KR102036115B1

KR102036115B1 - Air conditioner having function of protecting compressor

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Publication number: KR102036115B1
Application number: KR1020170174042A
Authority: KR
Inventors: 정용찬; 이광수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-10-24
Also published as: KR20190072893A

Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로 특히, 압축기 보호 기능을 가지는 공기 조화기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 압축기 보호 기능을 가지는 공기 조화기에 있어서, 모터에 의하여 구동되는 압축기; 상기 모터를 구동하기 위한 3상 교류 전류를 생성하는 다수의 스위칭 소자 및 상기 다수의 스위칭 소자를 구동하는 구동부를 포함하는 인버터 모듈; 상기 인버터 모듈의 다수의 스위칭 소자에 인가되는 구동 전압을 출력하는 레귤레이터; 상기 인버터 모듈의 구동부에 구동 신호를 전달하여 제어하는 제어부; 및 상기 압축기의 압력을 감지하여 설정 값에 따라 상기 레귤레이터의 작동 상태를 제어함으로써 상기 모터의 구동을 제어하는 압력 제한부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner having a compressor protection function. The present invention, the air conditioner having a compressor protection function, the compressor driven by a motor; An inverter module including a plurality of switching elements for generating a three-phase alternating current for driving the motor and a driving unit for driving the plurality of switching elements; A regulator for outputting a driving voltage applied to the plurality of switching elements of the inverter module; A control unit which transmits and controls a driving signal to a driving unit of the inverter module; And a pressure limiting unit controlling the driving of the motor by sensing the pressure of the compressor and controlling the operating state of the regulator according to a set value.

Description

Air conditioner having function of protecting compressor

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로 특히, 압축기 보호 기능을 가지는 공기 조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner having a compressor protection function.

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

이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 역률 제어부 및 인버터를 포함하는 것으로 일반적으로 알려져 있다. Such a power conversion device is generally known to include a rectifier, a power factor controller and an inverter.

우선, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류부에서 정류된 전압은 인버터에 공급된다. 이때, 인버터에서는 정류부에서 출력된 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 교류 전력을 생성한다.First, the commercial voltage of the AC output from the commercial power supply is rectified by the rectifier. The rectified voltage is supplied to the inverter. In this case, the inverter generates AC power for driving the motor by using the voltage output from the rectifier.

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 may be provided between the rectifier and the inverter to improve power factor.

이와 같이, 인버터에 의하여 구동되는 모터의 작동에 따라 압축기가 동작하여 공기 조화기의 냉매 순환 사이클이 이루어진다.In this way, the compressor operates in accordance with the operation of the motor driven by the inverter to achieve a refrigerant circulation cycle of the air conditioner.

이때, 보통 압축기는 고압의 상태로 작동할 수 있으며, 일정 압력을 초과하는 경우에 압축기에 무리가 될 수 있을 뿐 아니라 공기 조화기 전체에도 위험상황이 발생할 수 있다.In this case, the compressor may operate at a high pressure, and if the pressure exceeds a certain pressure, the compressor may be overwhelmed and a dangerous condition may occur in the entire air conditioner.

압축기를 고압으로 보호하기 위하여 파워 릴레이가 이용될 수도 있으나, 이러한 파워 릴레이를 구성하기 위해서는 비용이 증가할 뿐 아니라 회로 구성을 위한 가용 면적이 축소될 수 있고, 회로 구성 자체에도 부담이 따를 수 있다. 또한, 제어부를 거쳐서 동작하게 되면 작동 속도 또는 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.The power relay may be used to protect the compressor at high pressure, but the cost of the power relay may be increased, and the available area for the circuit configuration may be reduced, and the circuit configuration itself may be burdensome. In addition, when operating through the control unit may cause a problem in the operating speed or reliability.

따라서, 신뢰성 높은 수단으로 공기 조화기를 고압으로부터 보호할 수 있는 방안이 요구된다.Therefore, there is a need for a method capable of protecting the air conditioner from high pressure by means of reliable means.

1. 일본 특허공개공보 특허 제5289086호 (2013년 9월 11일 공개)1. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5203086 (published September 11, 2013)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 압축기를 고압으로부터 보호할 수 있는 압축기 보호 기능을 가지는 공기 조화기를 제공하고자 한다.It is an object of the present invention to provide an air conditioner having a compressor protection function capable of protecting a compressor from high pressure.

또한, 전기-기계 스위치를 사용하여 제어부를 거치지 않고 위험 압력 상황에 대처할 수 있는 압축기 보호 기능을 가지는 공기 조화기를 제공하고자 한다.It is also an object of the present invention to provide an air conditioner having a compressor protection function that can cope with a dangerous pressure situation without going through a control unit using an electro-mechanical switch.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 압축기 보호 기능을 가지는 공기 조화기에 있어서, 모터에 의하여 구동되는 압축기; 상기 모터를 구동하기 위한 3상 교류 전류를 생성하는 다수의 스위칭 소자 및 상기 다수의 스위칭 소자를 구동하는 구동부를 포함하는 인버터 모듈; 상기 인버터 모듈의 다수의 스위칭 소자에 인가되는 구동 전압을 출력하는 레귤레이터; 상기 인버터 모듈의 구동부에 구동 신호를 전달하여 제어하는 제어부; 및 상기 압축기의 압력을 감지하여 설정 값에 따라 상기 레귤레이터의 작동 상태를 제어함으로써 상기 모터의 구동을 제어하는 압력 제한부를 포함하여 구성될 수 있다.As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention, an air conditioner having a compressor protection function, the compressor driven by a motor; An inverter module including a plurality of switching elements for generating a three-phase alternating current for driving the motor and a driving unit for driving the plurality of switching elements; A regulator for outputting a driving voltage applied to the plurality of switching elements of the inverter module; A control unit which transmits and controls a driving signal to a driving unit of the inverter module; And a pressure limiting unit controlling the driving of the motor by sensing the pressure of the compressor and controlling the operating state of the regulator according to a set value.

여기서, 상기 압력 제한부는, 상기 압축기의 압력을 감지하여 상기 설정 값에 도달할 때 열리는 자동압력스위치를 포함하여, 상기 자동압력스위치가 열리면 상기 레귤레이터의 작동을 정지시킬 수 있다.Here, the pressure limiting unit may include an automatic pressure switch which is opened when the pressure of the compressor is reached and reaches the set value, and the operation of the regulator may be stopped when the automatic pressure switch is opened.

여기서, 상기 압력 제한부는, 상기 압축기의 압력을 감지하여 상기 설정 값에 도달할 때 열리는 자동압력스위치; 제1 입력 측이 상기 제어부의 제1 포트와 연결되고, 제2 입력 측이 상기 자동압력스위치 및 상기 제어부의 제2 포트와 연결되는 AND 게이트를 포함할 수 있다.The pressure limiting unit may include an automatic pressure switch opened when the pressure of the compressor is reached to reach the set value; The first input side may include an AND gate connected to the first port of the controller, and the second input side may be connected to the automatic pressure switch and the second port of the controller.

이때, 상기 자동압력스위치가 열리면, 상기 제어부의 제1 포트의 신호는 하이(high) 신호에서 로우(low) 신호로 전환될 수 있다.In this case, when the automatic pressure switch is opened, the signal of the first port of the controller may be switched from a high signal to a low signal.

이때, 상기 자동압력스위치가 열리면, 상기 제어부의 제1 포트의 신호는 일정 시간 후 하이(high) 신호에서 로우(low) 신호로 전환되고 상기 제2 포트의 출력은 로우 신호에서 하이 신호로 전환될 수 있다.At this time, when the automatic pressure switch is opened, the signal of the first port of the controller is switched from a high signal to a low signal after a predetermined time and the output of the second port is switched from a low signal to a high signal. Can be.

또한, 상기 자동압력스위치 및 상기 레귤레이터 중 적어도 어느 하나는 SMPS로부터 전력을 공급받을 수 있다.In addition, at least one of the automatic pressure switch and the regulator may receive power from the SMPS.

이때, 상기 자동압력스위치가 상기 압축기의 압력을 감지하여 상기 설정 값에 도달할 때 열릴 때, 상기 제어부는 상기 인버터 모듈의 구동부에 구동 신호를 전달을 멈출 수 있다.At this time, when the automatic pressure switch detects the pressure of the compressor and opens when the set value is reached, the controller may stop transmitting the driving signal to the driving unit of the inverter module.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 압축기 보호 기능을 가지는 공기 조화기에 있어서, 교류 전원과 연결되는 컨버터; 상기 컨버터로부터 전달되는 전력이 충전되는 DC 링크 캐패시터; 모터에 의하여 구동되는 압축기; 상기 DC 링크 캐패시터에 충전된 전력을 이용하여 상기 모터를 구동하기 위한 3상 교류 전류를 생성하는 다수의 스위칭 소자 및 상기 다수의 스위칭 소자를 구동하는 구동부를 포함하는 인버터 모듈; 상기 교류 전원에 연결되어 직류 전원을 공급하는 SMPS; 상기 SMPS에 연결되어 상기 인버터 모듈의 다수의 스위칭 소자에 인가되는 구동 전압을 출력하는 레귤레이터; 상기 인버터 모듈의 구동부에 구동 신호를 전달하여 제어하는 제어부; 및 상기 SMPS에 연결되고 상기 압축기의 압력을 감지하여 설정 값에 도달할 때 열리는 자동압력스위치를 포함하여, 상기 압축기의 압력을 감지하여 설정 값에 따라 상기 레귤레이터의 작동 상태를 제어함으로써 상기 모터의 구동을 제어하는 압력 제한부를 포함하여 구성될 수 있다.As a second aspect for achieving the above technical problem, the present invention, an air conditioner having a compressor protection function, the converter is connected to the AC power; A DC link capacitor charged with power delivered from the converter; A compressor driven by a motor; An inverter module including a plurality of switching elements for generating a three-phase alternating current for driving the motor by using the power charged in the DC link capacitor and a driving unit for driving the plurality of switching elements; An SMPS connected to the AC power supply to supply DC power; A regulator connected to the SMPS and outputting a driving voltage applied to a plurality of switching elements of the inverter module; A control unit which transmits and controls a driving signal to a driving unit of the inverter module; And an automatic pressure switch connected to the SMPS and opened when a pressure of the compressor is reached to reach a set value, the drive of the motor by sensing the pressure of the compressor and controlling an operating state of the regulator according to the set value. It may be configured to include a pressure limit to control.

여기서, 상기 압력 제한부는, 제1 입력 측이 상기 제어부의 제1 포트와 연결되고, 제2 입력 측이 상기 자동압력스위치 및 상기 제어부의 제2 포트와 연결되는 AND 게이트를 포함할 수 있다.The pressure limiting unit may include an AND gate having a first input side connected to a first port of the controller and a second input side connected to the automatic pressure switch and a second port of the controller.

여기서, 상기 자동압력스위치가 상기 압축기의 압력을 감지하여 상기 설정 값에 도달할 때 열릴 때, 상기 제어부는 상기 인버터 모듈의 구동부에 구동 신호를 전달을 멈출 수 있다.Here, when the automatic pressure switch detects the pressure of the compressor and opens when the set value is reached, the controller may stop transmitting the driving signal to the driving unit of the inverter module.

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

먼저, 본 발명에 의한 압력 제한부의 작동에 의하여, 공기 조화기의 압축기를 과도한 고압으로부터 보호할 수 있다.First, by the operation of the pressure limiter according to the present invention, it is possible to protect the compressor of the air conditioner from excessive high pressure.

또한, 이와 같은 압축기 보호 작동은 파워 릴레이 등의 회로 수단이 아닌 전원 제어를 통하여 이루어지므로, 추가 릴레이 등의 구성이 필요 없고 이에 따른 비용의 상승을 방지할 수 있다.In addition, since the compressor protection operation is performed through power supply control rather than a circuit means such as a power relay, an additional relay or the like is not necessary, and thus a cost increase can be prevented.

더욱이, 사용 부품이 최소화되므로 회로 가용 면적을 축소하지 않을 수 있다.Moreover, the components used are minimized so that the circuit usable area is not reduced.

또한, 제어부와 같은 마이크로 컴퓨터를 거치지 않고 압축기 보호 작동이 이루어질 수 있으므로, 고압 발생 시 지연 시간이 없이 즉시 압축기의 구동을 멈추어 보호할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the compressor protection operation can be made without going through a microcomputer such as a control unit, there is an effect that can immediately stop the protection of the compressor operation without a delay time when high pressure is generated.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of the applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, and therefore, specific embodiments, such as the detailed description and the preferred embodiments of the present invention, should be understood as given by way of example only.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 전력 변환 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기를 나타내는 회로도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 압력 제한부의 세부를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 동작을 나타내는 신호도이다.1 is a block diagram illustrating a power conversion apparatus that may be applied to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are circuit diagrams showing the details of the pressure limiting part of the air conditioner according to the embodiment of the present invention.
5 is a signal diagram showing the operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

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.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 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.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 적용될 수 있는 전력 변환 장치를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a power conversion apparatus that may be applied to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 모터(200) 또는 이 모터(200)에 의하여 구동되는 압축기(210; 도 2 참조)를 구동하기 위한 전력 변환 장치(100)는 교류 전원(10)을 정류하는 정류부(110), 정류부(110)에서 정류된 DC 전압을 승/강압하는 과정에서 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 DC-링크(DC-link) 캐패시터(C)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a power converter 100 for driving a motor 200 or a compressor 210 driven by the motor 200 (see FIG. 2) may include a rectifier 110 rectifying the AC power source 10. In the process of stepping up / down the DC voltage rectified by the rectifier 110, the converter 120 controlling the power factor, the converter controller 130 controlling the converter 120, and the inverter 140 outputting a three-phase AC current. The inverter controller 150 may control the inverter 140, and a DC-link capacitor C between the converter 120 and the inverter 140.

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. 따라서, 모터 구동장치와 전력 변환 장치는 동일한 도면 부호(100)를 참조하여 설명한다.The 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 for driving the air conditioner, the power converter 100 will be described as an example of the motor driving device for driving such a compressor motor. Therefore, the motor driving device and the power conversion device will be described with reference to the same reference numeral 100.

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 the compressor motor, and may be used in various applications using an AC voltage having a variable frequency, for example, an AC motor such as a refrigerator, a washing machine, an electric car, a car, a cleaner, and the like.

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 terminal voltage detector B, an input voltage detector A, an input current detector D, and an output current detector E.

모터 구동장치(100)는, 계통으로부터의 교류 전원을 공급받아, 전력 변환하여, 모터(200)에 변환된 전력을 공급한다.The motor drive apparatus 100 receives AC power from a system, converts 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 may use a boost converter. In some cases, the converter 120 may be a concept including the rectifier 110. Hereinafter, the converter 120 will be described with an example using a boost converter.

정류부(110)는, 교류 전원(10)을 입력받아 정류하고, 이와 같이 정류된 전력을 컨버터(120) 측으로 출력한다.The rectifier 110 receives the AC power supply 10 and rectifies the rectifier 110, and outputs the rectified power to the converter 120.

이와 같이, 컨버터(120)는 정류부(110)에서 정류된 전압 신호를 승압 및 평활하는 과정에서 역률 개선 동작을 행할 수 있다.As described above, the converter 120 may perform a power factor improving operation in the process of boosting and smoothing the voltage signal rectified by the rectifier 110.

컨버터 제어부(130)는 스위칭 소자(Q1)의 게이트 단에 PWM 신호를 전달하는 게이트 구동부(gate driver)와, 이러한 게이트 구동부에 구동 신호를 전달하는 제어부를 포함한 구성일 수 있다.The converter controller 130 may be configured to include a gate driver for transmitting a PWM signal to the gate terminal of the switching element Q1 and a controller for transmitting a driving signal to the gate driver.

이와 같이, 컨버터 제어부(130)는 컨버터(120) 내의 스위칭 소자(Q1; 도 2 참조)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.As such, the converter controller 130 may control the turn-on timing of the switching element Q1 (see FIG. 2) in the converter 120. Accordingly, the converter control signal Sc for turning on timing of the switching element Q1 may be output.

이를 위해, 컨버터 제어부(130)는 입력 전압 검출부(A)와 입력 전류 검출부(D)로부터 각각, 입력 전압(Vs)과, 입력 전류(Is)를 수신할 수 있다.To this end, the converter controller 130 may receive the input voltage Vs and the input current Is from the input voltage detector A and the input current detector D, respectively.

경우에 따라, 이러한 컨버터(120) 및 컨버터 제어부(130)는 생략될 수 있다. 즉, 정류부(110)를 거친 출력 전압이 컨버터(120)를 거치지 않고 DC-링크 캐패시터(C)에 충전되거나 인버터(140)를 구동할 수 있다.In some cases, the converter 120 and the converter controller 130 may be omitted. That is, the output voltage passing through the rectifier 110 may be charged in the DC-link capacitor C or drive the inverter 140 without passing through the converter 120.

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 detector A may detect the input voltage Vs from the input AC power supply 10. For example, it may be located in front of the rectifying unit 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 detector A may include a resistor, an OP AMP, or the like for voltage detection. The detected input voltage Vs is a discrete signal in the form of a pulse and may be applied to the converter controller 130 to generate the converter control signal Sc.

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 detector D may detect the input current Is from the input AC power supply 10. Specifically, it may be located in front of the rectifier 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 detector D may include a current sensor, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like for current detection. The detected input voltage Is is a discrete signal in the form of a pulse and may be applied to the converter controller 130 to generate the converter control signal Sc.

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

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 figure, the detected DC voltage may be applied to the converter controller 130 and used to generate the converter control signal Sc.

인버터(140)는, 컨버터(120)의 스위칭 소자(Q1)의 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 converts the smoothed DC power supply Vdc into a three-phase AC power source having a predetermined frequency by outputting the three-phase motor 200 by the on / off operation of the switching element Q1 of the converter 120. have.

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 DC-링크 캐패시터(C) 양단인 DC-링크 전압(Vdc)에 기초하여 생성되어 출력될 수 있다. 이때의 출력 전류(io)는, 출력전류 검출부(E)로부터 검출될 수 있으며, DC-링크 전압(Vdc)은 DC-링크 전압 검출부(B)로부터 검출될 수 있다.The inverter controller 150 may output the inverter control signal Si to the inverter 140 to control the switching operation of the inverter 140. The inverter control signal Si is a switching control signal of the pulse width modulation method PWM, and is based on the output current io flowing through the motor 200 and the DC-link voltage Vdc which is across the DC-link capacitor C. Can be generated and output. The output current io at this time can be detected from the output current detector E, and the DC-link voltage Vdc can be detected from the DC-link voltage detector B.

인버터 제어부(150)는 인버터(140)에 포함되는 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, Q'c)의 게이트 단에 PWM 신호를 전달하는 구동부(gate driver; 142; 도 2 참조)와, 이러한 구동부(142)에 구동 신호를 전달하는 제어부(151)를 포함한 구성일 수 있다.The inverter controller 150 may include: a gate driver 142 for transmitting a PWM signal to a gate terminal of the switching elements Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, and Q'c included in the inverter 140; 2), and a control unit 151 for transmitting a driving signal to the driving unit 142.

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 detector E may detect the output current io flowing between the inverter 140 and the motor 200. That is, the current flowing through the motor 200 is detected. The output current detector E may detect all of the output currents ia, ib, and ic of each phase, or may detect the output currents of the two phases by using three-phase equilibrium.

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 detector E may be located between the inverter 140 and the motor 200, and a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for current detection.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기를 나타내는 회로도이다. 2 is a circuit diagram showing an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 모터(200)에 의하여 구동되는 압축기(210)를 보호하기 위한 구체적인 회로의 구성을 나타내고 있다.Referring to FIG. 2, a specific circuit configuration for protecting the compressor 210 driven by the motor 200 is illustrated.

정류부(110)는 브리지 다이오드를 이용한 전파 정류 회로를 이용할 수 있다.The rectifier 110 may use a full-wave rectifier circuit using a bridge diode.

컨버터(120)는, 정류부(110)에 연결되는 인덕터(L1), 이 인덕터(L1)에 연결되는 스위칭 소자(Q1), 및 스위칭 소자(Q1)와 DC-링크 캐패시터(C) 사이에 연결되는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.The converter 120 is connected between the inductor L1 connected to the rectifier 110, the switching element Q1 connected to the inductor L1, and the switching element Q1 and the DC-link capacitor C. It may include a diode (D1).

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, DC-링크 캐패시터(C)에 저장되어 있던 전하가 방전하면서 출력단에 출력전압을 발생시킨다.The boost converter 120 is a converter capable of obtaining an output voltage higher than an input voltage. When the switching element Q1 is turned on, the diode D1 is blocked and energy is stored in the inductor L1, and the DC-link capacitor C The electric charge stored in the capacitor discharges to generate an output voltage at the output terminal.

또한, 스위칭 소자(Q1)가 차단되면 스위칭 소자(Q1) 도통 시 인덕터(L1)에 저장되어 있던 에너지가 더해져서 출력단으로 전달된다.In addition, when the switching element Q1 is cut off, the energy stored in the inductor L1 is added to the output terminal when the switching element Q1 conducts.

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 게이트(gate; 또는 베이스) 단에 연결되어, 이 PWM 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다.Here, the switching element Q1 may perform a switching operation by a separate pulse width modulation (PWM) signal. That is, the PWM signal transmitted from the converter controller 130 may be connected to a gate (or base) terminal of the switching element Q1 to perform a switching operation 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 transistor)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 power MOSFET (metal oxide semi-conductor field effect transistor) and a bipolar transistor, and has a small driving power, high speed switching, high breakdown voltage, and high current density.

인버터 모듈(141)은, 복수 개의 인버터 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Qa', Qb', Qc')를 구비하고, 컨버터(120)의 스위칭 소자(Q1)의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 모터(200)에 출력할 수 있다. The inverter module 141 includes a plurality of inverter switching elements Qa, Qb, Qc, Qa ', Qb', and Qc ', and is smoothed by on / off operation of the switching element Q1 of the converter 120. The converted DC power supply Vdc can be converted into a three-phase AC power supply having a predetermined frequency and output to the three-phase motor 200.

구체적으로, 인버터 모듈(141)은 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 module 141 is a pair of the upper switching elements (Qa, Qb, Qc) and the lower switching elements (Qa ', Qb', Qc ') connected in series with each other, a total of three pairs of upper and lower The switching elements can be connected in parallel with each other.

컨버터(120)와 마찬가지로, 인버터 모듈(141)의 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, Q'c)는, 전력 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar mode transistor; IGBT)를 이용할 수 있다.Like the converter 120, the switching elements Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, and Q'c of the inverter module 141 may use a power transistor, for example, an insulated gate bipolar. An insulated gate bipolar mode transistor (IGBT) can be used.

이러한 인버터 모듈(141)은 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, Q'c)를 구동하기 위한 구동부(142)가 결합된 통합 파워 모듈(Integrated Power Module; IPM)일 수 있다.The inverter module 141 is an integrated power module (IPM) in which a driving unit 142 for driving the switching elements Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, and Q'c is combined. Can be.

이때, 제어부(151)는 이러한 구동부(142)를 제어하기 위한 인버터 제어신호를 인버터 모듈(141)에 출력할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 인버터 제어신호는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호일 수 있다.In this case, the controller 151 may output an inverter control signal for controlling the driver 142 to the inverter module 141. As mentioned above, the inverter control signal may be a switching control signal of a pulse width modulation scheme (PWM).

교류 전원(10)에는 정류부(110) 및 컨버터(120)로 이어지는 전력 변환 장치와 병렬로 SMPS(Switching Mode Power Supply; 170)가 연결될 수 있다. 이러한 SMPS(170)는 제어부(151)를 포함하는 공기 조화기의 각 전장 부품에 전력을 공급할 수 있다. 도 2에서 제어부(151)와 SMPS(170)의 연결은 표시되어 있지 않으나, 별도의 라인을 통하여 제어부(151)는 SMPS(170)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The AC power source 10 may be connected to a switching mode power supply (SMPS) 170 in parallel with a power converter connected to the rectifier 110 and the converter 120. The SMPS 170 may supply power to each electric component of the air conditioner including the controller 151. Although the connection between the controller 151 and the SMPS 170 is not shown in FIG. 2, the controller 151 may receive power from the SMPS 170 through a separate line.

이러한 SMPS(170)에는 전압 레귤레이터(180)가 연결되어, 이 레귤레이터(180)에서 SMPS(170)를 통과한 전압이 해당 부품에서 요구되는 전압으로 변환되어 공급될 수 있다.The voltage regulator 180 is connected to the SMPS 170, and the voltage passed through the SMPS 170 in the regulator 180 may be converted into a voltage required by the corresponding component and supplied.

예를 들어, SMPS(170)에서 출력된 18V의 전압은 전압 레귤레이터(180)에서 인버터 모듈(141)의 각 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, Q'c)를 구동하기 위한 바이어스 전압(VDD)인 15V로 감압될 수 있다. 이렇게 감압된 15V의 전력은 구동부(142)를 통하여 각 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, Q'c)의 게이트 단에 공급될 수 있다.For example, the voltage of 18V output from the SMPS 170 may be applied to each of the switching elements Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, and Q'c of the inverter module 141 by the voltage regulator 180. The voltage may be reduced to 15V, which is a bias voltage VDD for driving. The reduced voltage of 15V may be supplied to the gate terminals of the switching elements Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, and Q'c through the driver 142.

또한, 이러한 SMPS(170)에는 압력 제한부(160)가 연결될 수 있다.In addition, the pressure limiting unit 160 may be connected to the SMPS 170.

이러한 압력 제한부(160)는 압축기(210)의 압력을 감지하여 설정 값에 따라 레귤레이터(180)의 작동 상태를 제어함으로써 압축기(210)에 포함된 모터의 구동을 제어할 수 있다.The pressure limiting unit 160 may control the driving of the motor included in the compressor 210 by sensing the pressure of the compressor 210 and controlling the operating state of the regulator 180 according to a set value.

예를 들어, 압력 제한부(160)는 압축기(210)의 압력이 설정 압력을 초과할 경우에 레귤레이터(180)의 전압 출력을 방지할 수 있고, 이에 따라 구동부(142)에 바이어스 전압(VDD)이 인가되지 않아 인버터 모듈(141)의 작동을 제한할 수 있다. 이에 따라 압축기(210)는 동작하지 않게 된다. 따라서 과도한 압력으로부터 압축기(210)를 보호할 수 있다.For example, the pressure limiter 160 may prevent the voltage output of the regulator 180 when the pressure of the compressor 210 exceeds the set pressure, and thus the bias voltage VDD may be applied to the driver 142. This may not be applied to limit the operation of the inverter module 141. Accordingly, the compressor 210 is not operated. Thus, the compressor 210 can be protected from excessive pressure.

구체적으로, 압축기(210)의 압력이 설정 압력을 초과할 때, 압력 제한부(180)에서 레귤레이터(180)의 EN 단으로 전달되던 작동 신호(enable signal)가 멈출 수 있고, 이에 따라 레귤레이터(180)의 전압 출력이 정지될 수 있다.Specifically, when the pressure of the compressor 210 exceeds the set pressure, an enable signal transmitted from the pressure limiting unit 180 to the EN stage of the regulator 180 may stop, and thus the regulator 180 may stop. ) Can be stopped.

즉, 레귤레이터(180)에는 SMPS(170)로부터의 입력 단자(in)와 구동부(142)를 향한 출력 단자(out)가 있는데, 레귤레이터(180)의 EN 단으로 전달되던 작동 신호가 멈출 수 있고, 이에 따라 레귤레이터(180)의 전압 출력이 정지될 수 있는 것이다.That is, the regulator 180 has an input terminal in from the SMPS 170 and an output terminal out toward the driving unit 142. The operation signal transmitted to the EN terminal of the regulator 180 can be stopped. Accordingly, the voltage output of the regulator 180 may be stopped.

이때, 제어부(151)의 제1 포트(Port 1) 및 제2 포트(Port 2)에 압력 제한부(160)가 연결되어, 압축기(210)의 압력이 설정 압력을 초과할 때 압력 제한부(180)는 해당 상황을 어느 한 포트(예를 들어, 제2 포트(Port 2))를 통하여 제어부(151)에 전달할 수 있다. 이러한 상황을 감지한 제어부(151)는 나머지 한 포트(예를 들어, 제1 포트(Port 1))의 신호 출력을 정지할 수 있다. 또한, 이에 따라, 제어부(151)는 구동부(142)에 전달하던 구동 신호(예를 들어, PWM 신호)의 출력을 정지할 수 있다.At this time, the pressure limiting unit 160 is connected to the first port (Port 1) and the second port (Port 2) of the control unit 151, when the pressure of the compressor 210 exceeds the set pressure pressure limiting unit ( 180 may transmit the situation to the controller 151 through any one port (for example, the second port (Port 2)). The controller 151 which detects such a situation may stop signal output of the other port (for example, the first port Port 1). In addition, according to this, the controller 151 may stop the output of the driving signal (for example, the PWM signal) transmitted to the driver 142.

압력 제한부(160)의 적어도 일부분은 압축기(210)에 접촉하여 위치할 수 있다. 즉, 압축기(210)의 압력을 감지하는 부분은 압축기(210)에 설치될 수 있다. At least a portion of the pressure limiter 160 may be located in contact with the compressor 210. That is, the portion for detecting the pressure of the compressor 210 may be installed in the compressor 210.

이하, 이러한 압력 제한부(160)의 구성 및 작동에 대하여 자세히 후술한다.Hereinafter, the configuration and operation of the pressure limiting unit 160 will be described in detail.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 압력 제한부의 세부를 나타내는 회로도이다.3 and 4 are circuit diagrams showing the details of the pressure limiting part of the air conditioner according to the embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 3은 압축기(210)의 압력이 정상 상태인 때의 회로의 동작을 나타내기 위한 회로도이고, 도 4는 압축기(210)의 압력이 고압 상태인 때의 회로의 동작을 나타내기 위한 회로도이다.Specifically, FIG. 3 is a circuit diagram showing the operation of the circuit when the pressure of the compressor 210 is in a normal state, and FIG. 4 is a diagram showing the operation of the circuit when the pressure of the compressor 210 is in a high pressure state. It is a circuit diagram.

여기서, 정상 상태는 압축기(210)의 압력이 공기 조화기 작동을 위한 정상 압력 범위일 때의 상태를 말하고, 고압 상태는 압축기(210)의 압력이 공기 조화기 작동을 위한 허용 압력 범위를 넘어선 때의 상태를 말할 수 있다.Here, the normal state refers to a state when the pressure of the compressor 210 is a normal pressure range for operating the air conditioner, and the high pressure state when the pressure of the compressor 210 exceeds an allowable pressure range for operating the air conditioner. I can tell the state of.

도 3 및 도 4를 참조하면, 압력 제한부(160)의 세부 구성 및 그 연결 구조가 도시되어 있다.3 and 4, a detailed configuration of the pressure limiting unit 160 and a connection structure thereof are shown.

압력 제한부(160)는, 압축기(210)의 압력을 감지하여 설정 값에 도달할 때 열리는 자동압력스위치(161)를 포함할 수 있다. 이러한 자동압력스위치(161)는 일측 단이 SMPS(170)와 연결되고 타측 단이 제어부(151)의 제2 포트(Port 2) 및 AND 게이트(162)의 입력 측와 동시에 연결될 수 있다.The pressure limiting unit 160 may include an automatic pressure switch 161 that opens when the pressure of the compressor 210 is reached and reaches a set value. One end of the automatic pressure switch 161 may be connected to the SMPS 170, and the other end thereof may be simultaneously connected to the second port Port 2 of the controller 151 and the input side of the AND gate 162.

따라서, 압력이 설정 값에 도달하여 자동압력스위치(161)가 열리면 자동압력스위치(161)를 통하여 제어부(151) 및 AND 게이트(162)로 전달되는 전력(5V) 출력이 중단될 수 있고, 이에 따라 레귤레이터(180)의 작동을 정지시킬 수 있다.Therefore, when the pressure reaches the set value and the automatic pressure switch 161 is opened, the output of the power (5V) transmitted to the control unit 151 and the AND gate 162 through the automatic pressure switch 161 may be stopped. Accordingly, the operation of the regulator 180 may be stopped.

이때, AND 게이트(162)는 제1 입력 측이 제어부(151)의 제1 포트(Port 1)와 연결되고, 제2 입력 측이 자동압력스위치(161) 및 제어부(151)의 제2 포트(Port 2)와 연결될 수 있다.In this case, the AND gate 162 has a first input side connected to a first port Port 1 of the controller 151, and a second input side has a second port (the automatic pressure switch 161 and the controller 151). Port 2) can be connected.

자동압력스위치(161)는 압력에 따라 닫힌 상태 또는 열린 상태가 되고, 이에 따라 AND 게이트(162) 및 제어부(151)의 제2 포트(Port 2)에는 로우 신호(예를 들어, 0V) 또는 하이 신호(예를 들어, 5V 신호)의 전원이 각각 인가될 수 있다.The automatic pressure switch 161 is in a closed state or an open state according to the pressure. Accordingly, a low signal (for example, 0V) or high is applied to the AND gate 162 and the second port Port 2 of the controller 151. Power of a signal (for example, a 5V signal) may be applied to each.

제어부(151)의 제1 포트(Port 1)에서는 정상 상태 시에 하이 신호(예를 들어, 5V 신호)가 출력될 수 있다.In the first port Port 1 of the controller 151, a high signal (for example, a 5V signal) may be output in a normal state.

이에 따라, AND 게이트(162)에서도 로우 신호(예를 들어, 0V) 및 하이 신호(예를 들어, 5V)가 출력될 수 있다.Accordingly, the low signal (for example, 0V) and the high signal (for example, 5V) may be output from the AND gate 162.

이러한 AND 게이트(162)의 출력은 레귤레이터(180)의 EN(enable; 활성화) 단으로 입력되어, AND 게이트(162)의 출력에 따라 레귤레이터(180)의 동작이 제어될 수 있다. 예를 들어, AND 게이트(162)의 출력이 하이 신호이면 레귤레이터(180)가 정상 동작할 수 있고, AND 게이트(162)의 출력이 로우 신호이면 레귤레이터(180)의 동작이 정지될 수 있다.The output of the AND gate 162 is input to an EN (enable) end of the regulator 180, and the operation of the regulator 180 may be controlled according to the output of the AND gate 162. For example, when the output of the AND gate 162 is a high signal, the regulator 180 may operate normally. When the output of the AND gate 162 is a low signal, the operation of the regulator 180 may be stopped.

이에 따라, 레귤레이터(180)로부터 인버터 모듈(IPM; 141)의 바이어스 단자(VDD)로 인가되는 출력 신호도 제어될 수 있다.Accordingly, the output signal applied from the regulator 180 to the bias terminal VDD of the inverter module IPM 141 may also be controlled.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 동작을 나타내는 신호도이다.5 is a signal diagram showing the operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기 조화기의 동작을 압축기 압력 상태에 따라 구체적으로 설명한다.1 to 5, the operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described in detail according to the compressor pressure.

먼저, 압축기(110)의 압력이 설정 값 이내인 정상 상태의 동작에 대하여 설명한다.First, the operation in the steady state in which the pressure of the compressor 110 is within the set value will be described.

정상 상태에서 자동압력스위치(161)는 닫힌 상태(normally short)로서, AND 게이트(162)와 제어부(151)의 제2 포트(Port 2)로 하이 신호(5V)가 입력된다. 위에서 언급한 바와 같이, 이 하이 신호는 SMPS(170)로부터 공급받은 신호일 수 있다.In the normal state, the automatic pressure switch 161 is normally closed, and the high signal 5V is input to the AND gate 162 and the second port Port 2 of the controller 151. As mentioned above, this high signal may be a signal supplied from the SMPS 170.

제어부(151)의 제1 포트(Port 1)에서는 동일하게 하이 신호(5V)가 출력되고, 이 신호는 AND 게이트(162)로 입력된다. 이에 따라 AND 게이트(162)의 출력은 하이 신호(5V)가 된다.The high signal 5V is similarly output from the first port Port 1 of the controller 151, and the signal is input to the AND gate 162. As a result, the output of the AND gate 162 becomes a high signal (5V).

따라서, 레귤레이터(180)의 EN 단 입력 값은 하이 신호(5V)가 되어, 레귤레이터(180)는 정상 작동하여 인버터 모듈(141)로 바이어스 전원(VDD)을 전달한다.Accordingly, the EN terminal input value of the regulator 180 becomes a high signal 5V, and the regulator 180 operates normally to transfer the bias power supply VDD to the inverter module 141.

이에 따라, 인버터 모듈(141)은 정상 작동하여 삼상 교류 신호를 출력하여 압축기(210)를 구동한다.Accordingly, the inverter module 141 operates normally to output a three-phase AC signal to drive the compressor 210.

도 5를 참조하면, 이러한 정상 상태에서는 AND 게이트(162)의 출력, 제어부(151)와 연결된 제1 포트(Port 1) 및 제2 포트(Port 2)에 연결된 선의 출력은 모두 하이(high) 신호(5V)가 되어 압축기(210)가 정상적으로 동작하게 된다.Referring to FIG. 5, in this normal state, the outputs of the AND gate 162, the outputs of the lines connected to the first port Port 1 and the second port Port 2 connected to the controller 151 are all high signals. At 5V, the compressor 210 operates normally.

그러나 고압 발생 이후에는 압축기(210)의 압력이 정상 상태가 되어도 일시적으로 압축기(210)가 동작하지 않는 상태가 될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.However, after the high pressure is generated, even when the pressure of the compressor 210 becomes a normal state, the compressor 210 may be temporarily inoperable. This will be described later.

다음, 압축기(110)의 압력이 설정 값 이상이거나 초과한 상태인 고압 상태의 동작에 대하여 설명한다.Next, operation of the high pressure state in which the pressure of the compressor 110 is higher than or equal to the set value will be described.

고압 상태에서 자동압력스위치(161)는 열린 상태(Switch open)가 되어, AND 게이트(162)와 제어부(151)의 제2 포트(Port 2)로 로우 신호(0V)가 입력된다. 위에서 언급한 바와 같이, SMPS(170)로부터 공급받은 신호는 자동압력스위치(161)를 통과하여 전달되지 못하는 상태가 된다.In the high pressure state, the automatic pressure switch 161 is in the open state (Switch open), the low signal (0V) is input to the AND gate 162 and the second port (Port 2) of the controller 151. As mentioned above, the signal supplied from the SMPS 170 is not transmitted through the automatic pressure switch 161.

이때, 제어부(151)의 제1 포트(Port 1)에서는 이전과 동일하게 하이 신호(5V)가 출력되어도, AND 게이트(162)에서는 제2 포트(Port 2)와 연결된 부분을 통해 로우 신호(0V)가 입력된 상태이므로 AND 게이트(162)의 출력은 로우 신호(0V)가 된다.At this time, even if the high signal 5V is output from the first port Port 1 of the controller 151 as before, the AND gate 162 outputs the low signal 0V through the portion connected to the second port Port 2. ) Is input, the output of the AND gate 162 becomes a low signal (0V).

따라서, 레귤레이터(180)의 EN 단 입력 값은 로우 신호(0V)가 되어, 레귤레이터(180)는 작동을 정지하여 인버터 모듈(141)로 전달되는 바이어스 전원(VDD)의 공급은 차단된다.Accordingly, the EN terminal input value of the regulator 180 becomes a low signal (0V), the regulator 180 stops the operation, and the supply of the bias power VDD delivered to the inverter module 141 is cut off.

이에 따라, 인버터 모듈(141)은 작동을 멈추게 되고 압축기(210) 동작은 정지하고, 이에 따라 압축기(210)의 압력은 제한된다.Accordingly, the inverter module 141 stops the operation and the operation of the compressor 210 is stopped, whereby the pressure of the compressor 210 is limited.

도 5를 참조하면, 이러한 고압 발생(Switch open) 상태에서는 AND 게이트(162)의 출력, 제어부(151)와 연결된 제2 포트(Port 2)에 연결된 선의 출력은 로우(low) 신호(0V)가 되어 인버터 모듈(141) 및 압축기(210)의 동작이 정지된다.Referring to FIG. 5, in the switch open state, the output of the AND gate 162 and the output of the line connected to the second port Port 2 connected to the control unit 151 may have a low signal (0V). Thus, the operation of the inverter module 141 and the compressor 210 is stopped.

이때, 이러한 제어부(151)와 연결된 제2 포트(Port 2)를 통하여, 제어부(151)는 고압의 발생을 감지하게 되고, 이후 일정 시간 후에 제1 포트(Port 1)의 출력을 하이(5V) 신호에서 로우(0V) 신호로 전환한다.At this time, through the second port (Port 2) connected to the control unit 151, the control unit 151 detects the generation of high voltage, and after a certain time the output of the first port (Port 1) high (5V) Switch from signal to low (0V) signal.

이러한 상태에서, 제어부(151)는 인버터 모듈(141)의 구동부(142)로 출력하던 구동 신호(PWM 신호)의 전달을 중지할 수 있다.In this state, the controller 151 may stop the transmission of the driving signal (PWM signal) output to the driver 142 of the inverter module 141.

또한, 이러한 상태에서, 제어부(151)는 고압 발생 여부를 표시할 수 있다. 즉, 디스플레이나 경고 램프, 경고 음 등의 각종 알림 수단을 통하여 고압 발생을 알릴 수 있다.In this state, the controller 151 may display whether high voltage is generated. That is, the high pressure may be notified through various notification means such as a display, a warning lamp, and a warning sound.

이후에는 압축기(210)의 압력이 정상 상태로 다시 돌아온 후에 사용자의 입력에 의하여 다시 공기 조화기가 정상적으로 작동하거나 또는 자동압력스위치(161)의 작동에 의하여 자동으로 공기 조화기가 정상적으로 작동할 수 있다.Thereafter, after the pressure of the compressor 210 is returned to the normal state again, the air conditioner may normally operate again by the user's input or the air conditioner may automatically operate normally by the operation of the automatic pressure switch 161.

이상과 같은 압력 제한부(160)의 작동에 의하여, 공기 조화기의 압축기(210)를 과도한 고압으로부터 보호할 수 있다.By the operation of the pressure limiting unit 160 as described above, it is possible to protect the compressor 210 of the air conditioner from excessive high pressure.

또한, 이와 같은 압축기(210) 보호 작동은 파워 릴레이 등의 회로 수단이 아닌 전원 제어를 통하여 이루어지므로, 추가 릴레이 등의 구성이 필요 없고 이에 따른 비용의 상승을 방지할 수 있다.In addition, since the protection operation of the compressor 210 is performed through a power supply control rather than a circuit means such as a power relay, an additional relay or the like is not necessary and thus an increase in cost can be prevented.

또한, 제어부(151)와 같은 마이크로 컴퓨터를 거치지 않고 압축기(210) 보호 작동이 이루어질 수 있으므로, 고압 발생 시 지연 시간이 없이 즉시 압축기(210)의 구동을 멈추어 보호할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the compressor 210 may be protected without going through a microcomputer such as the controller 151, the compressor 210 may be immediately stopped and protected without a delay time when a high pressure is generated.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면 전기-기계 스위치를 사용하여 제어부를 거치지 않고 위험 압력 상황에 대처할 수 있다.As such, according to one embodiment of the present invention, an electro-mechanical switch can be used to cope with a dangerous pressure situation without passing through a control unit.

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.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 전력 변환 장치 110: 정류부
120: 컨버터 130: 컨버터 제어부
140: 인버터 141: 인버터 모듈
142: 구동부 150: 인버터 제어부
151: 제어부 152: 제어부
160: 압력 제한부 161: 자동압력스위치
162: AND 게이트 170: SMPS
180: 레귤레이터 200: 모터
210: 압축기100: power converter 110: rectifier
120: converter 130: converter control unit
140: inverter 141: inverter module
142: drive unit 150: inverter control unit
151: control unit 152: control unit
160: pressure limiting unit 161: automatic pressure switch
162: AND gate 170: SMPS
180: regulator 200: motor
210: compressor

Claims

In the air conditioner having a compressor protection function,
A converter connected to the AC power source;
A DC link capacitor charged with power delivered from the converter;
A compressor driven by a motor;
An inverter module including a plurality of switching elements for generating a three-phase alternating current for driving the motor by using the power charged in the DC link capacitor and a driving unit for driving the plurality of switching elements;
An SMPS connected to the AC power supply to supply DC power;
A regulator connected to the SMPS to reduce the voltage output from the SMPS to a voltage for driving the switching element to output a driving voltage applied to the plurality of switching elements of the inverter module;
A control unit which transmits and controls a driving signal to a driving unit of the inverter module; And
An automatic pressure switch and a first input side connected to the SMPS and opened when the pressure of the compressor is reached to reach a set value, and a first input of the controller is connected, and a second input side of the automatic pressure switch and the controller And a pressure limiter configured to sense the pressure of the compressor including an AND gate connected to the second port of the controller and to control the driving state of the regulator according to a set value. Air conditioner with protection function.

The method of claim 1, wherein the pressure limiting unit,
The air conditioner having a compressor protection function, characterized in that to stop the operation of the regulator when the automatic pressure switch is opened.

According to claim 1, When the pressure of the compressor exceeds a set pressure, the pressure limiting unit transmits the situation to the control unit through any one of the first port and the second port, the sensing the situation The control unit has a compressor protection function, characterized in that for stopping the signal output of the other port.

The air conditioner of claim 1, wherein when the automatic pressure switch is opened, a signal of the first port of the controller is switched from a high signal to a low signal.

The method of claim 1, wherein when the automatic pressure switch is opened, the signal of the first port of the controller is changed from a high signal to a low signal after a predetermined time and the output of the second port is high from a low signal. Air conditioner with compressor protection, characterized in that converted to a signal.

The air conditioner of claim 1, wherein at least a portion of the pressure limiting portion is located in contact with the compressor.

The compressor protection function of claim 1, wherein the control unit stops transmitting a driving signal to a driving unit of the inverter module when the automatic pressure switch is opened when the pressure of the compressor is reached and reaches the set value. Air conditioner.

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