KR102074777B1 - Power converting apparatus and air conditioner including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 케이스와, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원이 입력되는 전원 접속부와, 케이스 내에 배치되며, 노이즈 필터부를 구비하는 제1 회로 기판과, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 구비하는 제2 회로 기판을 포함하고, 전원 접속부와 제1 회로 기판은 절연된다. 이에 따라, 커몬 모드 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있게 된다.The present invention relates to a power converter and an air conditioner having the same. According to an embodiment of the present invention, a power converter and an air conditioner having the same include: a case, a first circuit board disposed in the case, a power connection part to which input AC power is input, and a noise filter part disposed in the case; And a second circuit board disposed in the case, the second circuit board including a converter for converting input AC power into DC power, and an inverter for converting DC power from the converter into AC power, wherein the power supply connection portion and the first circuit board are insulated. do. As a result, common mode noise can be efficiently reduced.
Description
본 발명은 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 커몬 모드 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있는 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a power converter and an air conditioner having the same, and more particularly, to a power converter and an air conditioner having the same that can effectively reduce the common mode noise.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. The air conditioner is installed to provide a more comfortable indoor environment to humans by discharging cold air into the room to adjust the indoor temperature and purifying the indoor air to create a comfortable indoor environment. In general, an air conditioner includes an indoor unit configured to be a heat exchanger installed indoors, and an outdoor unit configured to supply a refrigerant to an indoor unit configured by a compressor and a heat exchanger.
한편, 공기조화기의 압축기를 구동하기 위해, 압축기 모터 구동장치가 사용된다.On the other hand, in order to drive the compressor of the air conditioner, a compressor motor driving device is used.
한편, 국제 서지 보호 표준인 IEC 61000에 따르면, 고조파 저감을 위한 규격이 설정된다. 이에 따라, 공기조화기 내의 입력 교류 전류에 의한 고조파 저감을 위한 다양한 노력이 시도되고 있다.Meanwhile, according to IEC 61000, an international surge protection standard, a standard for harmonic reduction is set. Accordingly, various efforts have been made to reduce harmonics caused by input AC current in an air conditioner.
본 발명의 목적은, 커몬 모드 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있는 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power converter capable of efficiently reducing common mode noise and an air conditioner having the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 케이스와, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원이 입력되는 전원 접속부와, 케이스 내에 배치되며, 노이즈 필터부를 구비하는 제1 회로 기판과, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 구비하는 제2 회로 기판을 포함하고, 전원 접속부와 제1 회로 기판은 절연된다.In order to achieve the above object, a power converter and an air conditioner having the same according to an embodiment of the present invention are disposed in a case, a power supply connecting portion to which an input AC power is input, and a noise filter unit. A first circuit board provided, a second circuit board disposed in the case, the second circuit board including a converter for converting input AC power into DC power, and an inverter for converting DC power from the converter into AC power; The first circuit board is insulated.
본 발명의 일 실시예에 따른, 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 케이스와, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원이 입력되는 전원 접속부와, 케이스 내에 배치되며, 노이즈 필터부를 구비하는 제1 회로 기판과, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 구비하는 제2 회로 기판을 포함하고, 전원 접속부와 제1 회로 기판은 절연됨으로써, 커몬 모드 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있게 된다. According to an embodiment of the present invention, a power converter and an air conditioner having the same include a case, a first power supply unit disposed in the case and receiving input AC power, and a first filter disposed in the case and including a noise filter unit. A second circuit board disposed in the case, the second circuit board having a converter for converting an input AC power source to a DC power source and an inverter for converting the DC power source from the converter to the AC power source; By insulating, common mode noise can be reduced efficiently.
특히, 케이스 중 전원 접속부가 위치하는 영역과, 제1 회로 기판이 위치하는 영역 사이에 절연체가 배치됨으로써, 제1 회로 기판과 전원 접속부가 절연되어, 커몬 모드 노이즈가, 전원 접속부로 전달되지 않게 된다.In particular, the insulator is disposed between the area where the power supply connection part is located and the area where the first circuit board is located among the cases, so that the first circuit board and the power supply connection part are insulated, so that common mode noise is not transmitted to the power supply connection part. .
한편, 전원 접속부 상에 절연체가 배치되며, 절연체 상에 제1 회로 기판이 배치됨으로써, 커몬 모드 노이즈가, 전원 접속부로 전달되지 않게 된다.On the other hand, the insulator is disposed on the power supply connection portion, and the first circuit board is disposed on the insulator, so that the common mode noise is not transmitted to the power supply connection portion.
한편, 노이즈 필터부가, 입력 교류 전원을 필터링하는 제1 커패시터부와, 제1 커패시터부로부터의 전류를 감지하는 제1 트랜스포머와, 제1 트랜스포머에서 감지된 전류를 증폭하는 증폭기와, 증폭기로부터의 전류를 변환하는 제2 트랜스포머와, 제2 트랜스포머로부터의 전류를 필터링하는 제2 커패시터부를 포함함으로써, 커몬 모드 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있게 된다. On the other hand, the noise filter unit, the first capacitor unit for filtering the input AC power source, the first transformer for sensing the current from the first capacitor unit, the amplifier for amplifying the current sensed by the first transformer, the current from the amplifier By including a second transformer for converting and a second capacitor portion for filtering the current from the second transformer, common mode noise can be efficiently reduced.
특히, 제1 트랜스포머를 이용하여, 커몬 모드 노이즈를 감지하고, 제2 트랜스포머를 이용하여, 커몬 모드 노이즈를 보상함으로써, 서지 등의 왜란에 대한 신뢰성이 강화될 수 있다.In particular, by detecting the common mode noise using the first transformer and compensating the common mode noise using the second transformer, reliability of disturbances such as surge may be enhanced.
한편, 증폭기가, dc단 커패시터 양단의 전압에 의해 동작하므로, 별도의 전원이 불필요하게 된다.On the other hand, since the amplifier is operated by the voltage across the dc terminal capacitor, a separate power supply is unnecessary.
한편, 제1 커패시터부를 통해, 레벨이 작은 커몬 모드 노이즈를 출력함으로써, 간단하게 커몬 모드 노이즈를 추출할 수 있게 된다.On the other hand, by outputting the common mode noise having a small level through the first capacitor unit, it is possible to simply extract the common mode noise.
한편, 커몬 모드 노이즈의 보상을 위해, 별도의 스위치 소자가 필요 없으므로, 제조 비용이 저감된 노이즈 필터부를 구현할 수 있게 된다.On the other hand, in order to compensate for the common mode noise, a separate switch element is not required, and thus a noise filter unit having a reduced manufacturing cost can be implemented.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
도 4는 도 3의 전력변환장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6은 커몬 모드 노이즈의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 7은 전원 접속부와 노이즈 필터부 사이의 접속을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 도 7의 설명에 참조되는 도면이다.
도 9는 전원 접속부와 노이즈 필터부 사이의 접속을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시에에 따른 전력변환장치의 내부 배치를 예시하는 도면이다.
도 11a는 본 발명의 실시에에 따른 전력변환장치의 내부 배치를 예시하는 도면이다.
도 11b는 도 11a의 상면도이다.
도 12는 본 발명의 실시에에 따른 노이즈 필터부의 내부 회로도의 일예이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 14는 도 13의 실외기와 실내기의 개략도이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 1.
3 illustrates an example of an internal block diagram of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an example of an internal circuit diagram of the power converter of FIG. 3.
5 is an internal block diagram of the inverter controller of FIG. 4.
6 is a diagram referred for explanation of common mode noise.
7 is a diagram for explaining the connection between the power supply connection unit and the noise filter unit.
8A to 8B are views referred to in the description of FIG. 7.
9 is a diagram for explaining the connection between the power supply connection unit and the noise filter unit.
10 is a diagram illustrating an internal arrangement of a power converter according to an embodiment of the present invention.
11A is a diagram illustrating an internal arrangement of a power converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11B is a top view of FIG. 11A.
12 is an example of an internal circuit diagram of a noise filter unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to another embodiment of the present invention.
14 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 13.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 대형의 공기조화기(50)로서, 복수의 실내기(31 내지 35), 복수의 실내기에 연결되는 복수의 실외기(21, 22), 복수의 실내기 각각과 연결되는 리모컨(41 내지 45), 그리고 복수의 실내기 및 실외기를 제어하는 원격제어기(10)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the air conditioner according to the present invention is a
원격제어기(10)는 복수의 실내기(31 내지 36) 및 복수의 실외기(21, 22)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어한다. 이때, 원격제어기(10)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어, 그룹제어 등을 수행할 수 있다. The
공기조화기는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 천장형 공기조화기를 예로 설명한다. 또한, 공기조화기는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. The air conditioner may be any one of a stand type air conditioner, a wall-mounted air conditioner, and a ceiling type air conditioner, but for convenience of description, a ceiling type air conditioner will be described as an example. The air conditioner may further include at least one of a ventilator, an air cleaner, a humidifier, and a heater, and may operate in conjunction with operations of the indoor unit and the outdoor unit.
실외기(21, 22)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. The
실외기(21, 22)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31 내지 35)로 냉매를 공급한다. 실외기(21,22)는 원격제어기(10) 또는 실내기(31 내지 35)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다. The
이때, 실외기(21, 22)는 복수의 실외기가, 각각 연결된 실내기로 각각 냉매를 공급하는 것을 기본으로 하여 설명하나, 실외기 및 실내기의 연결구조에 따라 복수의 실외기가 상호 연결되어 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수도 있다. At this time, the outdoor unit (21, 22) is described on the basis of supplying the refrigerant to each of the plurality of outdoor unit, each connected to the indoor unit, but the plurality of outdoor units are interconnected according to the connection structure of the outdoor unit and the indoor unit refrigerant to the plurality of indoor units May be supplied.
실내기(31 내지 35)는 복수의 실외기(21, 22) 중 어느 하나에 연결되어, 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31 내지 35)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The
이때, 실외기(21, 22) 및 실내기(31 내지 35)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하고, 실외기 및 실내기는 원격제어기(10)와 별도의 통신선으로 연결되어 원격제어기(10)의 제어에 따라 동작한다. At this time, the outdoor unit (21, 22) and the indoor unit (31 to 35) is connected by a communication line to transmit and receive data, and the outdoor unit and the indoor unit is connected to the
리모컨(41 내지 45)는 실내기에 각각 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신하며, 경우에 따라 복수의 실내기에 하나의 리모컨이 연결되어 하나의 리모컨 입력을 통해 복수의 실내기의 설정이 변경될 수 있다. The
또한, 리모컨(41 내지 45)은 내부에 온도감지센서를 포함할 수 있다. In addition, the remote control (41 to 45) may include a temperature sensor therein.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 1.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(31)와 실외기(21)로 구분된다. Referring to the drawings, the
실외기(21)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 전동기(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함한다. The
실내기(31)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109)와, 실내측 열교환기(109)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다. The
실내측 열교환기(109)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one indoor
또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the
한편, 도 2에서는 실내기(31)와 실외기(21)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.Meanwhile, although one
도 1의 실외기(21) 내의 압축기(102)는, 압축기 모터(250)를 구동하는 압축기 고둥을 위한 모터 구동장치(200)에 의해 구동될 수 있다. The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 블록도의 일예를 예시하고, 도 4는 도 3의 전력변환장치의 내부 회로도의 일예이다.3 illustrates an example of an internal block diagram of a power converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an example of an internal circuit diagram of the power converter of FIG.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, 센서리스(sensorless) 방식으로 모터를 구동하기 위한 것으로서, 모터 구동장치라 명명될 수 있다. Referring to the drawings, the
본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)과, 컨버터(410), 인버터(420), 인버터 제어부(430), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 출력전류 검출부(E)를 구비하는 제2 회로 기판(PCBb)를 포함할 수 있다. 또한, 전력변환장치(220)는, 입력 전류 검출부(A) 등을 더 포함할 수도 있다.The
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, dc단 커패시터와 인버터 사이에 배치되는 1개의 dc단 저항 소자를 이용하여 상전류를 검출할 수 있다.On the other hand, the
이때, 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어한다. In this case, the
이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 1개의 dc단 저항 소자를 이용하여, 순차적으로 검출되는 상전류 정보를 수신하고, 이에 기초하여, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.To this end, the
한편, 1개의 dc단 저항 소자(Rdc)를 이용하여, 시분할로, 상 전류를 검출함으로써, 제조 비용이 저감되며, 설치가 용이해지는 장점이 있다.On the other hand, by using a single dc stage resistance element (Rdc), by time-division, by detecting the phase current, the manufacturing cost is reduced, there is an advantage that the installation is easy.
이하에서는, 도 3, 및 도 4의 전력변환장치(220) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of each component unit in the
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.The input current detector A can detect the input current i s input from the commercial
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다. The
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다. For example, in the case of a single-phase AC power supply, four diodes may be used in the form of a bridge, and in the case of a three-phase AC power supply, six diodes may be used in the form of a bridge.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다. On the other hand, the
컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.When the
평활 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The smoothing capacitor C smoothes the input power and stores it. In the figure, one element is illustrated as the smoothing capacitor C, but a plurality of elements may be provided to ensure device stability.
한편, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다., 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 평활 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.On the other hand, in the drawing, but is illustrated as being connected to the output terminal of the
한편, 평활 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. On the other hand, since the DC power is stored at both ends of the smoothing capacitor C, this may be referred to as a dc terminal or a dc link terminal.
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.The dc end voltage detector B may detect a dc end voltage Vdc that is both ends of the smoothing capacitor C. To this end, the dc terminal voltage detector B may include a resistor, an amplifier, and the like. The detected dc terminal voltage Vdc may be input to the
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(230)에 출력할 수 있다. The
인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(230)에 출력되게 된다. The switching elements in the
인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.The
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(230) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(230)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 detects the output current i o flowing between the
출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(230) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detector E may be located between the
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 동기 모터(230) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로 병행하여 기술할 수도 있다. The detected output current i o , as a discrete signal in the form of a pulse, may be applied to the
한편, 삼상 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. On the other hand, the three-
이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다. Such a
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, 입력 교류 전원에 의해 발생하는 고조파, 특히 커몬 모드 노이즈(900)를 효율적으로 저감하는 방안을 제시한다. 특히, 전력변환장치(220) 내의 전원 접속부와 노이즈 필터부(450)를 절연하여, 노이즈 필터부(450)에서의 커몬 모드 노이즈가, 전원 접속부(900)로 전달되지 않도록 한다.On the other hand, the
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, 케이스(CAS)와, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원(Vs)이 입력되는 전원 접속부(900)와, 케이스 내에 배치되며, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)과, 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원(Vs)을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(410), 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(420)를 구비하는 제2 회로 기판(PCBb)을 포함하고, 전원 접속부(900)와 제1 회로 기판(PCBa)은 절연된다. 이에 따라, 커몬 모드 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있게 된다. 이에 대해서는 도 10 이하에서 상세히 기술한다.To this end, the
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.5 is an internal block diagram of the inverter controller of FIG. 4.
도 5를 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 속도 연산부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.The
한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. On the other hand, the
속도 연산부(320)는, 축변환부(310)에서 축변화된 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)에 기초하여, 연산된 위치()와 연산된 속도()를 출력할 수 있다.The
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. On the other hand, the current
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the current
다음, 전압 지령 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.Next, the voltage
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values v * d and v * q are input to the
축변환부(350)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치()와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The
먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치()가 사용될 수 있다.First, the
그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.In addition, the
스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다. The switching control
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to a gate of each switching element in the
한편, 상술한 바와 같이, 모터 구동장치(100)는, 인버터(420) 제어를 통하여, 모터(230)를 구동하는 벡터(vector) 제어를 하기 위해서, 모터(motor)에 흐르는 츨력 전류(io), 특히, 상전류(Phase current)를 감지하는 것이 필수적이다. On the other hand, as described above, the motor drive device 100, through the control of the
인버터 제어부(430)는, 감지된 상전류를 이용하여, 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340)를 이용하여, 모터(230)를, 원하는 속도와 토크(torque)로 제어할 수 있게 된다.The
도 6은 커몬 모드 노이즈의 설명을 위해 참조되는 도면이다.6 is a diagram referred for explanation of common mode noise.
도면을 참조하면, 도 4의 노이즈 필터부(450)에, 도면과 같은 입력 교류 전원(Vsa)가 입력될 수 있다.Referring to the drawings, the input AC power source Vsa as shown in the drawing may be input to the
도 4의 전력변환장치(220) 내의 인버터(430) 등의 스위칭 동작 등에 따라, 입력 교류 전원(Vsa)에, 고조파 성분이 포함될 수 있으며, 특히, 커몬 모드 노이즈(common noise noise)가 발생할 수 있다.According to a switching operation of the
이러한 커몬 모드 노이즈(common noise noise)로 인하여, 내부 회로 소자의 내구성을 약화시키며, 전력 변환 효율이 저하될 수 있다.Due to the common noise noise, the durability of the internal circuit elements may be weakened, and the power conversion efficiency may be lowered.
도 7은 전원 접속부와 노이즈 필터부 사이의 접속을 설명하기 위한 도면이고, 도 8a 내지 도 8b는 도 7의 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining a connection between the power supply connection section and the noise filter section, and FIGS. 8A to 8B are views referred to in the description of FIG.
도면을 참조하면, 도 7의 전력변환장치(220x)는, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)과, 입력 교류 전원(Vs)을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(410), 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(420)를 구비하는 제2 회로 기판(PCBb)을 포함하는 것을 예시한다.Referring to the drawings, the
특히, 도 7의 전력변환장치(220x)는, 입력 교류 전원(Vs)이 입력되는 전원 접속부(900)와, 제1 회로 기판(PCBa) 사이가, 케이블(CAB1,CAB2)에 의해 전기적으로 접속되는 것을 예시한다.In particular, the
이러한 구조에 의하면, 케이블(CAB1,CAB2)로 인하여, 노이즈 필터부(450)의 효과가 작아질 수 있다.According to this structure, due to the cables CAB1 and CAB2, the effect of the
한편, 도 8a와 같이, 전력변환장치(220x)의 케이스(CAS) 내에 제1 회로 기판(PCBa)과, 제2 회로 기판(PCBb)이 이격되어 배치되는 경우, 모터의 동작에 의해, 발생하는 노이즈(nse)가, 제2 회로 기판(PCBb)을 거쳐, 케이스(CAS)를 통해, 외부로 출력될 수 있다. 이러한 노이즈(nse)로 인하여, 결국, 노이즈 필터부(450)에서 커몬 모드 노이즈를 효과적으로 저감할 수 없게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 8A, when the first circuit board PCBa and the second circuit board PCBb are spaced apart from each other in the casing CAS of the
이에 따라, 도 8b과 같이, 전력변환장치(220x)의 케이스(CAS) 내에 제1 회로 기판(PCBa)과, 제2 회로 기판(PCBb)이 이격되어 배치하되, 제1 회로 기판(PCBa)과, 제2 회로 기판(PCBb)이, 각각 케이스(CAS)에 전기적으로 접속되도록 배치하는 것이 바람직하다.Accordingly, as shown in FIG. 8B, the first circuit board PCBa and the second circuit board PCBb are spaced apart from each other in the casing CAS of the
그러나, 도 8b의 경우, 제1 회로 기판(PCBa)과, 제2 회로 기판(PCBb) 사이의 간격이 커지는 단점이 있다.However, in the case of FIG. 8B, a gap between the first circuit board PCBa and the second circuit board PCBB is increased.
이에 본 발명에서는, 전원 접속부(900)와 노이즈 필터부(450)가 서로 절연된 상태에서, 근접하게 배치하는 방안을 제시한다.Accordingly, the present invention proposes a method of arranging the power
도 9는 전원 접속부와 노이즈 필터부 사이의 접속을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining the connection between the power supply connection unit and the noise filter unit.
도면을 참조하면, 도 9의 전력변환장치(220b)는, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)과, 입력 교류 전원(Vs)을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(410), 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(420)를 구비하는 제2 회로 기판(PCBb)을 포함하는 것을 예시한다.Referring to the drawings, the
특히, 도 9의 전력변환장치(220b)는, 전원 접속부(900) 상에 노이즈 필터부(450)가 배치되는 것을 예시한다. In particular, the
이에 의하면, 도 7의 설명에서 기술한, 케이블(CAB1,CAB2)이 제거되므로, 노이즈 필터부(450)의 효과가 커질 수 있게 된다. 한편, 도 9의 전력변환장치(220b)에 대해서는, 도 11a 내지 도 11b를 참조하여 이후에 상술한다.According to this, since the cables CAB1 and CAB2 described in the description of FIG. 7 are removed, the effect of the
도 10은 본 발명의 실시에에 따른 전력변환장치의 내부 배치를 예시하는 도면이다.10 is a diagram illustrating an internal arrangement of a power converter according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 도 10의 전력변환장치(220a)는, 케이스(CAS) 내에, 특히, 케이스(CAS) 상에, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)과, 입력 교류 전원(Vs)을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(410), 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(420)를 구비하는 제2 회로 기판(PCBb)이 서로 이격되어 배치되는 것을 예시한다.Referring to the drawings, the
그리고, 도 10의 전력변환장치(220a)는, 케이스(CAS) 내에, 특히, 케이스(CAS) 상에, 전원 접속부(900a)가, 제1 회로 기판(PCBa)과 이격되어 배치되는 것을 예시한다.In addition, the
도 10의 전력변환장치(220a)는, 전원 접속부(900)와 제1 회로 기판(PCBa) 사이에 접속되어, 입력 교류 전원(Vs)을 제1 회로 기판(PCBa)으로 전송하는 케이블(CAB1,CAB2)을 더 포함할 수 있다.The
한편, 도 10의 전력변환장치(220a)는, 전원 접속부(900)와 제1 회로 기판(PCBa)은 절연되도록 하기 위해, 케이스(CAS) 중 전원 접속부(900)가 위치하는 영역과, 제1 회로 기판(PCBa)이 위치하는 영역 사이에 절연체(ISO)가 배치되는 것을 예시한다.Meanwhile, the
이에 따라, 제2 회로 기판(PCBb) 또는 제1 회로 기판(PCBa에서 발생하는 노이즈가, 전원 접속부(900a) 방향으로 전달되지 않게되며, 따라서, 커먼 모드 노이즈를 저감할 수 있게 된다.Accordingly, the noise generated in the second circuit board PCB or the first circuit board PCBa is not transmitted in the direction of the power
한편, 도 10의 전력변환장치(220a)는, 제1 회로 기판(PCBa)과 케이스(CAS) 사이에 그라운드 접속을 위한 제2 케이블(Cgn)을 더 포함할 수 있다. 즉, 도면과 같이, 제2 케이블(Cgn)이, 케이스(CAS)에 접속될 수 있다. 이에 따라, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)의 노이즈를 저감할 수 있게 된다.Meanwhile, the
도 11a는 본 발명의 실시에에 따른 전력변환장치의 내부 배치를 예시하는 도면이고, 도 11b는 도 11a의 상면도이다.FIG. 11A is a diagram illustrating an internal arrangement of a power converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a top view of FIG. 11A.
도면을 참조하면, 도 11a 및 도 11b의 전력변환장치(220b)는, 케이스(CAS) 내에, 특히, 케이스(CAS) 상에, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)과, 입력 교류 전원(Vs)을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(410), 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(420)를 구비하는 제2 회로 기판(PCBb)이 서로 이격되어 배치되는 것을 예시한다.Referring to the drawings, the
그리고, 도 11a 및 도 11b의 전력변환장치(220b)는, 케이스(CAS) 내에, 특히, 케이스(CAS) 상에, 전원 접속부(900)가 배치되고, 전원 접속부(900) 상에 노이즈 필터부(450)가 배치되는 것을 예시한다.In the
구체적으로, 전원 접속부(900) 상에 절연체가 배치되며, 이 절연체 상에 제1 회로 기판(PCBa)이 배치되는 것이 바람직하다. Specifically, it is preferable that an insulator is disposed on the power
이에 따라, 제2 회로 기판(PCBb) 또는 제1 회로 기판(PCBa에서 발생하는 노이즈가, 전원 접속부(900b) 방향으로 전달되지 않게되며, 따라서, 커먼 모드 노이즈를 저감할 수 있게 된다.Accordingly, the noise generated in the second circuit board PCB or the first circuit board PCBa is not transmitted in the direction of the power
이에 의하면, 도 10의 설명에서 기술한, 케이블(CAB1,CAB2)이 제거되므로, 노이즈 필터부(450)의 효과가 커질 수 있게 된다. According to this, since the cables CAB1 and CAB2 described in the description of FIG. 10 are removed, the effect of the
한편, 전원 접속부(900)는, 입력 교류 전원(Vs)이 입력되는 전원 단자(910a~910d)를 포함하고, 전원 단자(910a~910d)와 제1 회로 기판(PCBa)은 이격되어 배치될 수 있다.Meanwhile, the power
그리고, 도 11a 및 도 11b의 전력변환장치(220b)는, 전원 단자(910a~910d)와 제1 회로 기판(PCBa) 사이에 접속되어, 입력 교류 전원(Vs)을 제1 회로 기판(PCBa)으로 전송하는 케이블(cca~ccd)을 더 포함할 수 있다. The
한편, 도 11a 및 도 11b의 전력변환장치(220b)는, 제1 회로 기판(PCBa)과 케이스(CAS) 사이에 그라운드 접속을 위한 제2 케이블(Cgnb)을 더 포함할 수 있다. 즉, 도면과 같이, 제2 케이블(Cgnb)이, 케이스(CAS)에 접속될 수 있다. 이에 따라, 노이즈 필터부(450)를 구비하는 제1 회로 기판(PCBa)의 노이즈를 저감할 수 있게 된다.Meanwhile, the
한편, 커몬 모드 노이즈를 저감하기 위해, 노이즈 필터부(450)가, 입력 교류 전원(Vsa)의 전류 검출을 위한 트랜스포머(transformer)를 사용하는 경우, 높은 레벨의 교류 전원으로 인하여, 트랜스포머의 특성에 제약이 있으며, 특히, 보상할 수 있는 주파수 영역에 한계가 있다는 단점이 있다. On the other hand, in order to reduce the common mode noise, when the
이에, 본 발명에서는, 이러한 커먼 모드 노이즈를 효율적이고, 간단하게 저감하는 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 12 이하를 참조하여 기술한다.Accordingly, the present invention proposes a method for efficiently and simply reducing such common mode noise. This will be described with reference to FIG. 12 or below.
도 12는 본 발명의 실시에에 따른 노이즈 필터부의 내부 회로도의 일예이다.12 is an example of an internal circuit diagram of a noise filter unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시에에 따른 노이즈 필터부(420)는, 액티브 필터링을 수행하는 액티브 필터부일 수 있다.Referring to the drawings, the
이에 따라, 본 발명의 실시에에 따른 노이즈 필터부(420)는, 커먼 모드 노이즈 감지부(453), 커먼 모드 노이즈 보상부(459), 및 커먼 모드 노이즈 감지부(453)와 커먼 모드 노이즈 보상부(459)의 절연을 위한 트랜스포머(454)를 구비할 수 있다.Accordingly, the
구체적으로, 트랜스포머(454)는, 제1 커패시터부(451)와 제2 커패시터부(456) 사이에 절연할 수 있다.In detail, the
커먼 모드 노이즈 감지부(453)는, 제1 커패시터부(451), 제1 트랜스포머(452)를 구비할 수 있다.The common
제1 커패시터부(451)는, 입력 교류 전원(Vs)을 필터링할 수 있다. 이를 위해, 제1 커패시터부(451)는, 입력단의 양단(a-b단)에, 각각 접속되는 커패시터들(Caa,Cab)을 구비할 수 있다. 이때의 커패시터들(Caa,Cab)은, Y 자 형태로, 입력단에 접속될 수 있으며, 이에 따라, Y 커패시터라 명명할 수 있다.The
예를 들어, 제1 커패시터부(451)는, 하이패스 필터링을 수행하여, 저주파의 입력 교류 전원은 차단하고, 고주파의 커몬 모드 노이즈(ina)를 출력할 수 있다.For example, the
이에 따라, 제1 커패시터부(451)는, 입력 교류 전원(Vs) 중 커먼 모드 노이즈(ina)를 출력할 수 있다.Accordingly, the
한편, 제1 커패시터부(451)를 통해, 레벨이 작은 커몬 모드 노이즈를 출력함으로써, 간단하게 커몬 모드 노이즈를 추출할 수 있게 된다.On the other hand, by outputting the common mode noise having a small level through the
제1 트랜스포머(452)는, 제1 커패시터부(451)로부터의 전류(ina)를 감지할 수 있다. The
구체적으로, 제1 트랜스포머(452)는, 입력 교류 전원(Vs)의 커몬 모드 노이즈를 감지할 수 있다. In detail, the
제1 트랜스포머(452)는, 소형의 트랜스포머일 수 있다.The
한편, 노이즈 필터부(450)에 입력되는 전류의 크기 보다, 제1 트랜스포머(452)에 입력되는 전류의 크기가 작은 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the magnitude of the current input to the
증폭기(455)는, 제1 트랜스포머(452)에서 감지된 전류를 증폭할 수 있다.The
구체적으로, 증폭기(455)는, 제1 트랜스포머(452)에서 감지된 커몬 모드 노이즈를 증폭할 수 있다.In detail, the
한편, 증폭기(455)는, dc단 커패시터(C)의 양단의 전압에 기초하여 동작할 수 있다. 이에 의하면, 증폭기(455)를 위한 별도의 전원이 불필요하게 되는 장점이 있다.On the other hand, the
다음, 커먼 모드 노이즈 보상부(459)는, 제2 트랜스포머(458), 제2 커패시터부(455)를 구비할 수 있다.Next, the common
제2 트랜스포머(458)는, 증폭기(455)로부터의 전류를 변환할 수 있다.The
특히, 제2 트랜스포머(458)는, 제1 트랜스포머(452)에 인가되는 전류와, 제2 트랜스포머(458)에서 출력되는 전류의 위상이 반대가 되도록, 증폭기(455)로부터의 전류를 변환할 수 있다.In particular, the
구체적으로, 제2 트랜스포머(458)는, 증폭기(455)로부터의 커몬 모드 노이즈의 위상을 변환하여, 반대의 위상을 가지는 보상 신호(inb)를 출력할 수 있다.In detail, the
그리고, 제2 커패시터부(456)는, 제2 트랜스포머(458)로부터의 전류를 필터링하여 출력할 수 있다.The
이를 위해, 제2 커패시터부(456)는, 노이즈 필터부(450)의 출력단의 양단(c-d단)에, 각각 접속되는 커패시터들(Cba,Cbb)을 구비할 수 있다. 이때의 커패시터들(Cba,Cbb)은, Y 자 형태로, 출력단에 접속될 수 있으며, 이에 따라, Y 커패시터라 명명할 수 있다.To this end, the
예를 들어, 제2 커패시터부(456)는, 하이패스 필터링을 수행하여, 저주파 신회는 차단하고, 고주파의 커몬 모드 노이즈(ina)와 반대의 위상을 가지는 보상 신호(inb)를 출력할 수 있다.For example, the
이에 따라, 노이즈 필터부(450)의 출력단의 양단(c-d단)에, 출력되는 보상 신호(inb)에 의해, 입력 교류 전원(Vs)에 포함되는 커먼 모드 노이즈(ina)를 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 특히, 폭 넓은 주파수 대역의 커먼 모드 노이즈(ina)를 저감할 수 있게 된다.As a result, the common mode noise (ina) included in the input AC power supply Vs can be effectively removed by the compensation signal inb outputted at both ends of the output terminal of the
이와 같이, 제1 트랜스포머(452)를 이용하여, 커몬 모드 노이즈를 감지하고, 제2 트랜스포머(458)를 이용하여, 커몬 모드 노이즈를 보상함으로써, 서지 등의 왜란에 대한 신뢰성이 강화될 수 있다.As described above, the common mode noise may be sensed using the
한편, 커몬 모드 노이즈의 보상을 위해, 별도의 스위치 소자가 필요 없으므로, 제조 비용이 저감된 노이즈 필터부를 구현할 수 있게 된다.On the other hand, in order to compensate for the common mode noise, a separate switch element is not required, and thus a noise filter unit having a reduced manufacturing cost can be implemented.
이러한 도 12의 노이즈 필터부(450)는, 상술한 도 4 내지 도 11b에 적용이 모두 가능하다.The
한편, 도 3 내지 도 12에서 기술한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, 도 1의 공기조화기(100) 외에 다양한 홈 어플라이언스에 적용이 가능하다. 예를 들어, 세탁물 처리기기(세탁기, 건조기 등), 냉장고, 정수기, 로봇 청소기 등 다양한 분야에서 적용가능하다.Meanwhile, the
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다. 13 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to another embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 도 13의 공기조화기(100b)는, 도 1의 시스템형 공기조화기와 달리, 하나의 실외기(31b)를 구비하는 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, the
본 발명에 따른 공기조화기(100b)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 실내기(31b), 실내기(31b)에 연결되는 실외기(21b)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 13, the
공기조화기의 실내기(31b)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31b)를 예시한다.The
한편, 공기조화기(100b)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. Meanwhile, the
실외기(21b)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. The
실외기(21b)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31b)로 냉매를 공급한다. 실외기(21b)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31b)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다. The
이때, 실외기(21b)는, 연결된 실내기(310b)로 압축된 냉매를 공급한다. At this time, the
실내기(31b)는, 실외기(21b)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31b)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The
이때, 실외기(21b) 및 실내기(31b)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다. At this time, the
리모컨(미도시)은 실내기(31b)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. The remote controller (not shown) may be connected to the
도 14는 도 13의 실외기와 실내기의 개략도이다.14 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 13.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100b)는, 크게 실내기(31b)와 실외기(21b)로 구분된다. Referring to the drawings, the
실외기(21b)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102b)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102bb)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104b)와, 실외 열교환기(104b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105ab)과 실외팬(105ab)을 회전시키는 전동기(105bb)로 이루어진 실외 송풍기(105b)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106b)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110b)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103b) 등을 포함한다. The
실내기(31b)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109b)와, 실내측 열교환기(109b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109ab)과 실내팬(109ab)을 회전시키는 전동기(109bb)로 이루어진 실내 송풍기(109b) 등을 포함한다. The
실내측 열교환기(109b)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102b)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one indoor side heat exchanger (109b) may be installed. The
또한, 공기조화기(100b)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the
도 13의 실외기(21b) 내의 압축기(102b)는, 압축기 모터(250b)를 구동하는, 도 3과 같은, 전력변환장치(220)에 의해 구동될 수 있다. The
또는, 실내팬(109ab) 또는 실외팬(105ab)은, 각각 실내팬 모터(109bb), 실외 팬 모터(150bb)를 구동하는, 도 3과 같은, 전력변환장치(220)에 의해 구동될 수 있다.Alternatively, the indoor fan 109ab or the outdoor fan 105ab may be driven by the
한편, 본 발명의 전력변환장치 또는 공기조화기의 동작방법은, 전력변환장치 또는 공기조화기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.On the other hand, the operating method of the power converter or air conditioner of the present invention, the processor may be implemented as code that can be read in the processor-readable recording medium provided in the power converter or air conditioner. The processor-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by the processor. Examples of the processor-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave such as transmission over the Internet. . The processor-readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the processor-readable code is stored and executed in a distributed fashion.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, while the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
Claims (14)
상기 케이스 내에 배치되며, 입력 교류 전원이 입력되는 전원 접속부;
상기 케이스 내에 배치되며, 노이즈 필터부를 구비하는 제1 회로 기판;
상기 케이스 내에 배치되며, 상기 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터를 구비하는 제2 회로 기판;을 포함하고,
상기 전원 접속부와 상기 제1 회로 기판은 절연되며,
상기 전원 접속부와 상기 제1 회로 기판 사이에 접속되어, 상기 입력 교류 전원을 상기 제1 회로 기판으로 전송하는 케이블;을 더 포함하며,
상기 케이스 중 상기 전원 접속부가 위치하는 영역과, 상기 제1 회로 기판이 위치하는 영역 사이에 절연체가 배치되는 전력변환장치.case;
A power connection unit disposed in the case and to which input AC power is input;
A first circuit board disposed in the case and having a noise filter unit;
A second circuit board disposed in the case and having a converter for converting the input AC power into DC power, and an inverter for converting the DC power from the converter into AC power;
The power supply connection portion and the first circuit board are insulated,
And a cable connected between the power supply connection unit and the first circuit board to transmit the input AC power to the first circuit board.
And an insulator disposed between an area in which the power connection part is located and an area in which the first circuit board is located.
상기 제1 회로 기판과 상기 케이스 사이에 그라운드 접속을 위한 제2 케이블;을 더 포함하는 전력변환장치.The method of claim 1,
And a second cable for ground connection between the first circuit board and the case.
상기 전원 접속부 상에 절연체가 배치되며, 상기 절연체 상에 상기 제1 회로 기판이 배치되는 전력변환장치.The method of claim 1,
An insulator is disposed on the power supply connection portion, and the first circuit board is disposed on the insulator.
상기 전원 접속부는,
상기 입력 교류 전원이 입력되는 전원 단자를 포함하고,
상기 전원 단자와 상기 제1 회로 기판은 이격되어 배치되는 전력변환장치.The method of claim 4, wherein
The power supply connection portion,
A power terminal to which the input AC power is input;
And the power terminal and the first circuit board are spaced apart from each other.
상기 전원 단자와 상기 제1 회로 기판 사이에 접속되어, 상기 입력 교류 전원을 상기 제1 회로 기판으로 전송하는 케이블;을 더 포함하는 전력변환장치.The method of claim 5,
And a cable connected between the power supply terminal and the first circuit board to transmit the input AC power to the first circuit board.
상기 제1 회로 기판과 상기 케이스 사이에 그라운드 접속을 위한 제2 케이블;을 더 포함하는 전력변환장치.The method of claim 6,
And a second cable for ground connection between the first circuit board and the case.
상기 노이즈 필터부는,
상기 입력 교류 전원을 필터링하는 제1 커패시터부;
상기 제1 커패시터부로부터의 전류를 감지하는 제1 트랜스포머;
상기 제1 트랜스포머에서 감지된 전류를 증폭하는 증폭기;
상기 증폭기로부터의 전류를 변환하는 제2 트랜스포머;
상기 제2 트랜스포머로부터의 전류를 필터링하는 제2 커패시터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 1,
The noise filter unit,
A first capacitor unit filtering the input AC power;
A first transformer sensing a current from the first capacitor unit;
An amplifier for amplifying the current sensed by the first transformer;
A second transformer for converting current from the amplifier;
And a second capacitor unit for filtering a current from the second transformer.
상기 제1 트랜스포머에 인가되는 전류와, 상기 제2 트랜스포머에서 출력되는 전류의 위상은 반대인 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 8,
And the phase of the current applied to the first transformer and the current output from the second transformer are opposite.
상기 제1 커패시터부는,
상기 입력 교류 전원 중 커먼 모드 노이즈를 출력하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 8,
The first capacitor unit,
And a common mode noise of the input AC power.
상기 컨버터와 상기 인버터 사이에 배치되는 dc단 커패시터;를 더 포함하고,
상기 증폭기는,
상기 dc단 커패시터의 양단의 전압에 기초하여 동작하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 8,
And a dc terminal capacitor disposed between the converter and the inverter.
The amplifier,
And a power conversion device operating based on voltages at both ends of the dc terminal capacitor.
상기 노이즈 필터부에 입력되는 전류의 크기 보다, 상기 제1 트랜스포머에 입력되는 전류의 크기가 작은 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 8,
And a magnitude of a current input to the first transformer is smaller than a magnitude of a current input to the noise filter unit.
상기 노이즈 필터부는,
상기 입력 교류 전원의 커몬 모드 노이즈를 감지하는 제1 트랜스포머;
상기 제1 트랜스포머에서 감지된 상기 커몬 모드 노이즈를 증폭하는 증폭기;
상기 증폭기로부터의 상기 커몬 모드 노이즈의 위상을 변환하여 출력하는 제2 트랜스포머;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 8,
The noise filter unit,
A first transformer for detecting common mode noise of the input AC power;
An amplifier for amplifying the common mode noise detected by the first transformer;
And a second transformer for converting and outputting a phase of the common mode noise from the amplifier.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |