KR102110536B1 - Compressor driving device and air conditioner including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 압축기 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 복수의 스위칭 소자 각각에 게이트 구동 전압을 공급하여, 상기 복수의 스위칭 소자의 온, 오프시키며, 상기 복수의 스위칭 소자의 온, 오프 동작에 의해, 압축기 모터를 구동하는 파워 모듈과, 제1 전원을 상기 게이트 구동 전압으로써, 상기 파워 모듈에 구비된 게이트 전원 단자를 통해, 상기 파워 모듈에 공급하는 전원 공급부와, 상기 파워 모듈 및 전원 공급부 사이에 접속되고, 압축기에 압축된 냉매의 압력에 따라 온, 오프 되어, 상기 파워 모듈에 상기 게이트 구동 전압을 공급 또는 차단하는 압력 스위칭 소자를 포함한다. 이에 따라, 고압으로부터 압축기를 보호할 수 있다.The present invention relates to a compressor driving device and an air conditioner having the same. A compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plurality of switching elements, supplies gate driving voltages to each of the plurality of switching elements, turns the plurality of switching elements on and off, and the plurality of switching elements Power supply unit for supplying the power module to the power module through the on and off operation, the power module for driving the compressor motor, the first power source as the gate driving voltage and the gate power terminal provided in the power module, It includes a pressure switching element connected between a power module and a power supply, and turned on and off according to the pressure of the refrigerant compressed in the compressor to supply or cut off the gate driving voltage to the power module. Accordingly, it is possible to protect the compressor from high pressure.
Description
본 발명은, 압축기 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고압으로부터 압축기를 보호할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor driving device and an air conditioner having the same, and more particularly, to an air conditioner capable of protecting a compressor from high pressure.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 감지하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로써 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다.The air conditioner is installed to provide a more comfortable indoor environment to human beings by discharging cold and warm air into the room to sense a comfortable indoor environment, sensing the indoor temperature, and purifying the indoor air.
이러한 공기조화기는 실외기 및 실내기가 냉매배관으로 연결되어, 실외기의 압축기로부터 압축된 냉매가 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 열 교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그에 따라 실내기는 냉매를 이용한 열교환을 통해 냉온의 공기를 실내로 토출한다.In the air conditioner, the outdoor unit and the indoor unit are connected to the refrigerant pipe, and the refrigerant compressed from the compressor of the outdoor unit is supplied to the heat exchanger of the indoor unit through the refrigerant pipe, and the refrigerant exchanged heat in the heat exchanger of the indoor unit is again used for the outdoor unit through the refrigerant pipe. It flows into the compressor. Accordingly, the indoor unit discharges cold and hot air into the room through heat exchange using a refrigerant.
한편, 압축기 구동 장치는, 압축기 구동 장치 내의 모터를 제어하여, 압축기에 압축된 냉매의 압력을 조절하기 위한 장치이다.On the other hand, the compressor driving device is a device for controlling the pressure in the refrigerant compressed in the compressor by controlling the motor in the compressor driving device.
이러한 압축기 구동 장치에 있어서, 압축기의 압력이 상승하는 경우가 있다. 예를 들어, 공기조화기의 과부하, 외부 환경(예를 들어, 폭염) 등의 요인으로, 냉매의 열교환 양이 감소되어 냉매의 온도가 표준시 보다 상승하는 경우, 냉매의 응축 압력이 상승할 수 있다.In such a compressor driving device, the pressure of the compressor may increase. For example, due to factors such as overload of the air conditioner and the external environment (eg, heat waves), when the amount of heat exchange of the refrigerant is reduced and the temperature of the refrigerant rises more than the standard, the condensing pressure of the refrigerant may increase. .
압축기의 압력이 정상 압력을 초과하는 경우, 팽창 기구를 제어하여, 그 압력을 조절하거나, 압축기 구동 장치 내의 모터의 구동을 정지시키는 방안에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔으나, 종래에는, 선행기술 1(일본 공개특허공보 제1994-101913호)와 같이, 인버터의 각종 감지 정보를 이용하여, 압축기를 S/W(Soft Ware)적으로 정지시키거나, 선행기술 2(한국 공개특허공보 제10-2012-0011862호)와 같이, 메인 전원이 공급되는 입력단에 릴레이 코일을 배치하고, 릴레이 코일에 고압 압력 스위치가 연결되어, 압축기의 고압 감지 시, 고압 압력 스위치가 동작하고, 이에 따라 메인 릴레이가 차단되는 H/W(Hard Ware)적 방법이 주를 이루었다.When the pressure of the compressor exceeds the normal pressure, various studies have been conducted on a method of controlling the expansion mechanism, adjusting the pressure, or stopping driving of the motor in the compressor driving device. As in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1994-101913), using various detection information of the inverter, the compressor is stopped by S / W (Soft Ware) or prior art 2 (Korean Patent Publication No. 10-2012- As shown in 0011862), a relay coil is arranged at the input terminal where the main power is supplied, and a high pressure pressure switch is connected to the relay coil, and when a compressor detects high pressure, the high pressure pressure switch operates, and accordingly, the main relay is cut off. The / W (Hard Ware) method prevailed.
그러나, 종래의 S/W 방식은 R32 냉매 사용시, 유럽의 안전 규격에 부합하지 않으며, 종래의 H/W 방식은, 릴레이 스위치가 사용되어, 비용이 증가할 뿐만 아니라, 고압 압력 스위치에 릴레이 코일이 직접 연결되어, 메인 전원의 공급이 불안정하다는 문제점이 있다.However, the conventional S / W method does not conform to European safety standards when using R32 refrigerant, and the conventional H / W method uses a relay switch, which increases the cost, and the relay coil in the high pressure pressure switch. Directly connected, there is a problem that the supply of the main power is unstable.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고압으로부터 압축기를 보호할 수 있는 압축기 구동 장치 및 이를 포함하는 공기조화기를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, to provide a compressor driving device and an air conditioner including the same to protect the compressor from high pressure.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 복수의 스위칭 소자 각각에 게이트 구동 전압을 공급하여, 상기 복수의 스위칭 소자의 온, 오프시키며, 상기 복수의 스위칭 소자의 온, 오프 동작에 의해, 압축기 모터를 구동하는 파워 모듈과, 제1 전원을 상기 게이트 구동 전압으로써, 상기 파워 모듈에 구비된 게이트 전원 단자를 통해, 상기 파워 모듈에 공급하는 전원 공급부와, 상기 파워 모듈 및 전원 공급부 사이에 접속되고, 압축기에 압축된 냉매의 압력에 따라 온, 오프 되어, 상기 파워 모듈에 상기 게이트 구동 전압을 공급 또는 차단하는 압력 스위칭 소자를 포함한다.To achieve the above object, a compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plurality of switching elements, and supplies gate driving voltages to each of the plurality of switching elements to turn on and off the plurality of switching elements. The power module for driving the compressor motor by the on / off operation of the plurality of switching elements and the first power source as the gate driving voltage, through the gate power terminal provided in the power module, to the power module. And a pressure switching element connected between the power supply to be supplied and the power module and the power supply, and turned on and off according to the pressure of the refrigerant compressed in the compressor to supply or block the gate driving voltage to the power module. .
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 복수의 스위칭 소자 각각에 게이트 구동 전압을 공급하여, 상기 복수의 스위칭 소자의 온, 오프시키며, 상기 복수의 스위칭 소자의 온, 오프 동작에 의해, 압축기 모터를 구동하는 파워 모듈과, 제1 전원을 상기 게이트 구동 전압으로써, 상기 파워 모듈에 구비된 게이트 전원 단자를 통해, 상기 파워 모듈에 공급하는 전원 공급부와, 상기 파워 모듈 및 전원 공급부 사이에 접속되고, 압축기에 압축된 냉매의 압력에 따라 온, 오프 되어, 상기 파워 모듈에 상기 게이트 구동 전압을 공급 또는 차단하는 압력 스위칭 소자를 포함한다.To achieve the above object, the air conditioner according to another embodiment of the present invention includes a plurality of switching elements, and supplies gate driving voltages to each of the plurality of switching elements to turn on and off the plurality of switching elements. The power module for driving the compressor motor by the on / off operation of the plurality of switching elements and the first power source as the gate driving voltage, through the gate power terminal provided in the power module, to the power module. And a pressure switching element connected between the power supply to be supplied and the power module and the power supply, and turned on and off according to the pressure of the refrigerant compressed in the compressor to supply or block the gate driving voltage to the power module. .
본 발명의 일실시예에 따른 압축기 구동 장치는, 압축기의 고압을 감지하여, 자동으로 차단되는 압력 스위칭 소자를 통해, 압축기를 H/W적으로 정지시킬 수 있다.Compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention, by detecting the high pressure of the compressor, through a pressure switching element that is automatically cut off, it is possible to stop the compressor in H / W.
또한, 압축기 구동 장치는, 압축기의 고압 이상 시, 압축기를 H/W적으로 정지시키므로, S/W 방식에 비해, 보다 신속한 전원 차단이 가능하다.In addition, since the compressor driving device stops the compressor in H / W when the compressor has a high pressure or higher, it is possible to cut off the power more quickly than the S / W method.
또한, 압축기 구동 장치는, 압축기의 고압 이상 시, 압축기를 H/W적으로 정지시키므로, 유럽의 압축 용기 규정(Pressure Equipment Directive: PED)을 만족시킬 수 있다.In addition, since the compressor driving device stops the compressor in H / W when a high pressure of the compressor is abnormal, it is possible to satisfy the European Pressure Equipment Directive (PED).
또한, 압축기 구동 장치는, 압축기의 고압 이상 시, 압축기 구동 장치로 인가되는 메인 전원을 차단하는 것이 아닌, IPM(Intelligent Power Module: IPM)의 구동 전압을 차단하여, 압축기를 정지시키므로, 압축기의 고압 이상시에도, 메인 전원이 안정적으로, 압축기 구동 장치에 공급될 수 있다.In addition, the compressor driving device stops the compressor by blocking the driving voltage of the IPM (Intelligent Power Module (IPM)) rather than blocking the main power applied to the compressor driving device when the compressor has a high pressure or higher, thereby stopping the compressor. Even in the case of abnormality, the main power can be stably supplied to the compressor driving device.
반면, 압축기 구동 장치는, 압축기의 고압 이상 시, IPM 내의 게이트 구동전압을 완벽하게 차단하여, 압축기 구동 장치의 오작동을 방지할 수 있다.On the other hand, the compressor driving device can completely prevent the malfunction of the compressor driving device by completely blocking the gate driving voltage in the IPM when the compressor has a high pressure or higher.
또한, 압축기 구동 장치는, 압축기의 고압 이상 시, 게이트 구동 전압 차단하여, 압축기를 완벽하게 정지시키므로, 압축기의 폭발로 인한 화재 및 기타 사고를 방지하고, 압축기를 보호할 수 있다.In addition, the compressor driving device, when the high pressure of the compressor, the gate driving voltage is cut off, so the compressor is completely stopped, thereby preventing fire and other accidents due to the explosion of the compressor and protecting the compressor.
또한, 압축기 구동 장치는, 메인 전원을 차단하기 위한, 릴레이 스위치 등이 불필요하므로, 제조 비용이 저감될 수 있다.In addition, since the compressor driving device does not require a relay switch or the like to cut off the main power, manufacturing cost can be reduced.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기는, 압축기의 고압을 감지하여, 자동으로 차단되는 압력 스위칭 소자를 통해, 압축기를 H/W적으로 정지시킬 수 있다.The air conditioner according to another embodiment of the present invention can detect the high pressure of the compressor and stop the compressor in H / W through a pressure switching element that is automatically cut off.
또한, 공기조화기는, 공기조화기에 공급되는 메인 전원을 차단하는 것이 아닌, IPM(Intelligent Power Module: IPM)의 구동 전압을 차단하여, 압축기를 정지시키므로, 압축기의 고압 이상시에도, 메인 전원이 안정적으로, 공기조화기에 공급 될 수 있다.In addition, the air conditioner does not block the main power supplied to the air conditioner, but blocks the driving voltage of the IPM (Intelligent Power Module (IPM)) to stop the compressor. , Can be supplied to the air conditioner.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 2는, 도 1의 압축기 구동 장치의 제어 구성을 나타내는 도면이다.
도 3는, 도 2의 인버터 제어부 내부의 일예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 1의 압축기 구동 장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 5는, 도 4의 압축기 구동 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 6은, 도 4의 압축기 구동 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은, 도 6의 설명에 참조되는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 9는, 도 8의 실외기와 실내기의 개략도이다.1 is an example of an internal block diagram of a compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a control configuration of the compressor driving device of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram showing an example inside the inverter control unit of FIG. 2.
4 is an example of an internal circuit diagram of the compressor driving device of FIG. 1.
5 is a circuit diagram for explaining the operation method of the compressor driving device of FIG. 4.
6 is a circuit diagram for explaining the operation method of the compressor driving device of FIG. 4.
7 is a view referred to in the description of FIG. 6.
8 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 8.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
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 "modules" and "parts" for components used in the following description are given simply by considering the ease of writing this specification, and do not imply any special significance or role in itself. Therefore, the "module" and the "unit" may be used interchangeably.
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 other components.
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, terms such as "comprises" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It should be understood that the presence of, or the likelihood of, or addition to, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof are not to be excluded.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치의 내부 블록도의 일예이고, 도 2는, 도 1의 압축기 구동 장치의 제어 구성을 나타내는 도면이다.1 is an example of an internal block diagram of a compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a control configuration of the compressor driving apparatus of FIG. 1.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치(100)는, 전원 공급부(210), 압력 스위칭 소자(230), 압력 감지부(250), 메인 제어부(270), 표시부(290), 인버터(420), 게이트 구동부(430), 인버터 제어부(440), 압축기 모터(102b), 및 압축기(102)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치(100)는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 컨버터(410)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치(100)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(미도시), dc 단 커패시터(C), dc 단 전압 검출부(B), 출력전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
한편, 본 발명의 압축기 구동 장치(100)는, 압축기 모터(102b)를 구동하기 위한 것으로서, 이하에서 압축기 모터(102b), 삼상 동기 모터(102b) 및 모터(102b)는 혼용되어 사용될 수 있다Meanwhile, the
한편, 압축기(102)의 고압 이상인란, 압축기(102)의 압축된 냉매의 압력이 정상적인 압력 범위를 벗어나, 고압측의 임계 값 보다도 높은 고압 상태로 되는 현상을 말하며, 이러한 압축기의 고압 이상으로 인해, 압축기(102) 고압 폭발의 위험이 존재한다.On the other hand, the high pressure or higher of the
종래 압축기 구동 장치는, 이러한 압축기 고압 이상으로 인한 문제를 해결하고자, 인버터의 각종 감지 정보를 이용하여, 압축기를 S/W(Soft Ware)적으로 정지시키거나, 메인 전원이 공급되는 입력단에 릴레이 코일을 배치하고, 릴레이 코일에 고압 압력 스위치가 연결되어, 압축기의 고압 감지 시, 고압 압력 스위치가 동작하고, 이에 따라 메인 릴레이를 H/W(Hard Ware)적으로 차단하였다.Conventional compressor driving device, in order to solve the problem due to the high pressure of the compressor, by using various detection information of the inverter, to stop the compressor in S / W (Soft Ware), or relay coil to the input terminal is supplied with the main power Is arranged, and a high pressure switch is connected to the relay coil, and when the compressor detects high pressure, the high pressure switch is operated, and accordingly H / W (Hard Ware) is cut off the main relay.
그러나, 종래의 S/W 방식은 R32 냉매 사용시, 유럽의 안전 규격에 부합하지 않으며, 종래의 H/W 방식은, 릴레이 스위치가 사용되어, 비용이 증가할 뿐만 아니라, 고압 압력 스위치에 릴레이 코일이 직접 연결되어, 메인 전원의 공급이 불안정하다는 문제점이 있다.However, the conventional S / W method does not conform to European safety standards when using R32 refrigerant, and the conventional H / W method uses a relay switch, which increases the cost, and the relay coil in the high pressure pressure switch. Directly connected, there is a problem that the supply of the main power is unstable.
본 발명은, 고압으로부터 압축기(102)를 보호하고, 압축기(102)의 고압 이상 시, IPM(Intelligent Power Module: IPM)에 인가되는 구동 전압을 차단함으로써, 압축기 구동 장치(100)의 폭발로 인한 화재 및 기타 사고로부터 압축기(102)를 보다 효율적으로 보호할 수 있는 방안을 제시한다.The present invention protects the
이하에서는, 도 1 및 도 2의 압축기 구동 장치(100) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of each of the constituent units in the
리액터(미도시)는, 입력 교류 전원(405)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행할 수 있다. 또한, 리액터(미도시)는 컨버터 등의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.A reactor (not shown) is disposed between the input
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current transformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(440)에 입력될 수 있다. The input current detector A can detect the input current input from the commercial
컨버터(410)는, 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 dc 단에 출력할 수 있다. 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 달라질 수 있다.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. 이러한 경우의 컨버터(410)는 정류부(rectifier)라 명명할 수도 있다.Meanwhile, as 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
dc 단 커패시터(C)는, dc 양단에 접속되며, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, dc 단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The dc stage capacitor (C) is connected to both ends of the dc, and smooths the input power and stores it. In the drawing, a single device is illustrated as a dc terminal capacitor (C), but a plurality of devices are provided to secure device stability.
한편, dc 단 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. On the other hand, both ends of the dc stage capacitor (C), since the DC power is stored, it may be referred to as a dc stage or a dc link stage.
dc 단 커패시터(C)는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되어, 컨버터(410)로부터 출력되는 변환된 직류 전원을 평활할 수 있다. dc 단 커패시터(C)에서 평활된 직류 전압은 전원 공급부(210)에 인가될 수 있다.The dc stage capacitor C is connected to the output terminal of the
전원 공급부(210)는, 평활된 직류 전압을 인가받아, 압축기 구동 장치(100) 및/또는 공기조화기(200)를 구성하는 회로, 유닛 등을 구동하기 위한 직류 전압을 출력할 수 있다.The
보다 상세하게는, 전원 공급부(210)는, dc 단 커패시터(C) 양단에 접속하여, 레벨 변화된 직류 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 레벨 변화된 직류 전압은 5V, 15V 등일 수 있다.More specifically, the
특히, 전원 공급부(210)는, 후술하는 파워 모듈(510)에 구비된 게이트 전원 단자(도 4의 Vcc)를 통해, 파워 모듈(510)에 게이트 구동 전압(도 4의 V1)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동 전압(V1)은, 15V일 수 있다.In particular, the
또한, 전원 공급부(210)는, 메인 제어부(270)와 연결되어, 메인 제어부(270)의 구동을 위한 메인 제어부 구동 전압(도 4의 V2)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부 구동 전압(V2)은, 5V일 수 있다.In addition, the
또한, 전원 공급부(210)는, 인버터 제어부(440)와 연결되어, 인버터 제어부(440)의 구동을 위한 인버터 제어부 구동 전압(미도시)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 인버터 제어부 구동 전압(미도시)은, 메인 제어부(270)와 같이, 5V일 수 있다.In addition, the
전원 공급부(210)는 고주파 변압기를 사용하는 스위치 모드 파워 서플라이(Switched-Mode Power Supply; SMPS) 또는 비절연 강압형의 벅 컨버터(Buck converter) 등의 AC-DC 변환 장치를 포함할 수 있다.The
dc 단 전압 검출부(B)는, dc 단 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(440)에 입력될 수 있다.The dc stage voltage detector B may detect the dc stage voltage Vdc that is both ends of the dc stage capacitor C. To this end, the dc stage voltage detector B may include a resistance element, an amplifier, and the like. The detected dc stage voltage (Vdc) may be input to the
파워 모듈(510)은, 인버터(420) 및 게이트 구동부(430)를 포함할 수 있다.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(102b)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 연결될 수 있다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다.In the
구체적으로, 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 연결될 수 있다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결 될 수 있다.Specifically, the
인버터(420) 내의 복수의 스위칭 소자들은, 인버터 제어부(440)로부터의 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)에 기초하여 온/오프 동작할 수 있다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 압축기 모터(102b)에 출력될 수 있다.The plurality of switching elements in the
보다 상세하게는, 게이트 구동부(430)는, 전원 공급부(210)로부터 전원을 공급받아, 인버터(420) 내부에 구비된 복수의 스위칭 소자 각각에 게이트 구동 전압(V1)을 공급할 수 있다.More specifically, the
인버터 제어부(440)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 게이트 구동부(430)에 출력할 수 있다. 이때, 게이트 구동부(430)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 기초로 스위칭 신호(Si)를 생성할 수 있다. 스위칭 신호(Si)에는, 게이트 구동 전압(V1)이 인가되는 스위칭 소자의 주소, 및 게이트 구동 전압(V1)이 포함될 수 있다.The
게이트 구동부(430)는, 스위칭 신호(Si)를 기초로, 해당 스위칭 소자에 게이트 구동 전압(V1)을 공급할 수 있다.The
인버터(420)는, 스위칭 신호(Si)를 기초로, 내부에 구비된 복수의 스위칭 소자를 온, 오프 시켜, 소정 주파수의 삼상 교류 전원을 압축기 모터(102b)에 출력할 수 있다.The
한편, 인버터(420) 및 게이트 구동부(430)를 포함하는 파워 모듈(510)은, 하나의 단일 모듈로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 파워 모듈(510)은, 지능형 파워 모듈(Intelligent Power Module: IPM)일 수 있다.Meanwhile, the
한편, 인버터 제어부(440)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(440)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력 받을 수 있다.Meanwhile, the
인버터 제어부(440)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 게이트 구동부(430)에 출력할 수 있다. 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 기초로 생성되어 출력될 수 있다. 인버터 제어부(440) 내의 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은, 도 3을 참조하여 후술한다. The
출력전류 검출부(E)는, 압축기 모터(102b) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 출력전류 검출부(E)는 압축기 모터(102b)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 출력전류 검출부(미도시)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 can detect the output current io flowing between the
출력전류 검출부(미도시)는 인버터(420)와 모터(102b) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.The output current detector (not shown) may be located between the
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 압축기 모터(102b) 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 dc 단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the
검출된 출력 전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(440)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력 전류(io)에 기초하여, 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)가 생성될 수 있다. 한편, 이하에서는, 한편, 본 명세서에서는, 검출되는 출력전류로 ia,ib,ic 또는 io를 혼용하여 사용할 수 있다.The detected output current io may be applied to the
한편, 모터(102b)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전할 수 있다.On the other hand, the
이러한 모터(102b)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr 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
압축기(102)는, 냉매를 공급받아 압축할 수 있다. 압축기(102)는, 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 압축기(102)는, 압축기 모터(102b)에 의해 구동될 수 있다.The
한편, 압축기 구동 장치(100)의 과부하, 외부 환경(예를 들어, 폭염 등) 등의 요인으로 냉매의 열교환 양이 감소되어, 냉매의 압력이 정상적인 압력 범위를 벗어나, 고압측의 임계 값 보다도 높은 고압 상태로 되는, 고압 이상 상태가 될 수 있다.On the other hand, the amount of heat exchange of the refrigerant is reduced due to factors such as overload of the
본 발명의 압축기 구동 장치(100)는, 압축기(102)의 고압 이상 시, 압축기(102)의 구동을 H/W 적으로 정지시킬 수 있다. 이를 위해, 압축기 구동 장치(100)는, 압력 스위칭 소자(230)를 포함할 수 있다.The
한편, 이하에서 고압 이상 상태는, 압축기(102)에 압축된 냉매의 압력이 정상적인 압력 범위를 벗어나 고압측 임계 값 이상일 때를 의미하며, 고압측 임계 값의 크기는, 압축기(102)의 설계, 용량 등을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.On the other hand, the high-pressure abnormality state below means when the pressure of the refrigerant compressed in the
압력 스위칭 소자(230)는, 전원 공급부(210)와 파워 모듈(510) 사이에 접속될 수 있다. 압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)에 압축된 냉매의 압력이 소정 압력 이상인 경우, 턴 오프될 수 있다. 따라서, 압력 스위칭 소자(230)를 고압 압력 스위치라고 명명할 수도 있다.The
예를 들어, 압력 스위칭 소자(230)는, NC(Normal Close) 스위치로서, 압축기의 고압 이상(Hp) 시, 턴 오프될 수 있다.For example, the
압력 스위칭 소자(230)는, 냉매 배관에 설치되어, 유동하는 냉매의 압력에 따라, 온, 오프 동작할 수 있다. The
또는, 압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)기의 토출부에 설치되어, 압축기(102)에 압축되는 냉매의 압력에 따라, 온, 오프 동작할 수 있다.Alternatively, the
압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)에 압축된 냉매의 압력이 소정 압력 이상인 경우, 턴 오프 되어, 게이트 전원 단자(Vcc)를 통해 파워 모듈(510)에 공급되는 게이트 구동 전압(V1)을 차단할 수 있다.The
파워 모듈(510)에 게이트 구동 전압(V1)이 공급되지 않는 경우, 게이트 구동부(430)가 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 온 시킬 수 없으므로, 압축기 모터(102b)는 정지하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 압축기 구동 장치(100)는, 압축기(102)의 고압 이상 시, 압축기 모터(102b)를 정지시켜, 압축기(102)의 폭발로 인한 화재 및 기타 사고를 방지할 수 있게 된다.When the gate driving voltage V1 is not supplied to the
한편, 본 발명의 압축기 구동 장치(100)는, 압축기(102)의 고압 이상 상태를 감지하여, 소정의 표시 수단에 에러 표시를 출력할 수 있다. 이를 위해, 압축기 구동 장치(100)는, 압력 감지부(250), 메인 제어부(270), 표시부(290)를 포함할 수 있다.On the other hand, the
압력 감지부(250)는, 파워 모듈(510)과, 압력 스위칭 소자(230) 사이의 임의의 노드에 접속되어, 압력 스위칭 소자(230)의 온, 오프 동작에 따른 고압 이상 상태를 감지할 수 있다.The
압력 감지부(250)는, 압력 스위칭 소자(230)의 온, 오프 동작에 따른, 압력 감지 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 압력 감지부(250)는, 포토 커플러를 구비하고, 압력 스위칭 소자(230)의 온, 오프 동작을 기초로, 빛을 출력할 수 있다.The
메인 제어부(270)는, 압축기 구동 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 메인 제어부(270)는, 압축기(102)의 구동을 위한 속도 지령치(도 3의 ω* r)를 인버터 제어부(440)에 출력할 수 있다.The
특히, 메인 제어부(270)는, 압력 감지부(250)에서 출력된 압력 감지 신호를 기초로, 압축기의 고압 이상 여부를 연산할 수 있다.In particular, the
표시부(290)는, 메인 제어부(270)에 연결되어, 압축기(102)의 고압 이상 시, 에러를 출력할 수 있다. 표시부(290)는, 압축기(102)의 고압 이상 상태가 해제된 경우, 에러 표시를 해제할 수 있다.The
도 3는, 도 2의 인버터 제어부 내부의 일예를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing an example inside the inverter control unit of FIG. 2.
도면을 참조하여 설명하면, 인버터 제어부(440)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 the drawings, the
축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력 받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환할 수 있다.The
한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. Meanwhile, 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 생성할 수 있다. 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.Meanwhile, the generated d-axis and q-axis voltage command values (v * d , 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.Then, 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(430)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 the
도 4는, 도 1의 압축기 구동 장치의 내부 회로도의 일예이다.4 is an example of an internal circuit diagram of the compressor driving device of FIG. 1.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동 장치(100)는, 인버터(420), 게이트 구동부(430), 전원 공급부(210), 압력 스위칭 소자(230), 압력 감지부(250) 및 메인 제어부(270)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the
인버터(420)는, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 압축기 모터(102b)를 구동할 수 있다. 이때, 스위칭 소자는, IGBT(Insulated Gated Bipolar mode Transistor: IGBT) 또는 MOSFET일 수 있다. 스위칭 소자는, 게이트 구동 전압(V1)에 의해, 턴 온 될 수 있다.The
복수의 스위칭 소자가, IGBT 또는 MOSFET으로 구현되는 경우, 게이트 구동 전압을 출력하기 위한, 게이트 구동부(430)가 사용될 수 있다.When a plurality of switching elements is implemented as an IGBT or MOSFET, a
게이트 구동부(430)는, 복수의 스위칭 소자 각각에 게이트 구동 전압(V1)을 공급할 수 있다.The
한편, 인버터(420) 및 게이트 구동부(430)는, 하나의 파워 모듈(510)로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 파워 모듈(510)은, IPM일 수 있다.Meanwhile, the
파워 모듈(510)은, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 복수의 스위칭 소자 각각에 게이트 구동 전압(V1)을 공급하여, 복수의 스위칭 소자의 온, 오프 시키며, 복수의 스위칭 소자의 온, 오프 동작에 의해, 압축기 모터(102b)를 구동 시킬 수 있다.The
파워 모듈(510)은, 스위칭 제어 신호(Sic), 출력 전류(io), 게이트 구동 전압(V1) 등을 입력 받아, 내부 신호 처리를 하여, 삼상 교류 전류(a, b, c상) 등을 출력할 수 있다.The
파워 모듈(510)은, 게이트 구동 전압(V1)을 인가받는, 게이트 전원 단자(Vcc) 및 접지단에 연결되는, 공통 단자(Com)를 구비할 수 있다. 파워 모듈(510)은, 게이트 전원 단자(Vcc) 및 공통 단자(Com)외에, 스위칭 제어 신호(Sic)를 입력 받는, PWMIN 단자(미도시)를 더 포함할 수 있다. 파워 모듈(510)에 구비되는, 입출력 단자는, 실시예에 따라 추가 또는 삭제될 수도 있다.The
전원 공급부(210)는, 제1 전원(V1)을 게이트 구동 전압(V1)으로써, 파워 모듈(510)에 구비된 게이트 전원 단자(Vcc)를 통해, 파워 모듈(510)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동 전압(V1)은, 15V일 수 있다.The
한편, 메인 제어부(270)는, 압축기 모터(102b)를 소정 회전수로 구동시키기위한, 속도 지령치(ω* r)를 인버터 제어부(440)에 출력할 수 있다. 속도 지령치(ω* r)는, 펄스폭(PWM) 기반의 신호일 수 있다. 예를 들어, 압축기 모터(102b)의 회전 속도를 높게 설정하기 위해 출력되는 속도 지령치(ω* r)가 클수록, 속도 지령치(ω* r)의 펄스폭은 커질 수 있다. 다른 예로, 속도 지령치(ω* r)가 낮을 수록, 속도 지령치(ω* r)의 펄스폭은 작아질 수 있다. 이때, 속도 지령치(ω* r)의 크기는 일정하게 출력될 수 있다.Meanwhile, the
인버터 제어부(440)는, 속도 지령치(ω* r)를 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여, 게이트 구동부(430)에 출력할 수 있다. 게이트 구동부(430)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 기초로, 스위칭 신호(Si)를 인버터(420)에 출력할 수 있다. 인버터(420)는, 스위칭 신호(Si)를 기초로, 스위칭 동작을 수행하여, 입력 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 이에 의해, 압축기 모터(102b)가 구동할 수 있다.The
특히, 본 실시 형태에서는, 압축기(102)에 고압 이상이 발생한 경우, 압력 스위칭 소자(230)가 턴 오프 되어, 파워 모듈(510)에 인가되는 게이트 구동 전압(V1)이 차단될 수 있다. 이에 따라, 압축기(102)의 동작이 정지될 수 있다.In particular, in the present embodiment, when a high pressure abnormality occurs in the
구체적으로, 압력 스위칭 소자(230)는, 파워 모듈(510) 및 전원 공급부(210) 사이에 접속될 수 있다. 압력 스위칭 소자(230)는, 일단이 전원 공급부(210)에 연결되고, 타단이, 파워 모듈(510)의 게이트 전원 단자(Vcc)에 연결될 수 있다.Specifically, the
압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)에 압축된 냉매의 압력에 따라, 온, 오프 되어, 파워 모듈(510)에 게이트 구동 전압(V1)을 공급 또는 차단할 수 있다.The
압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)에 압축된 냉매의 압력이 소정 압력 이상인 경우, 턴 오프 되어, 게이트 전원 단자(Vcc)를 통해, 파워 모듈(510)에 공급되는 게이트 구동 전압(V1)을 차단할 수 있다.The
본 발명의 압축기 구동 장치(100) 및/또는 공기조화기(200)는, 압축기 구동 장치(100) 및/또는 공기조화기(200)로 인가되는 메인 전원을 차단하는 것이 아닌, 게이트 구동 전압(V1)을 차단하여, 압축기(102)를 정지시키므로, 압축기(102)의 고압 이상시에도, 메인 전원이 안정적으로 압축기 구동 장치(100) 및/또는 공기조화기(200)로 공급될 수 있다.The
또한, 압축기 구동 장치(100) 및/또는 공기조화기(200)는, 압축기(102)를 정지시키기 위해, 별도의 릴레이 스위치가 불필요하므로, 제조 비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, since the
한편, 본 발명의 압축기 구동 장치(100)는, 게이트 구동 전압(V1)의 노이즈를 저감하기 위한 필터 회로부와, 게이트 구동 전압(V1)의 안정화를 위한, 안정화 회로부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
필터 회로부는, 제1 저항 소자(R1) 및 제1 저항 소자(R1)에 직렬 접속되는, 제1 커패시터 소자(C1)를 포함할 수 있다. 제1 저항 소자(R1) 및 제1 커패시터 소자(C1)는, 압력 스위칭 소자(230)에 병렬 접속되어, 게이트 구동 전압(V1)의 노이즈를 저감시킬 수 있다.The filter circuit part may include a first capacitor element C1, which is connected in series to the first resistor element R1 and the first resistor element R1. The first resistor element R1 and the first capacitor element C1 are connected in parallel to the
안정화 회로부는, 파워 모듈(510)의 게이트 전원 단자(Vcc)와 접지단 사이에 병렬 접속되는, 제1 제너 다이오드(Z1), 제2 커패시터 소자(C2) 및 제3 커패시터 소자(C3)를 포함할 수 있다. 안정화 회로부는, 게이트 전원 단자(Vcc)에 인가되는 게이트 구동 전압(V1)을 안정화시킬 수 있다.The stabilization circuit portion includes a first Zener diode (Z1), a second capacitor element (C2), and a third capacitor element (C3) connected in parallel between the gate power terminal (Vcc) of the
한편, 압력 감지부(250)는, 압축기(102)의 고압 이상 상태를 감지할 수 있다. 압력 감지부(250)는, 게이트 전원 단자(Vcc)와 압력 스위칭 소자(230) 사이의 임의의 노드에 접속되어, 압력 스위칭 소자(230)의 온, 오프 동작에 따른 압력 감지 신호를 출력할 수 있다.Meanwhile, the
이를 위해, 압력 감지부(250)는 포토 커플러일 수 있다. 포토 커플러는, 발광 다이오드(Dp) 및 수광 트랜지스터 소자(Tp)를 포함할 수 있다.To this end, the
발광 다이오드(Dp)는, 게이트 전원 단자(Vcc)와 압력 스위칭 소자(230) 사이의 임의의 노드와 접지단 사이에 접속될 수 있다. 발광 다이오드(Dp)의 애노드(anode)는, 상기 임의의 노드에 접속되고, 캐소드(cathode)는, 접지단에 접속될 수 있다.The light emitting diode Dp may be connected between an arbitrary node between the gate power terminal Vcc and the
실시예에 따라, 상기 임의의 노드와, 발광 다이오드(Dp) 사이에 직렬 접속되는, 제2 저항 소자(R2)가 더 포함될 수 있다. 제2 저항 소자(R2)가 더 포함되는 경우, 제2 저항 소자(R2)에 의해, 감안된 게이트 구동 전압(V1)이 발광 다이오드(Dp)에 인가될 수 있다.According to an embodiment, a second resistor element R2, which is connected in series between the arbitrary node and the light emitting diode Dp, may be further included. When the second resistor element R2 is further included, the gate driving voltage V1 taken into account by the second resistor element R2 may be applied to the light emitting diode Dp.
발광 다이오드(Dp)는, 압력 스위칭 소자(230)의 온, 오프 동작에 따라, 압력 감지 신호를 출력할 수 있다. 발광 다이오드(Dp)는, 압력 스위칭 소자(230)가 턴 온 되는 경우, 광 신호를 출력하고, 압력 스위칭 소자(230)가 턴 오프되는 경우, 광 신호를 출력하지 않을 수 있다.The light emitting diode Dp may output a pressure sensing signal according to on and off operations of the
수광 트랜지스터 소자(Tp)는, 전원 공급부(210)와 메인 제어부(270) 사이에 접속될 수 있다. 수광 트랜지스터 소자(Tp)는, 압력 감지 신호에 따라, 온, 오프될 수 있다. 수광 트랜지스터 소자(Tp)는, 광 신호를 수신 받은 경우, 턴 온되고, 광 신호를 수신 받지 못한 경우, 턴 오프될 수 있다.The light receiving transistor element Tp may be connected between the
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 압력 감지부(250)는, 압축기(102)의 고압 이상을 감지하기 위해, 압력 스위칭 소자(230) 출력단의 전압을 감지하지 않고, 포토 커플러를 사용한다. 압축기(102)의 상태를 감지하기 위해, 전압 감지 회로부(예를 들어, OP amp 등)를 사용하지 않고, 포토 커플러로 구성하는 경우, 제조 비용이 현저하게 저감되는 효과가 있다.On the other hand, as described above, the
한편, 메인 제어부(270)는, 수광 트랜지스터 소자(Tp)의 스위칭 동작에 따라, 압축기(102)의 고압 이상 여부를 연산할 수 있다.Meanwhile, the
메인 제어부(270)는, 수광 트랜지스터 소자(Tp)가 턴 온되어, 전원 공급부(210)에서 제2 전원(V2)을 공급받는 경우, 압축기(102)의 압력이 정상이라고 연산할 수 있다.The
반대로, 메인 제어부(270)는, 수광 트랜지스터 소자(Tp)가 턴 오프되어, 전원 공급부(210)에서 제2 전원(V2)을 공급받지 못한 경우, 압축기(102)의 고압 이상으로 연산할 수 있다.Conversely, when the light receiving transistor element Tp is turned off and the second power supply V2 is not supplied from the
한편, 실시예에 따라, 수광 트랜지스터 소자(Tp)의 일단에 풀 다운 저항으로써, 제3 저항 소자(R3)가 더 포함될 수도 있다. 제3 저항 소자(R3)에 의해, 메인 제어부 구동 전압(V2)이 보다 안정적으로 메인 제어부(270)에 인가될 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment, as a pull-down resistor at one end of the light receiving transistor element Tp, a third resistor element R3 may be further included. The main control unit driving voltage V2 may be more stably applied to the
도 5는, 도 4의 압축기 구동 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 회로도이고, 도 6은, 도 4의 압축기 구동 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 회로도이고, 도 7은, 도 6의 설명에 참조되는 도면이다.FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the operation method of the compressor drive device of FIG. 4, FIG. 6 is a circuit diagram for explaining the operation method of the compressor drive device of FIG. 4, and FIG. 7 is referred to the description of FIG. 6 It is a drawing.
보다 상세하게는, 도 5는, 압축기(102)의 압력이 정상 압력인 경우의 전류 패쓰를 예시하는 도면이고, 도 6은, 압축기(102)의 압력이 고압 이상인 경우의 전류 패쓰를 예시하는 도면이며, 도 7은, 메인 제어부(270)의 고압 이상 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.More specifically, FIG. 5 is a diagram illustrating a current path when the pressure of the
도면을 참조하여 설명하면, 도 5에서, 압력 스위칭 소자(230)는, NC(Normal Close) 스위치일 수 있다. 압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)에 압축된 냉매의 압력이 소정 압력 미만인 경우, 턴 온 상태를 유지할 수 있다. 이때, 소정 압력은 고압측의 임계 값을 의미할 수 있다.Referring to the drawings, in FIG. 5, the
압력 스위칭 소자(230)가 턴 온 되는 경우, 제1 전원(V1)이 게이트 구동 전압(V1)으로써, 파워 모듈(510)에 공급될 수 있다. 압력 스위칭 소자(230)가 턴 온됨에 따라, 전류가, 압력 스위칭 소자(230)를 경유하여, 파워 모듈(510)에 인가될 수 있다. 도 5에서는, 제1 전류 패쓰(Path 1)를 예시한다.When the
한편, 필터 회로부는, 제1 저항 소자(R1) 및 제1 저항 소자(R1)에 직렬 접속되는 제1 커패시터 소자(C1)를 포함하고, 제1 저항 소자(R1) 및 제1 커패시터 소자(C1)는, 압력 스위칭 소자(230)에 병렬 접속되어, 제1 전원(V1)의 노이즈를 필터링할 수 있다.Meanwhile, the filter circuit unit includes a first resistor element R1 and a first capacitor element C1 connected in series to the first resistor element R1, and the first resistor element R1 and the first capacitor element C1 ) Is connected in parallel to the
안정화 회로부는, 파워 모듈(510)의 게이트 전원 단자(Vcc)와 접지단 사이에 병렬 접속되는, 제1 제너 다이오드(Z1), 제2 커패시터 소자(C2) 및 제3 커패시터 소자(C3)를 포함하고, 게이트 전원 단자(Vcc)에 인가되는 제1 전원(V1)을 안정화시킬 수 있다.The stabilization circuit portion includes a first Zener diode (Z1), a second capacitor element (C2), and a third capacitor element (C3) connected in parallel between the gate power terminal (Vcc) of the
제1 전원(V1)은, 게이트 전원 단자(Vcc)를 통해 파워 모듈(510)에 인가되어, 게이트 구동 전압(V1)으로 사용될 수 있다. The first power source V1 is applied to the
파워 모듈(510)은 게이트 구동부(430)를 포함할 수 있고, 게이트 구동부(430)는, 인버터 제어부(440)의 스위칭 제어 신호(Sic)를 기초로, 게이트 구동 전압(V1)을 인버터(420) 내부에 구비된 복수의 스위칭 소자 각각에 공급할 수 있다.The
구체적으로, 메인 제어부(270)는, 압축기(102)의 구동을 위한 속도 지령치(도 3의 ω* r)를 인버터 제어부(440)에 출력할 수 있다.Specifically, the
인버터 제어부(440)는, 속도 지령치(ω* r)를 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여, 게이트 구동부(430)에 출력할 수 있다.The
게이트 구동부(430)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 기초로, 스위칭 신호(Si)를 인버터(420)에 출력할 수 있다.The
인버터(420)는, 스위칭 신호(Si)를 기초로, 스위칭 동작을 수행하여, 입력 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 이에 의해, 압축기 모터(102b)가 구동할 수 있다.The
압축기 모터(102b)가 구동함에 따라, 압축기(102b) 내의 냉매가 압축될 수 있다.As the
한편, 압력 스위칭 소자(230)가 턴 온되는 경우, 제1 전원(V1) 또는 제2 저항 소자(R2)에 의해 감압된 제1 전원(V1)의 감압 전압이, 발광 다이오드(Dp)에 인가될 수 있다. 제1 전원(V1) 또는 제1 전원(V1)의 감압 전압에 의해, 전류가 발광 다이오드(Dp)를 흐를 수 있다. 도 5에서는, 제2 전류 패쓰(Path 2)를 예시한다.On the other hand, when the
발광 다이오드(Dp)는 제1 전원(V1) 또는 제1 전원(V1)의 감압 전압에 의해, 광신호를 출력할 수 있다. 이때, 광신호는, 압력 감지 신호일 수 있다.The light emitting diode Dp may output an optical signal according to the reduced voltage of the first power supply V1 or the first power supply V1. At this time, the optical signal may be a pressure sensing signal.
수광 트랜지스터 소자(Tp)는, 광신호를 수신 받은 경우, 전류를 도통 시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 전원(V2)이, 메인 제어부(270)에 인가될 수 있다. 도 5에서는, 제3 전류 패쓰(Path 3)를 예시한다.When a light signal is received, the light receiving transistor element Tp may conduct a current. Accordingly, the second power source V2 may be applied to the
메인 제어부(270)는, 전원 공급부(210)에서, 제2 전원(V2)을 공급받은 경우, 압축기(102)의 압력이 정상 압력이라고 연산할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서, 메인 제어부(270)는, 소정 레벨 이상의 전압을 인가 받은 경우, 압축기(102)가 정상 상태라고 연산할 수 있다.The
도 6에서, 압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)에 압축된 냉매의 압력이 소정 압력 이상인 경우, 턴 오프될 수 있다. 마찬가지로, 소정 압력은, 고압측의 임계 값일 수 있다.In FIG. 6, the
압력 스위칭 소자(230)가 턴 오프되는 경우, 제1 전원(V1)이 게이트 구동 전압(V1)으로써, 파워 모듈에 공급될 수 없다. 도 6에서는, 제4 전류 패쓰(Path 4)를 예시한다.When the
또한, 파워 모듈(510) 내의 게이트 구동부(430)는, 게이트 구동 전압(V1)을, 인버터(420)에 구비된 스위칭 소자에 전달할 수 없다. 따라서, 인버터(420)에 구비된 복수의 스위칭 소자는, 모두 턴 오프될 수 있다.In addition, the
결국, 인버터(420)는, 소정 주파수의 삼상 교류 전원을 출력할 수 없고, 압축기 모터(102b)는, 정지하게 된다.As a result, the
이에 따라, 본 발명의 압축기 구동 장치(100)는, 압축기(102)가 소정 압력 이상의 고압 이상 상태일 때, 동작을 신속하게 중단하여, 압축기(102)의 폭발로 인한 화재 및 기타 사고를 방지할 수 있다.Accordingly, the
한편, 압력 스위칭 소자(230)가 턴 오프되는 경우, 도 5와 달리, 제1 전원(V1) 또는 제2 저항 소자(R2)에 의해 감압된 제1 전원(V1)의 감압 전압이, 발광 다이오드(Dp)에 인가될 수 없다. On the other hand, when the
발광 다이오드(Dp)에 제1 전원(V1) 또는 제1 전원(V1)의 감압 전압이, 인가되지 않으므로, 발광 다이오드(Dp)는, 광신호를 출력할 수 없다.Since the reduced voltage of the first power source V1 or the first power source V1 is not applied to the light emitting diode Dp, the light emitting diode Dp cannot output an optical signal.
수광 트랜지스터 소자(Tp)는, 광신호를 수신 받지 못한 경우, 제2 전원(V2)이, 메인 제어부(270)에 전달되지 못하도록 할 수 있다.The light receiving transistor element Tp may prevent the second power supply V2 from being transmitted to the
메인 제어부(270)는, 수광 트랜지스터(Tp)가 턴 오프되어, 전원 공급부(210)에서, 제2 전원(V2)을 공급 받지 못한 경우, 압축기(102)의 고압 이상으로 연산할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서, 메인 제어부(270)는, 제2 전원(V2)을 공급 받지 못하거나, 소정 레벨 이하의 전압을 인가 받은 경우, 압축기(102)가 고압 이상 상태라고 연산할 수 있다.When the light receiving transistor Tp is turned off and the second power supply V2 is not supplied from the
한편, 본 발명의 압축기 구동 장치(100)는, 압축기(102)의 고압 이상의 경우에도, 압축기 구동 장치(100)에 인가되는 상용 교류 전원 또는 메인 전원을 차단하는 것이 아니므로, 압축기(102)의 고압 이상 시, 표시부(290)를 통해, 에러를 표시할 수 있다.On the other hand, the
구체적으로, 메인 제어부(270)는, 압축기(102)의 고압 이상으로 연산한 경우, 표시부(290)를 제어하여, 에러를 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자에게 서비스가 필요함을 알려 줄 수 있다.Specifically, the
한편, 압축기 구동 장치(100)가 고압 이상 상태에서 해제된 경우, 도 5의 과정을 다시 수행할 수 있다. 즉, 메인 제어부(270)는, 도 5의 제3 전류 패쓰(Path 3)를 통해, 제2 전원을 공급 받을 수 있다.On the other hand, when the
메인 제어부(270)는, 에러를 표시한 상태에서, 전원 공급부(210)에서 제2 전원(V2)을 공급 받은 경우, 표시부(290)의 에러 표시를 해제할 수 있다.The
또한, 메인 제어부(270)는, 속도 지령치(ω* r)를 인버터 제어부(440)에 출력할 수 있다.In addition, the
인버터 제어부(440)는, 속도 지령치(ω* r)를 기초로, 복수의 스위칭 소자의 동작을 위한 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여, 인버터(420)에 출력할 수 있다.The
도 8은, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.8 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 공기조화기(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 실내기(21), 실내기(21)에 연결되는 실외기(31)를 포함할 수 있다. The
공기조화기의 실내기(21)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(21)를 예시한다.The
한편, 공기조화기(200)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. Meanwhile, the
실외기(31)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(31)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작 시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(21)로 냉매를 공급한다. 실외기(31)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(21)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(31)는, 연결된 실내기(21)로 압축된 냉매를 공급한다. At this time, the
실내기(21)는, 실외기(31)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(21)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The indoor unit (21) receives refrigerant from the outdoor unit (31) and discharges cold and warm air into the room. The
이때, 실외기(31) 및 실내기(21)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(21)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 control (not shown) is connected to the
도 9은, 도 8의 실외기와 실내기의 개략도이다.9 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 8.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(200)는, 크게 실내기(21)와 실외기(31)로 구분된다. Referring to the drawings, the
실외기(31)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102b)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기의 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(21)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(108)와, 실내측 열교환기(108)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(108)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one
또한, 공기조화기(200)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the
도 8의 실외기(31) 내의 압축기(102)는, 압축기 모터(102b)를 구동하는, 도 1과 같은, 압축기 구동 장치(100)에 의해 구동될 수 있다.The
구체적으로, 도 6에서, 압력 스위칭 소자(230)는, 압축기(102)가 고압 이상 상태인 경우, 턴 오프될 수 있다. 압력 스위칭 소자(230)가 턴 오프되는 경우, 제1 전원(V1)이 게이트 구동 전압(V1)으로써, 파워 모듈에 공급될 수 없다. 따라서, 압축기 모터(102b)가 정지될 수 있다.Specifically, in FIG. 6, the
압력 감지부(250)는, 압축기(102)의 고압 이상 상태를 감지할 수 있다. 압력 감지부(250)는, 압력 감지 신호를 메인 제어부(270)에 출력할 수 있다.The
메인 제어부(270)는, 압력 감지 신호를 기초로, 압축기(102)의 고압 이상 여부를 연산할 수 있다. 메인 제어부(270)는, 에러 정보를 실내기(21)에 구비된 표시부(290)에 표시할 수 있다.The
한편, 압력 스위칭 소자(230)는, 고압 이상 상태가 해제된 경우, 턴 온될 수 있다. 메인 제어부(270)는, 고압 이상 상태가 해제된 경우, 표시부(290)의 표시를 초기화하고, 압축기 모터(102b)를 재구동 시킬 수 있다.On the other hand, when the high pressure abnormality state is released, the
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 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.The accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and technical scope of the present invention It should be understood to include water to substitutes.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나, 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.Likewise, although the operations are depicted in the drawings in a particular order, it should not be understood that such operations should be performed in the particular order shown or in sequential order, or that all shown actions should be performed in order to obtain desirable results. . In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous.
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 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although 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, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. In addition, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.
102: 압축기
102b: 압축기 모터
210: 전원 공급부
230: 압력 스위칭 소자
270: 메인 제어부
290: 표시부
420: 인버터
430: 게이트 구동부
440: 인버터 제어부
510: 파워 모듈102: compressor
102b: compressor motor
210: power supply
230: pressure switching element
270: main control
290: display
420: inverter
430: gate driver
440: inverter control
510: power module
Claims (10)
상기 컨버터의 출력 전원을 저장하는 dc 단 커패시터;
복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 복수의 스위칭 소자의 온, 오프 동작에 의해, 압축기 모터를 구동하는 파워 모듈;
상기 dc 단 커패시터의 양단 전압을 제1 직류 전압으로 변환하여, 상기 파워 모듈에 공급하는 전원 공급부; 및
상기 파워 모듈 및 상기 전원 공급부 사이에 접속되고, 압축기에서 압축된 냉매의 압력에 따라 온, 오프되는 압력 스위칭 소자;를 포함하고,
상기 파워 모듈은,
상기 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 dc 단 커패시터에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 상기 압축기 모터로 출력하는 인버터; 및
상기 압력 스위칭 소자를 통해, 상기 전원 공급부로부터 상기 제1 직류 전압을 공급받고, 상기 제1 직류 전압을 상기 복수의 스위칭 소자 각각에 게이트 구동 전압으로 공급하여, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어하는 게이트 구동부를 포함하고,
상기 압력 스위칭 소자는,
상기 냉매의 압력이 소정 기준 미만인 경우, 상기 제1 직류 전압이 상기 게이트 구동부에 전달되도록, 온(on)되고,
상기 냉매의 압력이 상기 소정 기준 이상인 경우, 상기 게이트 구동부에 대한 상기 제1 직류 전압의 공급이 차단되도록, 오프(off)되는 것을 특징으로 하는 압축기 구동 장치.A converter that rectifies and outputs input AC power;
A dc stage capacitor storing the output power of the converter;
A power module having a plurality of switching elements and driving a compressor motor by turning on and off the plurality of switching elements;
A power supply unit converting voltages at both ends of the dc terminal capacitor into a first DC voltage and supplying the voltage to the power module; And
It includes a pressure switching element connected between the power module and the power supply, and turned on and off according to the pressure of the refrigerant compressed in the compressor.
The power module,
An inverter having the plurality of switching elements, converting DC power stored in the DC terminal capacitor into AC power, and outputting the DC power to the compressor motor; And
Through the pressure switching element, the first DC voltage is supplied from the power supply unit, and the first DC voltage is supplied as a gate driving voltage to each of the plurality of switching elements to control the switching operation of the plurality of switching elements It includes a gate driver,
The pressure switching element,
When the pressure of the refrigerant is less than a predetermined criterion, the first DC voltage is turned on so as to be transmitted to the gate driver,
When the pressure of the refrigerant is greater than or equal to the predetermined standard, the compressor driving apparatus characterized in that it is turned off so that the supply of the first DC voltage to the gate driver is cut off.
상기 인버터 내에 구비된, 상기 복수의 스위칭 소자의 동작을 위한, 스위칭 제어 신호를, 상기 게이트 구동부에 출력하는 인버터 제어부;를 더 포함하고,
상기 게이트 구동부는,
상기 스위칭 제어 신호를 기초로, 상기 복수의 스위칭 소자에 상기 게이트 구동 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동 장치.According to claim 1,
Further included in the inverter control unit for operating the plurality of switching elements, provided in the inverter, outputs a switching control signal to the gate driving unit;
The gate driver,
Compressor driving apparatus, characterized in that for supplying the gate driving voltage to the plurality of switching elements based on the switching control signal.
상기 파워 모듈과 상기 압력 스위칭 소자 사이의 임의의 노드에 접속되어, 상기 압력 스위칭 소자의 온, 오프 동작에 따른 압력 감지 신호를 출력하는 압력 감지부; 및
상기 압력 감지 신호를 기초로, 상기 압축기의 고압 이상 여부를 연산하는 메인 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동 장치.According to claim 1,
A pressure sensing unit connected to an arbitrary node between the power module and the pressure switching device to output a pressure sensing signal according to on and off operations of the pressure switching device; And
And a main control unit that calculates whether the compressor is at a high pressure or higher based on the pressure detection signal.
상기 압력 감지부는,
발광 다이오드 및 수광 트랜지스터를 포함하는 포토 커플러를 구비하고,
상기 발광 다이오드는,
상기 임의의 노드와 접지단 사이에 접속되어, 상기 압력 스위칭 소자의 온, 오프 동작에 따라, 상기 압력 감지 신호를 출력하고,
상기 수광 트랜지스터는,
상기 전원 공급부와 상기 메인 제어부 사이에 접속되어, 상기 압력 감지 신호에 따라, 온, 오프되는 것을 특징으로 하는 압축기 구동 장치.The method of claim 5,
The pressure sensing unit,
A photo coupler including a light emitting diode and a light receiving transistor is provided,
The light emitting diode,
It is connected between the arbitrary node and the ground terminal, and outputs the pressure sensing signal according to on and off operations of the pressure switching element,
The light receiving transistor,
Compressor drive device characterized in that it is connected between the power supply and the main control, it is turned on and off according to the pressure detection signal.
상기 메인 제어부는,
상기 수광 트랜지스터가 턴 오프되어, 상기 전원 공급부에서, 제2 직류 전압을 공급 받지 못한 경우, 상기 압축기의 고압 이상으로 연산하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동 장치.The method of claim 6,
The main control unit,
When the light receiving transistor is turned off, and the second DC voltage is not supplied from the power supply unit, the compressor driving apparatus characterized in that it calculates above the high pressure of the compressor.
상기 압축기의 고압 이상 시, 에러를 출력하는 표시부;를 더 포함하고,
상기 메인 제어부는,
상기 압축기의 고압 이상으로 연산한 경우, 상기 표시부를 제어하여, 에러를 표시하고, 상기 에러를 표시한 상태에서, 상기 전원 공급부에서, 상기 제2 직류 전압을 공급 받은 경우, 상기 표시부의 에러 표시를 해제하고, 속도 지령치 신호를 인버터 제어부에 출력하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동 장치.The method of claim 7,
Further comprising a display unit for outputting an error when the high pressure of the compressor is abnormal,
The main control unit,
When the compressor is operated at a high pressure or higher, an error is displayed by controlling the display unit, displaying an error, and when the second DC voltage is supplied from the power supply unit while displaying the error. The compressor driving device is characterized in that it releases and outputs a speed command value signal to the inverter control unit.
상기 인버터 제어부는,
상기 속도 지령치 신호를 기초로, 상기 복수의 스위칭 소자의 동작을 위한, 스위칭 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동 장치.The method of claim 8,
The inverter control unit,
And a switching control signal for the operation of the plurality of switching elements based on the speed command value signal.
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