KR102135086B1 - 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터를 구비하고, 컨버터는, 제1 컨버터와 제2 컨버터가 인터리브로 동작하는 인터리브 컨버터를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 부스트 컨버터와, 제1 부스트 컨버터에 접속되어 공진을 수행하는 수동 소자를 포함하는 제1 공진부를 구비한다. 이에 따라, 전력 변환시 스위칭 손실을 저감할 수 있게 된다.

Description

모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기{Motor driving device and air conditioner including the same}
본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전력 변환시 스위칭 손실을 저감할 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.
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.
본 발명의 목적은, 전력 변환시 스위칭 손실을 저감할 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터를 구비하고, 컨버터는, 제1 컨버터와 제2 컨버터가 인터리브로 동작하는 인터리브 컨버터를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 부스트 컨버터와, 제1 부스트 컨버터에 접속되어 공진을 수행하는 수동 소자를 포함하는 제1 공진부를 구비한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기, 압축된 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 열교환기, 압축기 내의 모터를 구동하기 위한 압축기 모터 구동 장치를 포함하고, 압축기 모터 구동 장치는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터를 구비하고, 컨버터는, 제1 컨버터와 제2 컨버터가 인터리브로 동작하는 인터리브 컨버터를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 부스트 컨버터와, 제1 부스트 컨버터에 접속되어 공진을 수행하는 수동 소자를 포함하는 제1 공진부를 구비한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류부로부터 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터를 구비하고, 컨버터는, 제1 컨버터와 제2 컨버터가 인터리브로 동작하는 인터리브 컨버터를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 부스트 컨버터와, 제1 부스트 컨버터에 접속되어 공진을 수행하는 수동 소자를 포함하는 제1 공진부를 구비함으로써, 전력 변환시 스위칭 손실을 저감할 수 있게 된다.
특히, 인터리브 방식의 공진형 컨버터에 의하면, 소프트 스위칭에 따른 스위칭 손실을 상당히 줄일 수 있게 되며, 고속 스위칭이 가능하게 되며, 또한, 전류 교호 작용에 의해 리액터를 최소화할 수 있으며, 브릿지리스 정류부 대비하여 EMI 방출(emission)이 감소하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 도 1의 실외기 내의 압축기 모터 구동장치의 블록도이다.
도 4a는 컨버터의 일예이며, 도 4b는 도 4a의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5a는 컨버터의 다른 예이며, 도 5b 내지 도 5d는 도 5a의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동 장치의 회로도이다.
도 7은 도 6의 컨버터 내의 제1 컨버터와 제2 컨버터를 분리하여 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8h는 도 7의 제1 컨버터의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 9는 도 7의 제1 스위칭 소자에서의 전류 파형과 전압 파형을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
본 발명에 따른 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
또한, 리모컨(41 내지 45)은 내부에 온도감지센서를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(31)와 실외기(21)로 구분된다.
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.
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.
실내측 열교환기(109)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
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.
도 3은 도 1의 실외기 내의 압축기 모터 구동장치의 블록도이다.
도 1의 실외기(21) 내의 압축기(102)는, 압축기 모터(250)를 구동하는 압축기 모터 구동장치(200)에 의해 구동될 수 있다.
압축기 모터 구동장치(200)는, 압축기 모터(250)에 삼상 교류 전류를 출력하는 인버터(220)와, 인버터(220)를 제어하는 인버터 제어부(230)와, 인버터(220)에 직류 전원을 공급하는 컨버터(210), 컨버터(210)를 제어하는 컨버터 제어부(215)를 포함할 수 있다.
모터 구동장치(200)는, 계통으로부터의 교류 전원을 공급받아, 전력 변환하여, 모터(250)에 변환된 전력을 공급한다. 이에 따라, 모터 구동장치(200)는, 전력변환장치라고도 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 인버터(220)에 직류 전원을 공급하는 컨버터(210)는, 전력 변환시 스위칭 손실을 저감할 수 있는 컨버터로서, 인터리브 방식의 공진형 컨버터일 수 있다. 이에 대해서는 도 6 이하를 참조하여 기술한다.
이러한 인터리브 방식의 공진형 컨버터에 의하면, 소프트 스위칭에 따른 스위칭 손실을 상당히 줄일 수 있게 되며, 고속 스위칭이 가능하게 되며, 또한, 전류 교호 작용에 의해 리액터를 최소화할 수 있으며, 브릿지리스 정류부 대비하여 EMI 방출(emission)이 감소하게 된다. 이에 대해서는 도 6 이하를 참조하여 후술한다.
dc단 커패시터(C)는, 컨버터(210)에서 출력되는, 전원을 저장할 수 있다. 컨버터(210)에서 출력되는, 전원은 dc 전원이므로, dc단 커패시터라 명명할 수 있다.
컨버터 제어부(215)는, 스위칭 소자를 구비하는 컨버터(210)를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여, 컨버터(210)가 인터리브 공진형 컨버터인 경우, 복수의 스위칭 소자에 대한 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.
인버터(220)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 모터(250)에 출력할 수 있다.
구체적으로, 인버터(220)는, 복수의 스위칭 소자를 구비할 수 있다. 예를 들어, 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. 그리고, 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다.
인버터 제어부(230)는, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(220)에 출력할 수 있다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 모터(250)에 흐르는 출력 전류(io) 또는 dc단 커패시터 양단인 dc 단 전압(Vdc)에 기초하여, 생성되어 출력될 수 있다. 이때의 출력 전류(io)는, 출력전류 검출부(E)로부터 검출될 수 있으며, dc 단 전압(Vdc)은 dc 단 전압 검출부(B)로부터 검출될 수 있다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 모터(250) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 모터(250)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.
출력전류 검출부(E)는 인버터(220)와 모터(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
인버터 제어부(230)는, 축변환부(미도시), 속도 연산부(미도시), 전류 지령 생성부(미도시), 전압 지령 생성부(미도시), 축변환부(미도시), 및 스위칭 제어신호 출력부(미도시)를 포함할 수 있다.
축변환부(미도시)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.
한편, 축변환부(미도시)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(미도시)는, 위치 감지부(미도시)로부터 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여, 속도(
Figure 112013113084780-pat00001
)를 연산할 수 있다. 즉, 위치 신호에 기반하여, 시간에 대해, 나누면, 속도를 연산할 수 있게 된다.
한편, 위치 감지부(미도시)는, 모터(250)의 회전자 위치를 감지할 수 있다. 이를 위해, 위치 감지부(미도시)는 홀 센서를 포함할 수 있다.
한편, 속도 연산부(미도시)는, 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여 연산된 위치(
Figure 112013113084780-pat00002
)와 연산된 속도(
Figure 112013113084780-pat00003
)를 출력할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(미도시)는, 연산 속도(
Figure 112013113084780-pat00004
)와 목표 속도(ω)에 기초하여, 속도 지령치(ω* r)를 연산하며, 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(미도시)는, 연산 속도(
Figure 112013113084780-pat00005
)와 목표 속도(ω)의 차이인 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, PI 제어기(535)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.
한편, 전류 지령 생성부(미도시)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 전압 지령 생성부(미도시)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(미도시) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(미도시)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(544)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(미도시)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(548)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, d축 전압 지령치(v* d)의 값은, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전압 지령 생성부(미도시)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.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(미도시)에 입력된다.
축변환부(미도시)는, 속도 연산부(미도시)에서 연산된 위치(
Figure 112013113084780-pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.
먼저, 축변환부(미도시)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(미도시)에서 연산된 위치(
Figure 112013113084780-pat00007
)가 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(미도시)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.
스위칭 제어 신호 출력부(미도시)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.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(220) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(220) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
도 4a는 컨버터의 일예이며, 도 4b는 도 4a의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4a는 부스트 컨버터를 예시한다. 도 4a의 전력 변환 장치(400)는, 정류부(410), 부스트 컨버터(420), 커패시터(Co), 및 부하(205)를 구비할 수 있다.
부스트 컨버터(420)는, 인덕터(L1)와 다이오드(D1) 사이에, 스위칭 소자(S1)가 접속될 수 있으며, 스위칭 소자(S1)의 온에 의해, 인덕터(L1)에 에너지가 저장되다가, 스위칭 소자(S1)의 오프에 의해, 인덕터(L1)에 저장된 에너지가 다이오드(D1)를 거쳐, 출력된다.
이때, 스위칭 소자(S1)의 턴 온 또는 턴 오프시에, 도 4b와 같은, 스위칭 손실(switching on loss)이 발생하며, 이는, 스위칭 소자(S1)의 전압(V_S1)과 전류(I_S1)가 이상적으로 증가/감소하는 것이 아닌, 순차 증가/감소하기 때문이다.
이러한 스위칭 손실을 저감하기 위해, 다양한 방법에 제시되고 있으며, 도 5a는, 스위칭 저감 방법의 일예로 공진형 컨버터를 예시한다.
도 5a는 컨버터의 다른 예이며, 도 5b 내지 도 5d는 도 5a의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5a의 전력 변환 장치(500)는, 도 4a의 전력 변환 장치(400)와 유사하나, 능동형 소자로 구성된 공진부(510)가 더 구비되는 것에 그 차이가 있다. 즉, 도 5a의 전력 변환 장치(500)는, 정류부(410), 부스트 컨버터(420), 공진부(510), 커패시터(Co), 및 부하(205)를 구비할 수 있다.
공진부(510)는, 부스트 컨버터(420)에 접속되며, 부스트 컨버터(420)의 스위칭 소자(S1)에 병렬 접속되는 커패시터(Cr), 커패시터(Cr)에 병렬 접속되며 서로 직렬 접속되는 인덕터(Lr), 스위칭 소자(Sr), 및 인덕터(Lr)와 스위칭 소자(Sr) 사이에 일단이 접속되며 타단이 부스트 컨버터(420)의 다이오드 소자(D1)에 접속되는 다이오드 소자(Dr)를 구비한다.
공진부(510) 내의 스위칭 소자(Sr)의 턴 온 타이밍(G_Sr)은, 도 5d와 같이, 부스트 컨버터(420)의 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍(G_S1) 내로 설정되어야 한다.
이에 따라, 스위칭 소자(S1)에 대해, 도 5b와 같은 ZVS(zero voltage switching) 턴온, 및 ZVS 턴오프가 가능하게 되며, 도 5c와 같은, ZCS(zero current switching) 턴온, 및 ZCS 턴오프가 가능하게 된다.
한편, 이러한 능동형 공진부(510)는, 별도의 스위칭 소자(Sr)를 사용하므로, 스위칭 소자(Sr)에 대한 제어가 별도로 필요하며, 또한, 도 5d와 같이, 공진부(510) 내의 스위칭 소자(Sr)의 턴 온 타이밍(G_Sr)이, 부스트 컨버터(420)의 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍(G_S1) 내로 설정되어야 하는 제약이 있다.
이하에서는 이러한 점을 개선한, 본 발명의 실시예에 따른, 수동 소자를 구비한 공진부를 구비하는, 공진형 인터리브 컨버터에 대해 기술한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동 장치의 회로도이고, 도 7은 도 6의 컨버터 내의 제1 컨버터와 제2 컨버터를 분리하여 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 구동 장치(200)는, 정류부(410), 컨버터(710), dc 단 커패시터(Co), 및 부하(205)를 구비할 수 있다.
여기서, 부하(205)는, 도 3의 인버터(220)와 모터(250)를 포함하는 개념일 수 있다.
정류부(410)는, 단상 교류 전원(201)을 입력받아 정류하여 정류된 전원을 출력한다.
이를 위해, 정류부(410)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 다이오드 소자(Da,Db) 및 하암 다이오드 소자(D'a,D'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 다이오드 소자가 서로 병렬(Da&D'a,Db&D'b)로 연결되는 것을 예시한다. 즉, 브릿지 형태로 서로 접속될 수 있다.
컨버터(710)는, 서로 병렬 접속되며, 인터리브(interleave) 동작하는, 제1 컨버터(710a)와 제2 컨버터(710b)를 구비할 수 있다.
제1 컨버터(710a)는, 제1 부스트 컨버터(420a)와, 수동 소자를 포함하며 공진을 수행하는 제1 공진부(610a)를 구비할 수 있다.
제1 부스트 컨버터(420a)는, 제1 인덕터(L1a), 제1 인덕터(L1a)에 접속되는 제1 다이오드 소자(D1a), 및 제1 인덕터(L1a)와 제1 다이오드 소자(D1a) 사이에 접속되는 제1 스위칭 소자(S1a)를 구비한다.
즉, 제1 인덕터(L1a)의 일단은, 정류부(410)에, 타단은, 제1 다이오드 소자(D1a)의 애노드에 접속한다. 그리고, 제1 다이오드 소자(D1a)의 캐소드는, dc단 커패시터(Co)에 접속하며, 제1 스위칭 소자(S1a)는, 제1 인덕터(L1a)와 제1 다이오드 소자(D1a) 사이와, dc단 커패시터(Co)의 일단인 d 노드 사이에 접속될 수 있다.
제1 공진부(610a)는, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1), 제2 공진 다이오드 소자(Dra2), 제1 공진 인덕터(Lra1), 제2 공진 인덕터(Lra2), 및 제1 공진 커패시터(Cra)를 구비할 수 있다.
제1 공진 다이오드 소자(Dra1), 제2 공진 다이오드 소자(Dra2), 및 제1 공진 인덕터(Lra1)는, 정류부(410)의 양단(a-b단) 사이에, 서로 직렬 접속된다.
제2 공진 인덕터(Lra2)는, 제1 부스트 컨버터(420a) 내의 제1 인덕터(L1a)와 제1 스위칭 소자(S1a) 사이에 접속되며, 제1 공진 커패시터(Cra)는, 제1 및 제2 공진 다이오드 소자(Dra1,Dra2) 사이와, 제2 공진 인덕터(Lra2) 및 제1 스위칭 소자(S1a) 사이에, 접속될 수 있다.
제2 부스트 컨버터(420b)는, 제2 인덕터(L1b), 제2 인덕터(L1b)에 접속되는 제2 다이오드 소자(D1b), 및 제2 인덕터(L1b)와 제2 다이오드 소자(D1b) 사이에 접속되는 제2 스위칭 소자(S1b)를 구비한다.
즉, 제2 인덕터(L1b)의 일단은, 정류부(410)에, 타단은, 제2 다이오드 소자(D1b)의 애노드에 접속한다. 그리고, 제2 다이오드 소자(D1b)의 캐소드는, dc단 커패시터(Co)에 접속하며, 제2 스위칭 소자(S1b)는, 제2 인덕터(L1b)와 제2 다이오드 소자(D1b) 사이와, dc단 커패시터(Co)의 일단인 d 노드 사이에 접속될 수 있다.
제2 공진부(610b)는, 제3 공진 다이오드 소자(Drb1), 제4 공진 다이오드 소자(Drb2), 제3 공진 인덕터(Lrb1), 제4 공진 인덕터(Lrb2), 및 제2 공진 커패시터(Crb)를 구비할 수 있다.
제3 공진 다이오드 소자(Drb1), 제4 공진 다이오드 소자(Drb2), 및 제3 공진 인덕터(Lrb1)는, 정류부(410)의 양단(a-b단) 사이에, 서로 직렬 접속된다.
제4 공진 인덕터(Lrb2)는, 제2 부스트 컨버터(420b) 내의 제2 인덕터(L1b)와 제2 스위칭 소자(S1b) 사이에 접속되며, 제2 공진 커패시터(Crb)는, 제2 및 제4 공진 다이오드 소자(Drb1,Drb2) 사이와, 제4 공진 인덕터(Lrb2) 및 제2 스위칭 소자(S1b) 사이에, 접속될 수 있다.
도 8a 내지 도 8h는 도 7의 제1 컨버터의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
먼저, 도 8a를 참조하면, 제1 컨버터(710a) 내의 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)가 오프된 상태에서, 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)와 제1 스위칭 소자(S1a)가 턴 온된다. 이에 따라, 제1 공진 인덕터(Lra1)와 제1 공진 커패시터(Cra)가 공진을 시작한다. 그리고, 제1 공진 인덕터(Lra1)에 흐르는 전류와, 제2 공진 인덕터(Lra2)에 흐르는 전류에 기초하여, 제1 스위칭 소자(S1a)는 영전압 스위칭(ZVS)을 수행한다.
다음, 도 8b를 참조하면, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)는 계속 오프이고, 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)와 제1 스위칭 소자(S1a)가 계속 온인 상태에서, 제1 인덕터(L1a)에 흐르는 전류와 제1 공진 인덕터(Lra1)에 흐르는 전류가 동일해지는 경우, 제1 다이오드(D1a)가 턴 오프된다. 이에 따라, 제1 공진 커패시터(Cra) 양단의 전압이, - 입력 전압과 동일해진다.
다음, 도 8c를 참조하면, 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)와 제1 스위칭 소자(S1a)가 온인 상태에서, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)가 턴 온 된다. 이에 따라, 제1 공진 인덕터(Lra1), 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)와 제2 공진 다이오드 소자(Dra2), 제1 인덕터(L1a), 제2 공진 인덕터(Lra2), 및 제1 스위칭 소자(S1a)를 통해, 전류가 흐르게 된다. 한편, 제1 공진 인덕터(Lra1)에 흐르는 전류가 0이 될 때까지, 상술한 전류 패쓰를 통해 전류가 흐르게 된다. 이때, 제1 다이오드(D1a)가 계속 오프된다.
다음, 도 8d를 참조하면, 제1 스위칭 소자(S1a)가 계속 온인 상태에서, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)와 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)가 턴 오프된다. 이에 의해, 제1 인덕터(L1a), 제2 공진 인덕터(Lra2), 및 제1 스위칭 소자(S1a)를 통해, 전류가 흐르게 된다. 이때, 제1 다이오드(D1a)가 계속 오프된다.
다음, 도 8e를 참조하면, 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)가 오프된 상태에서, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)가 턴 온되고, 제1 스위칭 소자(S1a)가 턴 오프된다. 이에 의해, 제1 인덕터(L1a), 제2 공진 인덕터(Lra2), 제1 공진 커패시터(Cra), 및 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)를 통해, 전류가 흐르게 된다. 이때, 제1 다이오드(D1a)가 계속 오프된다.
이러한 동작에 의해, 제1 스위칭 소자(S1a)의 양단 전압은, 제1 공진 커패시터(Cra)로부터에 에너지 이동에 의해, 서서히 증가하게 되며, 제1 스위칭 소자(S1a)가 턴 오프시, 영전류 스위칭(ZCS)을 수행하게 된다.
다음, 도 8f를 참조하면, 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)와 제1 스위칭 소자(S1a)는 계속 오프상태이며, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)는 계속 온 상태를 유지한다. 이때, 제1 스위칭 소자(S1a)와 제2 공진 인덕터(Lra2) 사이의 전압이, 출력 전압과 같아지면, 제1 다이오드(D1a)가 턴 온된다.
그리고, 제2 공진 인덕터(Lra2)와 제1 공진 커패시터(Cra)은 공진을 수행하며, 제2 공진 인덕터(Lra2)에 흐르는 전류가 0이 될 때까지 공진을 수행한다.
다음, 도 8g를 참조하면, 제1 스위칭 소자(S1a)는 계속 오프 상태이며, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1)가 턴 오프되고, 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)가 턴 온된다. 이에 의해, 제1 인덕터(L1a)를 흐르는 전류와, 제1 및 2 공진 인덕터(Lra1,Lra2)를 흐르는 전류가 출력 전류로서, 제1 다이오드(D1a)로 흐른다.
제1 및 2 공진 인덕터(Lra1,Lra2)를 흐르는 공진 전류가 0이 될때까지 계속된다.
다음, 도 8h를 참조하면, 제1 공진 다이오드 소자(Dra1) 및 제1 스위칭 소자(S1a)가 오프된 상태에서, 제2 공진 다이오드 소자(Dra2)가 턴 오프된다.
이에 의해, 입력 전류가, 제1 인덕터(L1a)를 거쳐, 바로 제1 다이오드(D1a)로 흐르게 된다.
한편, 도 8a 내지 도 8h에서 기술한, 제1 컨버터(710a)의 동작은, 인터리브 동작하는 제2 컨버터(710b)에 그대로 적용 가능하다.
도 9는 도 7의 제1 스위칭 소자에서의 전류 파형과 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 9(a)는 제1 스위칭 소자(S1a)에 흐르는 전류 파형(I_S1a)을 예시하며, 도 9(a)는 제1 스위칭 소자(S1a) 양 단의 전압 파형(V_S1a)을 예시한다.
도 8a 내지 도 8h에서 기술한 바와 같이, 특히, 도 8a에서의 제1 스위칭 소자(S1a)의 턴 온시의 영 전압 스위칭(ZVS)과, 제1 스위칭 소자(S1a)의 턴 오프시의 영 전류 스위칭(ZCS)을 예시한다.
본 발명에 따른 모터 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 모터 구동장치 또는 공기조화기의 동작방법은, 모터 구동장치 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.
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.

Claims (15)

  1. 입력 교류 전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부로부터 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;를 구비하고,
    상기 컨버터는,
    제1 컨버터와 제2 컨버터가 인터리브로 동작하는 인터리브 컨버터를 구비하며,
    상기 인터리브 컨버터 중 상기 제1 컨버터는,
    제1 부스트 컨버터와, 상기 제1 부스트 컨버터에 접속되어 공진을 수행하는 수동 소자를 포함하는 제1 공진부를 구비하고,
    상기 제1 부스트 컨버터는,
    제1 인덕터, 상기 제1 인덕터에 접속되는 제1 다이오드 소자, 및 상기 제1 인덕터와 상기 제1 다이오드 소자 사이에 접속되는 제1 스위칭 소자를 구비하며,
    상기 제1 공진부는,
    상기 정류부의 양단 사이에, 서로 직렬 접속되는, 제1 공진 다이오드 소자, 제2 공진 다이오드 소자, 제1 공진 인덕터와,
    상기 제1 부스트 컨버터 내의 상기 제1 인덕터와 상기 제1 스위칭 소자 사이에 접속되는 제2 공진 인덕터와,
    상기 제1 및 제2 공진 다이오드 소자 사이와, 상기 제2 공진 인덕터 및 상기 제1 스위칭 소자 사이에, 접속되는 제1 공진 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터리브 컨버터 중 상기 제2 컨버터는,
    제2 부스트 컨버터와, 상기 제2 부스트 컨버터에 접속되어 공진을 수행하는 수동 소자를 포함하는 제2 공진부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 부스트 컨버터는,
    제2 인덕터, 상기 제2 인덕터에 접속되는 제2 다이오드 소자, 및 상기 제2 인덕터와 상기 제2 다이오드 소자 사이에 접속되는 제2 스위칭 소자를 구비하며,
    상기 제2 공진부는,
    상기 정류부의 양단 사이에, 서로 직렬 접속되는, 제3 공진 다이오드 소자, 제4 공진 다이오드 소자, 제3 공진 인덕터와,
    상기 제2 부스트 컨버터 내의 상기 제2 인덕터와 상기 제2 스위칭 소자 사이에 접속되는 제4 공진 인덕터와,
    상기 제3 및 제4 공진 다이오드 소자 사이와, 상기 제4 공진 인덕터 및 상기 제2 스위칭 소자 사이에, 접속되는 제2 공진 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 컨버터 내의 상기 제1 공진 다이오드 소자가 오프된 상태에서, 상기 제2 공진 다이오드 소자와 상기 제1 스위칭 소자가 턴 온되는 경우, 상기 제1 공진 인덕터에 흐르는 전류와, 상기 제2 공진 인덕터에 흐르는 전류에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자는 영전압 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 공진 다이오드 소자는 계속 오프이고, 상기 제2 공진 다이오드 소자와 상기 제1 스위칭 소자가 계속 온인 상태에서, 상기 제1 인덕터에 흐르는 전류와 상기 제1 공진 인덕터에 흐르는 전류가 동일해지는 경우, 상기 제1 다이오드가 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공진 다이오드 소자가 오프된 상태에서, 상기 제1 공진 다이오드 소자가 턴 온되고, 상기 제1 스위칭 소자가 턴 오프되는 경우, 상기 제1 스위칭 소자의 양단 전압은, 서서히 증가하게 되며, 상기 제1 스위칭 소자는 턴 오프시, 영전류 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 공진 다이오드 소자와 상기 제1 스위칭 소자(S1a)는 계속 오프이며, 상기 제1 공진 다이오드 소자는 계속 온인 상태에서, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 공진 인덕터 사이의 전압이, 출력 전압과 같아지는 경우, 상기 제1 다이오드가 턴 온되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터의 출력단에 접속되는 dc 단 커패시터;
    복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 dc 단 커패시터에 저장된 전압을 이용하여, 교류 전원을 출력하는 인버터; 및
    상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  10. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축된 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 열교환기; 및
    상기 압축기 내의 모터를 구동하기 위한 압축기 모터 구동 장치;를 포함하고,
    상기 압축기 모터 구동 장치는,
    입력 교류 전원을 정류하는 정류부;
    상기 정류부로부터 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;를 구비하고,
    상기 컨버터는,
    제1 컨버터와 제2 컨버터가 인터리브로 동작하는 인터리브 컨버터를 구비하며,
    상기 인터리브 컨버터 중 상기 제1 컨버터는,
    제1 부스트 컨버터와, 상기 제1 부스트 컨버터에 접속되어 공진을 수행하는 수동 소자를 포함하는 제1 공진부를 구비하고,
    상기 제1 부스트 컨버터는,
    제1 인덕터, 상기 제1 인덕터에 접속되는 제1 다이오드 소자, 및 상기 제1 인덕터와 상기 제1 다이오드 소자 사이에 접속되는 제1 스위칭 소자를 구비하며,
    상기 제1 공진부는,
    상기 정류부의 양단 사이에, 서로 직렬 접속되는, 제1 공진 다이오드 소자, 제2 공진 다이오드 소자, 제1 공진 인덕터와,
    상기 제1 부스트 컨버터 내의 상기 제1 인덕터와 상기 제1 스위칭 소자 사이에 접속되는 제2 공진 인덕터와,
    상기 제1 및 제2 공진 다이오드 소자 사이와, 상기 제2 공진 인덕터 및 상기 제1 스위칭 소자 사이에, 접속되는 제1 공진 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 컨버터 내의 상기 제1 공진 다이오드 소자가 오프된 상태에서, 상기 제2 공진 다이오드 소자와 상기 제1 스위칭 소자가 턴 온되는 경우, 상기 제1 공진 인덕터에 흐르는 전류와, 상기 제2 공진 인덕터에 흐르는 전류에 기초하여, 상기 제1 스위칭 소자는 영전압 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 공진 다이오드 소자는 계속 오프이고, 상기 제2 공진 다이오드 소자와 상기 제1 스위칭 소자가 계속 온인 상태에서, 상기 제1 인덕터에 흐르는 전류와 상기 제1 공진 인덕터에 흐르는 전류가 동일해지는 경우, 상기 제1 다이오드가 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 공진 다이오드 소자가 오프된 상태에서, 상기 제1 공진 다이오드 소자가 턴 온되고, 상기 제1 스위칭 소자가 턴 오프되는 경우, 상기 제1 스위칭 소자의 양단 전압은, 서서히 증가하게 되며, 상기 제1 스위칭 소자는 턴 오프시, 영전류 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 공진 다이오드 소자와 상기 제1 스위칭 소자(S1a)는 계속 오프이며, 상기 제1 공진 다이오드 소자는 계속 온인 상태에서, 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 공진 인덕터 사이의 전압이, 출력 전압과 같아지는 경우, 상기 제1 다이오드가 턴 온되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.


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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2976654B1 (fr) * 2011-06-15 2013-07-12 Voltalis Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation a gestion d'alimentation ciblee.
KR102422899B1 (ko) * 2015-06-26 2022-07-19 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
US10148212B2 (en) 2017-01-06 2018-12-04 Thermo King Corporation DC to DC converter sourcing variable DC link voltage
US10985614B2 (en) * 2017-09-17 2021-04-20 Hengchun Mao Modular and efficient wireless power transfer systems
US11820933B2 (en) 2017-12-18 2023-11-21 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration cycle apparatus
CN111511874A (zh) * 2017-12-18 2020-08-07 大金工业株式会社 制冷循环装置
US11906207B2 (en) 2017-12-18 2024-02-20 Daikin Industries, Ltd. Refrigeration apparatus
CN108390567B (zh) * 2018-04-04 2020-07-17 广州金升阳科技有限公司 一种零电压开关Boost电路及其控制方法
CN108471232B (zh) * 2018-04-24 2019-10-08 上海推拓科技有限公司 双整流桥式单级功率因素校正电源电路
CN108512431B (zh) * 2018-04-24 2019-08-27 上海推拓科技有限公司 双整流交错式全桥单级功率因素校正电源电路及控制方法
TWI767851B (zh) * 2021-10-08 2022-06-11 亞源科技股份有限公司 具有被動式無損失緩衝器之多相式升壓轉換裝置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013178004A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Fujitsu General Ltd 空気調和機

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283727A (en) * 1992-09-16 1994-02-01 General Electric Company Independent control of the AC line current and output DC voltage of a high power factor AC-to-DC converter
JPH08196077A (ja) * 1994-11-18 1996-07-30 Toshiba Corp 電力変換装置及びこれを利用した空気調和装置
JP2004364491A (ja) * 2003-05-09 2004-12-24 Sanyo Electric Co Ltd 電源システム及び空気調和装置
US8184456B1 (en) * 2008-08-26 2012-05-22 International Rectifier Corporation Adaptive power converter and related circuitry
ES2526399T3 (es) * 2008-09-01 2015-01-12 Mitsubishi Electric Corporation Circuito convertidor y aparato de control de accionamiento de motor equipado con un circuito convertidor, acondicionador de aire, refrigerador, y cocina de calentamiento por inducción

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013178004A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Fujitsu General Ltd 空気調和機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Carlos Marcelo et al., A ZCT Auxiliary Commutation Circuit for Interleaved Boost converters Operating in Critical Conduction Mode, IEEE Trans. on Power Electronics 2002,vo.17.no.6,pp.954-962.(2002.11)*

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