단위: 초)을 나타낸다.

도 4는 0.45초 직후에 2.4 팩터 만큼 모터의 갑작스런 부하 증가가 발생하는 경우를 도시한다. 왼쪽 그래프는, 네거티브 영역에서 40A의 임계값 초과가 검출되지 않기 때문에 몇 밀리초 이내에 반도체 스위치들의 온도가 240℃를 초과하는 온도로 상승하는 것을 보여준다. 상기와 같은 임계값 초과는, 브리지 전류가 포지티브 영역에서 40A의 임계값을 초과하는 경우에 비로소 검출된다. 이는 반도체 스위치들의 고장을 야기하는데, 이러한 반도체 스위치들은 통상적으로 최대 175℃로 가열될 수 있다.

다른 한 편으로 오른쪽 그래프에 도시된 본 발명은 과전류를 매우 신속하게(이미 0.452초 시점에) 검출한다. 특히, 브리지 회로가 포지티브 영역에서 40A의 임계값을 초과하기 전에 이미 과전류가 검출된다. 따라서 반도체 스위치들의 온도 상승 및 그에 따른 반도체 스위치들의 고장이 방지될 수 있다.

그러므로 본 발명에 의해서는 네거티브 브리지 전류의 임계값 모니터링이 방지될 수 있다. 상기와 같은 모니터링은 추가 부품(예컨대, 분로 저항 및 네거티브 기준 전압을 갖는 비교 회로(comparator))들과 기판 회로를 위한 공간을 필요로 한다. 따라서 본 발명은 인버터 기판 회로상에서 과전류를 검출하기 위한 추가 부품들 사용을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 제어 유닛(40)에 의해 수행되는 과전류 오류 규정을 개략적으로 도시한다. 이 경우 측정된 전체 입력 전력(Pin), 측정된 전체 입력 전류 강도(Iin) 및 측정된 브리지 전류(Iph1, Iph2, Iph3)가 사용된다. 제 1 측정 유닛(20)에 의해 측정된 전체 입력 전류 강도(Iin)는 비교 회로에 의해 전체 입력 전류 강도 임계값(max_Iin)과 비교된다. 상기 비교 회로는 "+" 입력부의 값이 "-" 입력부의 값보다 큰 경우 논리 함수 1을 출력한다.

추가로 최대 브리지 전류는 또 다른 비교 회로에 의해 브리지 전류 임계값(max_Iph)과 비교된다.

상기 전체 입력 전류 강도 임계값(max_Iin)과 브리지 전류 임계값(max_Iph)은 사전 설정된 값으로서, 인버터와 모터의 실제 결합에서 시뮬레이션/실험을 통해 정해진다.

전체 입력 전력(Pin)은 추가 비교 회로에 의해 본 발명에 따라 산출된 임계값과 비교된다. 이러한 비교 결과는 사전 설정된 PWM-클록 수만큼 지연된다(예컨대, 1 PWM-클록).

상기 비교 회로들의 도시된 연결은 단지 예이며 서로 바뀔 수도 있다. 3개의 비교 회로의 임무는 논리 회로에 의해 결합되며, 그 결과 임계값들 중 하나의 임계값이 초과되면, 논리 회로가 오류 신호를 출력한다. 논리 회로는 NOR(부정논리합) 소자(또는 XOR(배타적논리합) 소자)일 수 있다.

상기와 같은 결합 결과 스타트 업-맹목 회로(start-up blind circuit)로 출력된다. 이러한 스타트 업-맹목 회로는, 인버터 시작 과정 동안 NOR 소자의 출력(10,000개의 제 1 PWM-클록)에 의해 과전류 오류가 전달되지 않도록 설치되어 있다. 그 결과 시작 과정 동안 오류가 있는 과전류 규정이 방지될 수 있다. 따라서 본 실시 형태에서 제어 유닛(40)은, 인버터가 제어 상태에 있을 때 과전류 오류를 검출하도록 설치되어 있다.

홀드 소자(hold element)는 리셋 신호(reset signal)가 수신될 때까지 검출된 과전류 오류를 출력한다. 상기 리셋 신호는 제어 유닛(40) 내에 포함된 마이크로 제어기에 의해 출력된다.

도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 방법을 도시한다. 상기 실시 형태는 전동 컴프레서용 인버터를 제어하기 위한 방법과 관련이 있으며, 이때 상기 인버터는 전력 출력단을 포함하고, 상기 전력 출력단은 반도체 스위치들을 구비한 다수의 반브리지 회로를 포함한다. 상기 방법은 인버터의 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 측정하기 위한 단계(S1)와 상기 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 기초로 인버터의 전체 입력 전력을 산출하기 위한 단계(S2)를 포함한다. 상기 방법은 또한 반브리지 회로들 내 개별 브리지 전류를 측정하는 단계(S3)와 전체 입력 전력이 임계값을 초과하면 인버터의 과전류 오류를 감지하는 단계(S4)를 포함하며, 이때 상기 임계값은 브리지 전류를 기초로 결정된다.

전술한 측정 유닛들과 제어 유닛들은 버스(bus), 처리 유닛(processing unit), 기억 장치, ROM, 그리고 통신용 인터페이스(communications interface)를 포함할 수 있다. 상기 버스는 부품들간 통신을 가능하게 할 수 있다. 상기 처리 유닛은 프로세서, 마이크로 프로세서 또는 프로세싱 로직(processing logic)을 포함할 수 있고, 이들은 명령을 해석하고 실행할 수 있다. 상기 저장 장치는 RAM 또는 다른 타입의 동적 저장 장치를 포함할 수 있고, 이들은 상기 처리 유닛을 통한 실행을 위해 정보와 소프트웨어 명령을 저장할 수 있다.

측정 유닛들과 제어 유닛들은 전술한 연산 및 처리 작업들을 수행할 수 있다. 처리 유닛과 제어 유닛들은 소프트웨어 명령을 수행하는 처리 유닛에 의해 상기와 같은 연산 작업들을 실행하며, 이때 상기 소프트웨어 명령은 컴퓨터로 판독할 수 있는 매체 내에 들어 있다. 컴퓨터로 판독할 수 있는 매체는 물리적 또는 논리적 저장 장치로 규정될 수 있다. 논리적 저장 장치는 개별 물리적 저장 장치 내부에 있는 저장 영역일 수 있거나 다수의 물리적 저장 장치를 통해 분할될 수 있다.

저장 장치에 들어 있는 명령은, 프로세서상에서 전술한 연산 또는 처리 작업들이 수행되면 처리 유닛을 프롬프팅할 수 있다. 대안적으로, 전술한 프로세스 및/또는 처리 작업들을 수행하기 위해 소프트웨어 명령에 의해 또는 소프트웨어 명령과 결합 대신 하드와이어적 회로도 사용될 수 있다. 따라서 전술한 구현(implementation)이 하드웨어와 소프트웨어의 특정 결합으로 제한되지 않는다.

측정 유닛과 제어 유닛의 개념이 사용되면, 결과적으로 어떻게 이러한 유닛들이 분할되고 결합되는지와 관련하여서는 제한이 존재하지 않는다. 즉, 상기 유닛들은 기술된 기능을 구현하기 위해, 다양한 소프트웨어와 하드웨어 부품 또는 다른 소자들 내에서 분할될 수 있다. 다수의 상이한 소자는 기술된 기능을 실행하기 위해 결합될 수도 있다.

측정 유닛들과 제어 유닛들의 소자들은 하드웨어, 소프트웨어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Fild Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 집적 회로(ASIC), 펌웨어(firmware) 등에서 실행될 수 있다.

Claims (10)

1. 전동 컴프레서(electric compressor)용 인버터로서, 상기 인버터가
   반도체 스위치들을 구비한 다수의 반브리지 회로를 포함하는 전력 출력단(power output stage)(10);
   상기 인버터의 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 측정하고, 그리고 상기 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 기초로 상기 인버터의 전체 입력 전력을 산출하도록 설치된 제 1 측정 유닛(20);
   반브리지 회로들 내에서 개별 브리지 전류를 측정하도록 설치된 제 2 측정 유닛(30); 및
   상기 전체 입력 전력이 임계값을 초과하면, 상기 인버터의 과전류 오류를 검출하도록 설치된 제어 유닛(40)을 포함하며,
   상기 임계값은 상기 브리지 전류를 기초로 결정되고,
   상기 제어 유닛(40)이 PWM-제어에 의해 상기 전력 출력단(10)을 제어하고, 그리고 사전 설정된 PWM-클록 수에서 측정된 다수의 브리지 전류를 기초로 상기 임계값을 결정하도록 설치되어 있는, 인버터.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 임계값이 다수의 브리지 전류의 이동 평균(moving average)의 유효값을 기초로 산출되는, 인버터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 임계값이 또한 상기 전체 입력 전압을 기초로 산출되는, 인버터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 임계값(Pin_limit)이 하기의 식
   

   

   
   에 의해 산출되고,
   이때
   t는 현재 PWM-클록을 나타내고,
   N은 반브리지 수이며,
   k는 상전류(phase current)로 변환되는 브리지 전류의 변환 계수(conversion factor)이고,
   n은 사전 설정된 PWM-클록 수이며,
   Iphx는 반브리지(phx)내 브리지 전류이고,
   c는 허용된 전류 오프셋이며, 그리고
   Vin은 전체 입력 전압인, 인버터.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 측정 유닛(30)이 반브리지 회로들의 저전압 측에서 분로 저항(shunt resistance)에 의해 상전류를 측정하도록 설치되어 있는, 인버터.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어 유닛(40)은 과전류 오류가 검출되면, 상기 전력 출력단 내 모든 반도체 스위치를 개방하기 위해 과전류 오류 신호를 출력하도록 설치되어 있는, 인버터.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어 유닛(40)은 상기 인버터가 제어 상태(controlled state)에 있을 때, 과전류 오류를 검출하도록 설치되어 있는, 인버터.
9. 인버터가 전력 출력단을 포함하고, 이 전력 출력단은 반도체 스위치들을 구비한 다수의 반브리지 회로를 포함하는, 전동 컴프레서용 인버터를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 방법이
   상기 인버터의 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 측정하는 단계(S1);
   상기 전체 입력 전압과 전체 입력 전류 강도를 기초로 상기 인버터의 전체 입력 전력을 산출하는 단계(S2);
   반브리지 회로들 내 개별 브리지 전류를 측정하는 단계(S3);
   상기 전체 입력 전력이 임계값을 초과하면, 인버터의 과전류 오류를 검출하는 단계(S4)를 포함하며, PWM-제어에 의해 상기 전력 출력단을 제어하고, 그리고 사전 설정된 PWM-클록 수에서 측정된 다수의 브리지 전류를 기초로 상기 임계값을 결정하는, 인버터 제어 방법.
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