KR102198956B1 - 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로 - Google Patents

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Abstract

전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로는, 입력 교류 전압을 정류하는 컨버터, 상기 컨버터에 연결되고, 상기 정류된 전압을 근거로 직류 링크 전압을 충전하는 직류 링크 캐패시터, 상기 직류 링크 전압에 기초하여 과전압 감지 신호를 출력하는 과전압 감지 신호 생성부, 상기 직류 링크 전압을 구동 전압으로 변환하여 압축기에 공급하는 인버터, 인버터 제어 신호를 출력하는 마이컴, 및, 상기 인버터 제어 신호에 기초하여 상기 인버터 내 스위치 소자에 게이트 구동 신호를 출력하고, 상기 과전압 감지 신호에 기초하여 상기 게이트 구동 신호의 출력을 중단하는 게이트 구동부를 포함한다.

Description

전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로 {PROTECTION CIRCUIT OF SWITCHS OF POWER CONVERTING APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은, 과전압 발생시 직류 링크 전압을 감지하여 게이트 구동부를 하드웨어적으로 셧다운 시킴으로써 전력 스위치 소자의 소손을 방지할 수 있는 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치로서 냉동기기, 예를 들어 냉장고나 공기조화기 등의 일부분으로 사용된다.
공기 조화기는 압축기로 냉매를 압축시킨 후 압축된 냉매가 기화하면서 발생되는 열 교환을 통하여 공기를 냉각하는 장치이다.
공기조화기는 압축기, 팬 등에 전동기를 사용하며, 이를 구동하기 위하여 입력전원으로부터 제공된 교류전압을 직류전압으로 변환하고, 변환된 직류전압을 구동 전압으로 다시 변환하여 부하에 공급한다.
한편 입력 전원을 압축기에 전달하는 전력 변환 장치는 다수의 전력 스위칭 소자를 포함한다.
예를 들어 컨버터는 스위치를 구비하고, 마이컴에서 출력하는 컨버터 제어 신호에 기초하여 스위치의 동작에 따라 입력 전원에 대한 정류나 승압을 수행할 수 있다.
또 다른 예를 들어 인버터는 다수의 스위치를 구비하고, 마이컴에서 출력하는 인버터 제어 신호에 기초한 스위치의 동작에 따라 직류 전압을 구동 전압으로 변환할 수 있다.
한편, 이러한 컨버터나 인버터에서는 과전압으로 인한 스위치 소자의 소손이 자주 발생된다.
그리고 기존의 스위치 소자 소손 방지 방식은, 직류 링크 전압을 센싱하여 마이컴으로 출력하면, 마이컴에서는 직류 링크 전압의 크기에 기초하여 과전압을 판단한 후, 스위치 제어 신호인 PWM 신호를 차단하는 것이었다. 과전압이 결정됨에 따라 스위치의 동작을 변경하는 방식에 대해서는 대한민국 특허공개공보 KR20050078794A에서 기재하고 있다.
다만 직류 링크 전압의 센싱, 마이컴의 과전압 판단, PWM 신호의 차단 및 PWM 신호의 차단에 따른 스위치 소자의 동작 정지까지의 과정을 거치는 동안 딜레이 타임(Delay Time)이 발생하게 된다.
그리고 이러한 딜레이 타임(Delay Time) 동안, 전력 변환 장치 내부의 스위치 소자나 기타 부품에 과전압이 인가되어 소손되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 과전압 발생시 직류 링크 전압을 감지하여 게이트 구동부를 하드웨어적으로 셧다운 시킴으로써 전력 스위치 소자의 소손을 방지할 수 있는 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 직류 링크 캐패시터와 게이트 구동부를 분리함으로써 게이트 구동부를 보호하고 오동작을 방지할 수 있는 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로는, 직류 링크 전압을 감지하여 과전압 감지 신호를 게이트 구동부의 Cin 단자에 출력하고, Cin 단자를 통하여 과전압 감지 신호가 수신되면 게이트 구동부는 셧다운 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로는, 비교기의 출력부가 베이스 단에 연결되는 트랜지스터를 포함하고, 트랜지스트가 동작함에 따라 과전압 감지 신호가 게이트 구동부에 인가된다.
본 발명은 과전압 발생시 전력 스위치 소자의 동작 중단 프로세스를 하드웨어 적으로 구성함으로써, 과전압 발생으로부터 전력 스위치 소자의 스위칭 동작 중단까지의 딜레이 타임을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 전력 스위치 소자의 소손을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
직류 링크 캐패시터는 전력 전달을 위한 것으로 높은 전압을 유지하게 된다. 또한 게이트 구동부는 신호 전달을 위한 것으로 상대적으로 낮은 전압에 의하여 동작하게 된다. 그리고 본 발명은 직류 링크 캐패시터에 연결되는 비교기와 게이트 구동부의 직접적인 연결을 차단함으로써, 과전압으로부터 게이트 구동부를 보호할 수 있다. 또한 과전압 감지 신호 출력부(359)를 구성함으로써, 노이즈에 의한 신호가 Cin 단자로 입력됨에 따른 오동작을 방지하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 종래의 스위치 소손 방지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 방지 장치의 스위치 소손 방지 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 방지 장치의 스위치 소손 방지 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 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.
본 명세서에 개시되는 전원 유지 회로는 공기 조화기에 적용될 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 본 명세서에 개시되는 전원 유지 회로는 냉장고 등 냉매를 압축하기 위한 압축기를 포함하는 모든 기기에 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 실내기(10), 상기 실내기(10)에 연결되는 적어도 하나의 실외기(20), 실내기(10)와 연결되는 리모컨(미도시), 그리고 실내기(10) 및 실외기(20)를 제어하는 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.
제어기(미도시)는 실내기(10) 및 실외기(20)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어할 수 있다. 이때, 제어기(미도시)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어 등을 수행할 수 있다. 제어기(미도시)는 실내기(10) 또는 실외기(20)에 포함되는 구조일 수 있다.
공기조화기(100)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기, 덕트형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 스탠드형 공기조화기를 예로 설명한다.
실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브를 포함할 수 있다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.
실외기(20)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(10)로 냉매를 공급한다. 실외기(20)는 제어기(미도시) 또는 실내기(10)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기(10)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기(20)에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다.
실내기(10)는 실외기(20)에 연결되어, 냉매를 공급받아 공조 대상으로 냉온 또는 열온의 공기를 토출한다. 실내기(10)는 실내 열교환기와, 실내기팬, 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브, 다수의 센서를 포함할 수 있다.
실외기 및 실내기는 제어기(미도시)와 별도의 통신선으로 연결되어 제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
리모컨(미도시)은 실내기(10)에 연결되어, 실내기(10)로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기(10)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때, 리모컨(미도시)은 실내기(10)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신한다. 이를 위해, 리모컨(미도시)은 데이터를 송신 또는 수신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 리모컨(미도시)을 통해 목표 온도를 입력할 수 있다. 이경우, 리모컨(미도시)은 목표 온도에 대한 사용자 입력을 수신하고, 제어기(미도시)로 전송한다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(10)와 실외기(20)로 구분된다.
실외기(20)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.
또한 실외기(20)는, 후술하는 전원 유지 회로를 포함할 수 있다.
실내기(10)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.
실내측 열교환기(108)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(10)와 실외기(20)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 종래의 스위치 소손 방지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
입력 전원을 압축기에 전달하는 전력 변환 장치는 컨버터(310), 직류 링크 캐패시터(320), 인버터(330), 제1 게이트 구동부(335), 제2 게이트 구동부(315) 등을 포함할 수 있다.
컨버터(310)는 하나 이상의 스위치 소자를 포함하며, 상기 스위치 소자는 마이컴(340)에서 출력되는 컨버터 제어 신호에 따라 온/오프되며 직류 링크 캐패시터(320)를 충전시킨다.
구체적으로 마이컴(340)은 PWM 신호를 출력할 수 있으며, 제2 게이트 구동부(315)는 마이컴(340)에서 출력된 PWM 신호에 대응하는 게이트 구동 신호를 컨버터(310) 내 스위치 소자에 출력할 수 있다.
또한 인버터(330)는 복수의 스위치 소자를 포함하며, 상기 스위치 소자는 마이컴(340)에서 출력되는 인버터 제어 신호에 따라 온/오프되며 직류 링크 캐패시터(320)에 충전된 직류 링크 전압을 압축기(420)로 전달한다.
구체적으로 마이컴(340)은 PWM 신호를 출력할 수 있으며, 제1 게이트 구동부(335)는 마이컴(340)에서 출력된 PWM 신호에 대응하는 게이트 구동 신호를 인버터(330) 내 스위치 소자에 출력할 수 있다.
한편 직류 링크 캐패시터(320)는 컨버터(310)나 인버터(330)와 연결된다. 따라서 직류 링크 캐패시터(320)의 직류 링크 전압(Vc)은 컨버터(310) 내부의 스위치 소자나 인버터(330) 내부의 스위치 소자의 양단에 걸릴 수 있다.
따라서 스위치 소자의 소손을 방지하기 위하여, 직류 링크 전압을 고려하여 그에 맞는 용량의 스위치 소자를 선정하게 된다.
한편 오동작에 의하여 직류 링크 전압이 높아지는 경우가 스위치 소자의 내압을 초과하는 경우가 발생할 수 있으며, 이는 스위치 소자의 소손으로 이어진다.
따라서 이를 방지하기 위하여, 직류 링크 전압을 센싱하고, 과전압이 발견되면 마이컴이 인버터 제어신호나 컨버터 제어 신호의 출력을 중단하여 스위치 소자의 동작을 중단시키는 방식이 사용되고 있다.
다만 이는 소프트웨어 적인 스위치 소자 보호 방식으로, 직류 링크 전압의 센싱, 마이컴의 과전압 판단을 위한 연산, PWM 신호의 차단 및 PWM 신호의 차단에 따른 스위치 소자의 동작 정지까지의 과정을 거치는 동안 딜레이 타임(Delay Time)이 발생하게 된다.
이러한 딜레이 타임(Delay Time)은 주로 마이컴의 과전압 판단을 위한 연산 과정에서 발생한다.
그리고 딜레이 타임(Delay Time) 동안, 직류 링크 전압이 급상승 하게 되면 컨버터나 인버터의 스위치 소자나 기타 부품에 과전압이 인가되어 소손되는 문제점이 있었다.
따라서 딜레이 타임(Delay Time)을 최대한 줄이면서 스위시 소자를 오프 시키는게 필요하다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 방지 장치의 스위치 소손 방지 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 방지 장치의 스위치 소손 방지 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4 내지 도 5에 따르면, 전력 변환 장치(300)는, 컨버터(310), DC 링크 캐패시터(320), 인버터(330), 게이트 구동부(335), 마이컴(340) 및 과전압 감지 신호 생성부(350)를 포함할 수 있다.
컨버터(310)는 전원 입력부에 연결되어 입력 교류 전원을 직류 전원으로 정류할 수 있다. 여기서 전원 입력부(미도시)는 전원 회로로 구성될 수 있으며, 외부로부터 AC 전원을 전달받아 공기 조화기에 공급할 수 있다.
컨버터(310)는 일반적으로 복수의 다이오드, 일반적으로 4개의 다이오드로 구성된 다이오드 브리지를 구비하여, 다이오드들에 의해 교류 전원의 교류 전압을 전파 정류하고, 직류 전압으로 변환할 수 있다.
직류 링크 캐패시터(320)는 컨버터(310)의 후단에 병렬 연결되고, 컨버터(310)에서 정류된 전압을 근거로 DC 링크 전압을 충전하고, 충전된 DC 링크 전압을 인버터(540)에 인가할 수 있다.
또한 직류 링크 캐패시터는 인버터(330) 내의 스위칭 소자들이 스위칭하는 동안, 스위칭 주파수에 대응하여 발생하는 리플 전압(전압 변동)을 평활화할 수 있다.
또한 직류 링크 캐패시터는, 컨버터(310)에 따라 정류하는 전압, 즉 전원 전압에 따라 변동하는 전압을 평활화할 수 있다.
인버터(330)는 직류 링크 전압을 변환하여 압축기(420)에 구동전압을 공급할 수 있다.
구체적으로 인버터(330)는 압축기(420)의 전단에 구비되고, 게이트 구동 신호를 근거로 인버터(330) 내부의 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)를 스위칭 하여 직류 링크 전압을 구동 전압으로 변환할 수 있다.
인버터(330) 내부의 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)는, 전력용 스위치 소자로써, 예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT), MOSFET 등일 수 있다.
압축기(420)는 구동 전압을 전달받아 냉매를 압축할 수 있다.
마이컴(340)는 압축기 제어 장치(500) 및 공기 조화기의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한 마이컴(340)은, 인버터 제어신호를 출력할 수 있다. 여기서 인버터 제어 신호는 인버터(330) 내부의 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6) 들의 스위치의 온/오프 및 스위칭 타이밍을 조절하기 위한 PWM 신호일 수 있다.
용어 게이트 구동부는, 용어 게이트 드라이브(gate drive)와 혼용되어 사용될 수 있다.
게이트 구동부(335)는 인버터 제어 신호에 기초하여 인버터 내 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 게이트 구동 신호를 출력할 수 있다.
구체적으로 게이트 구동부(335)는 마이컴(340)에서 출력된 인버터 제어 신호를 변환하여 인버터(330) 내부의 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 공급할 수 있다.
더욱 구체적으로 게이트 구동부(335)는 마이컴(340)에서 출력된 PWM 신호의 펄스폭 듀티에 대응하는 게이트 구동 신호를 인버터(330) 내부의 스위치 소자에 출력할 수 있다.
한편 도 4에서는 게이트 구동부(335)를 인버터(330)와 독립적으로 도시하였으나 이에 한정되지 아니하며, 도 5에서 도시하는 바와 같이 게이트 구동부(335)는 인버터(330)에 포함될 수 있다.
한편 게이트 구동부(335)는 게이트 구동 신호의 출력을 중단할 수 있다.
구체적으로 게이트 구동부(335)는 Cin 단자를 포함할 수 있다.
여기서 Cin 단자는 일반적으로 과전류를 감지하여 부품 내부의 셧 다운(shut down) 기능을 하는 핀(Pin)이다. 그리고 Cin 단자에 신호가 입력되는 경우, 예를 들어 Cin 단자에 일정 값 이상의 전압이 인가되는 경우 게이트 구동부(335)는 셧 다운(shut down) 될 수 있다.
현재 제조되는 대부분의 게이트 드라이브 제품은 Cin 단자를 구비하고 있으며, 일반적으로 스위치 소자에 과전류가 흐르는 것이 감지되면 신호가 Cin 단자로 입력되도록 구성되어 있다.
한편 Cin 단자에 신호가 수신되면 마이컴에서 출력된 PWM 신호가 인버터(330)로 전달되는 것이 차단될 수 있다. 즉 Cin 단자에 신호가 수신되면 게이트 구동부(335)가 셧 다운(shut down) 됨으로써, 게이트 구동 신호의 출력이 중단될 수 있다.
한편 게이트 구동부(335)의 Cin 단자는 셧 다운 신호 생성부(350)와 연결될 수 있다. 즉 게이트 구동부(335)의 Cin 단자에는, 과전류 감지를 위한 회로와 셧 다운 신호 생성부(350)가 병렬로 연결될 수 있다.
이에 따라 Cin 단자에는 과전압 감지 신호와 과전류 감지 신호가 수신될 수 있으며, 과전압 감지 신호 또는 과전류 감지 신호가 수신되는 경우 게이트 구동부(335)는 셧 다운(shut down)될 수 있다.
여기서 과전류 감지 신호나 과전압 감지 신호는 게이트 구동부(335)에서 감지가 가능한 일정 크기 이상의 전압일 수 있다.
그리고 게이트 구동부(335)는 과전압 감지 신호에 기초하여 상기 게이트 구동 신호의 출력을 중단할 수 있다.
구체적으로 Cin 단자를 통하여 과전압 감지 신호가 수신되면, 게이트 구동부(335)는 게이트 구동부(335) 내부를 셧 다운(shut down)할 수 있다.
과전압 감지 신호 생성부(350)는 직류 링크 캐패시터(320) 및 게이트 구동부(335)와 연결되고, 직류 링크 전압(Vc)에 기초하여 과전압 감지 신호를 출력할 수 있다.
구체적으로 과전압 감지 신호 생성부(350)는 직류 링크 전압(Vc)을 감지하는 전압 감지부(353), 직류 링크 전압(Vc)이 기 설정된 값 보다 크면 제1 신호를 출력하는 과전압 판단부(356) 및 제1 신호가 수신되면 과전압 감지 신호를 출력하는 과전압 감지 신호 출력부(359)를 포함할 수 있다.
전압 감지부(353)는 복수의 저항(R1, R2)를 포함할 수 있으며, 전압 감지부(353)는 직류 링크 캐패시터(320)에 병렬 연결되고, 복수의 저항(R1, R2)은 서로 직렬 연결될 수 있다.
복수의 저항(R1, R2)은 직류 링크 전압(Vc)을 전압 분배 법칙에 의해 분배할 수 있다. 그리고 전압 감지부(353)는 직류 링크 전압(Vc)의 크기를 나타내는 신호, 즉 분배된 전압(V1)을 비교기(357)의 입력단에 출력할 수 있다.
과전압 판단부(356)는 비교기(357)를 포함할 수 있다.
여기서 비교기(357)는 전압 감지부(353)에서 출력되는 신호를 수신하는 제1 입력부 및 기준 신호를 수신하는 제2 입력부를 포함할 수 있다.
비교기는 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 따라 제1 신호 또는 제2 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 과전압 판단부(356)는 제1 입력 전압(V3)과 복수의 저항(R3, R4)를 포함할 수 있으며, 복수의 저항(R3, R4)은 서로 직렬 연결 될 수 있다.
복수의 저항(R3, R4)은 제1 입력 전압(V3)을 전압 분배 법칙에 의해 분배할 수 있다. 그리고 기준 신호, 즉 분배된 전압(V2)이 비교기의 입력단에 입력될 수 있다.
한편 과전압 판단부(356)는 과전압의 감지가 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 직류 링크 캐패시터(320)에 과전압이 발생하는 경우, 전압 감지부(353)에서 출력되는 신호의 크기(V1)가 기준 전압의 크기(V2)보다 크도록 제1 입력 전압(V3)과 복수의 저항(R3, R4)이 구성될 수 있다.
또한 직류 링크 캐패시터(320)에 과전압이 발생하지 않는 정상 상태인 경우, 전압 감지부(353)에서 출력되는 신호의 크기(V1)가 기준 전압의 크기(V2)보다 작도록 제1 입력 전압(V3)과 복수의 저항(R3, R4)이 구성될 수 있다.
비교기(357)는 전압 감지부(353)에서 출력된 신호의 크기가 기준 신호의 크기보다 크면 출력부를 통하여 제1 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어 비교기(357)는 5V의 하이 신호를 출력할 수 있다.
또한 비교기(357)는 전압 감지부(353)에서 출력된 신호의 크기가 기준 신호의 크기보다 작으면 출력부를 통하여 제2 신호를 출력할 수 있다.
여기서 제2 신호를 출력한다는 의미는, 과전압 감지 신호 출력부(359)에 포함된 스위치(Tr)의 동작 전압보다 낮은 크기의 전압을 출력하거나 전압을 출력하지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어 비교기(357)는 0V의 로우 신호를 출력할 수 있다.
과전압 감지 신호 출력부(359)는 저항 및 스위치(Tr)를 포함할 수 있다.
그리고 제1 신호는 스위치(Tr)의 동작 전압일 수 있다. 구체적으로 스위치(Tr)는 트랜지스터로 구성되며, 비교기(357)의 출력부는 트랜지스터의 베이스 단에 연결될 수 있다. 그리고 제1 신호가 출력됨에 따라 전압(VO)이 인가되면 트랜지스터가 온 되어 이미터 단과 컬렉터 단 사이에는 전류가 흐를 수 있다.
한편 스위치(Tr)는 제2 입력 전압(V5) 및 저항(R5)와 직렬 연결 될 수 있다.
여기서 제2 입력 전압(V5)은 과전압 감지 신호의 생성원으로써, 게이트 구동부(335)에 전압을 Cin 단자에 인가하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로 트랜지스터의 콜렉터는 제2 입력 전압(V5)에, 트랜지스터의 이미터는 게이트 구동부(335)의 Cin 단자에 연결될 수 있다.
그리고 제1 신호가 트랜지스터의 베이스 단에 인가되면, 스위치(Tr)가 온(on)되고, 제2 입력 전압(V5)에 생성된 과전압 감지 신호(D)가 게이트 구동부(335)의 Cin 단자로 출력될 수 있다. 즉 제2 입력 전압(V5)에 의하여 Cin 단자에 전압이 인가될 수 있다.
저항(R5)은 제2 입력 전압(V5)에 의한 전류를 제한하여 스위치(Tr)를 보호할 수 있다.
이하에서는, 직류 링크 캐패시터(320)의 직류 링크 전압(Vc)이 정상 전압인 경우의 동작과 직류 링크 캐패시터(320)의 직류 링크 전압(Vc)이 과전압인 경우의 동작을 나눠서 서명한다.
먼저 직류 링크 캐패시터(320)의 직류 링크 전압(Vc)이 정상 전압인 경우의 동작을 설명한다.
마이컴(340)은 인버터(330) 내 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6) 제어를 위한 PWM 신호를 출력하고 있으며, 게이트 구동부(335)는 PWM 신호에 대응하는 게이트 구동신호를 인버터(330) 내 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 출력하고 있다.
한편 직류 링크 전압(Vc)은 전압 감지부(353)에 의해 감지되고 있으며, 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 비례하는 전압(V1)이 비교기(357)의 제1 입력부로 인가되고 있다.
또한 기준 전압(V2)은 비교기(357)의 제2 입력부로 인가되고 있다.
한편 직류 링크 전압(Vc)이 정상 전압인 경우에는 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 비례하는 전압(V1)이 기준 전압(V2)보다 작도록 설계되어 있기 때문에, 비교기(357)는 로우 신호를 출력할 수 있다.
이에 따라 스위치(Tr)는 오프(off)되며, 게이트 구동부(335)의 Cin 단자에는 전압이 인가되지 않을 수 있다.
이에 따라 게이트 구동부(335)는 정상 동작을 계속 수행하여, PWM 신호에 대응하는 게이트 구동신호를 인버터(330) 내 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 출력할 수 있다.
다음은 직류 링크 캐패시터(320)의 직류 링크 전압(Vc)이 과전압인 경우의 동작을 설명한다.
마이컴(340)은 인버터(330) 내 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6) 제어를 위한 PWM 신호를 출력하고 있으며, 게이트 구동부(335)는 PWM 신호에 대응하는 게이트 구동신호를 인버터(330) 내 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)에 출력하고 있다.
한편 직류 링크 전압(Vc)은 전압 감지부(353)에 의해 감지되고 있으며, 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 비례하는 전압(V1)이 비교기(357)의 제1 입력부로 인가되고 있다.
또한 기준 전압(V2)은 비교기(357)의 제2 입력부로 인가되고 있다.
한편 직류 링크 전압(Vc)이 과전압인 경우에는 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 비례하는 전압(V1)이 기준 전압(V2)보다 크도록 설계되어 있기 때문에, 비교기(357)는 하이 신호를 출력하고 이에 따라 동작 전압이 스위치(Tr)에 인가될 수 있다.
이에 따라 스위치(Tr)는 온(on)되어 제2 입력 전압(V5)과 Cin 단자의 전류 패스가 형성되고, 이에 따라 게이트 구동부(335)의 Cin 단자에는 전압이 인가될 수 있다.
이 경우 게이트 구동부(335)는 게이트 구동부(335)의 동작을 셧 다운 할 수 있다.
그리고 게이트 구동부(335)가 셧 다운됨에 따라, 게이트 구동부(335)는 PWM 신호가 수신됨에도 불구하고 게이트 구동 신호의 출력을 중단할 수 있다.
게이트 구동 신호의 출력이 중단되면, 인버터(330) 내 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)의 스위칭 동작이 중단된다. 이에 따라 과전압으로부터 스위치 소자(S1, S2, S3, S4, S5, S6)의 소손을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 과전압 발생시 전력 스위치 소자의 동작 중단 프로세스를 하드웨어 적으로 구성함으로써, 과전압 발생으로부터 전력 스위치 소자의 스위칭 동작 중단까지의 딜레이 타임을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 전력 스위치 소자의 소손을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
특히 직류 링크 캐패시터의 용량이 작은 경우에는, 예를 들어 Cap-less 제품인 경우, 직류 링크 전압의 변동폭이 크기 때문에 종래의 소프트웨어 적인 제어 방식으로는 적절한 대응이 어려운 문제가 있었다. 다만 본 발명은 마이컴에서의 연산 과정 없이도 과전압에 대한 대응이 가능하기 때문에, 딜레이 타임을 최소화 하여 전력 스위치 소자의 소손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편 본 발명은 비교기(357)의 출력부를 Cin 단자와 바로 연결하지 않고, 중간에 과전압 감지 신호 출력부(359)를 두었다. 그리고 비교기(357)의 하이신호가 바로 Cin 단자에 입력되는 것이 아니라, 과전압 감지 신호 출력부(359)의 트랜지스터를 구동시키는 것으로 구성하였다.
직류 링크 캐패시터는 전력 전달을 위한 것으로 높은 전압을 유지하게 된다. 또한 게이트 구동부(335)는 신호 전달을 위한 것으로 상대적으로 낮은 전압에 의하여 동작하게 된다. 그리고 본 발명은 직류 링크 캐패시터에 연결되는 비교기와 게이트 구동부(335)의 직접적인 연결을 차단함으로써, 과전압의 유출로부터 게이트 구동부(335)를 보호할 수 있다.
또한 과전압 감지 신호 출력부(359)를 구성함으로써, 노이즈에 의한 신호가 Cin 단자로 입력됨에 따른 오동작을 방지하는 장점이 있다.
한편 도 4 내지 도 5에서는 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 통하여 인버터 내 스위치 소자를 보호하는 것으로 설명하였다.
그리고 도 6 내지 도 7에서는 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 통하여 컨버터 내 스위치 소자를 보호하는 방법을 설명한다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 도시한 도면이다.
컨버터 내 스위치 소자를 보호하는 방법에도 도 1 내지 도 5의 설명이 모두 적용될 수 있으며, 이하에서는 다른 점만 설명하도록 한다.
컨버터(310)는, 다이오드만을 이용해서 정류만을 수행하는 패시브 방식이 아니라, 전력 스위칭 소자, 인덕터/캐패시터 등의 에너지 저장 소자 또는 외부 전원을 이용하여 정류 또는 역률 개선을 수행하는 컨버터일 수 있다.
예를 들어 컨버터(310)는 PFC(Power Factor Correction) 컨버터나 인터리브드 PFC(Interleaved Power Factor Correction) 컨버터일 수 있다.
도 7에서는 그 예시로써 PFC 컨버터를 도시하였다.
컨버터(310)는 제2 게이트 구동 신호를 근거로 컨버터(310) 내부의 스위치 소자(S7)를 스위칭 하여 역률을 개선할 수 있다.
컨버터(310) 내부의 스위치 소자(S7)는, 전력용 스위치 소자로써, 예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT), MOSFET 등일 수 있다.
또한 마이컴(340)은, 컨버터 제어신호를 출력할 수 있다. 여기서 컨버터 제어 신호는 컨버터(310) 내부의 스위치 소자(S7)의 스위치의 온/오프 및 스위칭 타이밍을 조절하기 위한 PWM 신호일 수 있다.
제2 게이트 구동부(315)는 컨버터 제어 신호에 기초하여 컨버터 내 스위치 소자(S7)에 제2 게이트 구동 신호를 출력할 수 있다.
구체적으로 제2 게이트 구동부(315)는 마이컴(340)에서 출력된 컨버터 제어 신호를 변환하여 컨버터(310) 내부의 스위치 소자(S7)에 공급할 수 있다.
더욱 구체적으로 제2 게이트 구동부(315)는 마이컴(340)에서 출력된 PWM 신호의 펄스폭 듀티에 대응하는 게이트 구동 신호를 컨버터(310) 내부의 스위치 소자에 출력할 수 있다.
한편 도 6에서는 제2 게이트 구동부(315)를 컨버터(310)와 독립적으로 도시하였으나 이에 한정되지 아니하며, 도 7에서 도시하는 바와 같이 제2 게이트 구동부(315)는 컨버터(310)에 포함될 수 있다.
한편 제2 게이트 구동부(315)는 Cin 단자를 포함하고 게이트 구동 신호의 출력을 중단할 수 있다. 제2 게이트 구동부(315)에는 앞선 게이트 구동부(335)에 대한 설명이 모두 적용될 수 있다.
여기서 제2 입력 전압(V5)은 과전압 감지 신호의 생성원으로써, 제2 게이트 구동부(315)의 Cin 단자에 전압을 인가하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로 트랜지스터의 콜렉터는 제2 입력 전압(V5)에, 트랜지스터의 이미터는 제2 게이트 구동부(315)의 Cin 단자에 연결될 수 있다.
그리고 제1 신호가 트랜지스터의 베이스 단에 인가되면 스위치(Tr)가 온(on)되고 제2 입력 전압(V5)에 생성된 과전압 감지 신호(D)가 제2 게이트 구동부(315)의 Cin 단자로 출력될 수 있다. 즉 제2 입력 전압(V5)에 의하여 제2 게이트 구동부(315)의 Cin 단자에 전압이 인가될 수 있다.
직류 링크 캐패시터(320)의 직류 링크 전압(Vc)이 정상 전압인 경우의 동작을 설명한다.
마이컴(340)은 컨버터(310) 내 스위치 소자(S7)의 제어를 위한 PWM 신호를 출력하고 있으며, 제2 게이트 구동부(315)는 PWM 신호에 대응하는 게이트 구동신호를 컨버터(310) 내 스위치 소자(S7)에 출력하고 있다.
한편 직류 링크 전압(Vc)은 전압 감지부(353)에 의해 감지되고 있으며, 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 비례하는 전압(V1)이 비교기(357)의 제1 입력부로 인가되고 있다.
또한 기준 전압(V2)은 비교기(357)의 제2 입력부로 인가되고 있다.
한편 직류 링크 전압(Vc)이 정상 전압인 경우에는 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 비례하는 전압(V1)이 기준 전압(V2)보다 작도록 설계되어 있기 때문에, 비교기(357)는 로우 신호를 출력할 수 있다.
이에 따라 스위치(Tr)는 오프(off)되며, 제2 게이트 구동부(315)의 Cin 단자에는 전압이 인가되지 않을 수 있다.
이에 따라 제2 게이트 구동부(315)는 정상 동작을 계속 수행하여, PWM 신호에 대응하는 게이트 구동신호를 컨버터(310) 내 스위치 소자(S7)에 출력할 수 있다.
다음은 직류 링크 캐패시터(320)의 직류 링크 전압(Vc)이 과전압인 경우의 동작을 설명한다.
직류 링크 전압(Vc)이 과전압인 경우에는 직류 링크 전압(Vc)의 크기에 비례하는 전압(V1)이 기준 전압(V2)보다 크도록 설계되어 있기 때문에, 비교기(357)는 하이 신호를 출력하고 이에 따라 동작 전압이 스위치(Tr)에 인가될 수 있다.
이에 따라 스위치(Tr)는 온(on)되어 제2 입력 전압(V5)과 제2 게이트 구동부(315)의 Cin 단자의 전류 패스가 형성되고, 이에 따라 제2 게이트 구동부(315)의 Cin 단자에는 전압이 인가될 수 있다.
이 경우 제2 게이트 구동부(315)는 제2 게이트 구동부(315)의 동작을 셧 다운 할 수 있다.
그리고 제2 게이트 구동부(315)가 셧 다운됨에 따라, 제2 게이트 구동부(315)는 PWM 신호가 수신됨에도 불구하고 게이트 구동 신호의 출력을 중단할 수 있다.
게이트 구동 신호의 출력이 중단되면, 컨버터(310) 내 스위치 소자(S7)의 스위칭 동작이 중단된다. 이에 따라 과전압으로부터 스위치 소자(S7)의 소손을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 인버터뿐만 아니라 컨버터 내의 전력 스위치 소자를 보호할 수 있는 장점이 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9에서는, 컨버터(310) 및 인버터(330)가 각각 전력 스위치 소자 및 게이트 구동부를 구비하는 경우를 도시하였다.
본 실시 예에는 도 1 내지 도 9에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다.
또한 과전압 감지 신호 생성부(350)의 출력단에는, 게이트 구동부(330)의 Cin 단자와 제2 게이트 구동부(330)의 Cin 단자가 병렬로 연결될 수 있다.
이에 따라 직류 링크 캐패시터(320)에 과전압이 발생하는 경우, 게이트 구동부(330) 및 제2 게이트 구동부(330)가 모두 셧다운 되며, 이에 따라 컨버터(310) 및 인버터(330) 내 전력 스위치 소자들은 동작을 중단할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른, 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법은, 직류 링크 캐패시터가, 컨버터에서 정류된 전압을 근거로 직류 링크 전압을 충전하는 단계(S1010), 게이트 구동부가, 인버터 제어 신호에 기초하여 게이트 구동 신호를 출력하는 단계(S1020), 인버터가, 게이트 구동 신호에 기초하여 직류 링크 전압을 구동 전압으로 변환하여 압축기에 공급하는 단계(S1030)를 포함할 수 있다.
또한 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법은, 직류 링크 전압에 기초하여 과전압 감지 신호를 출력하는 단계(S1040)를 포함할 수 있다.
구체적으로 직류 링크 전압에 기초하여 과전압 감지 신호를 출력하는 단계(S1040)는, 직류 링크 전압을 감지하는 단계, 직류 링크 전압이 기 설정된 값 보다 크면 제1 신호를 출력하는 단계, 및, 제1 신호가 수신되면 과전압 감지 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서 제1 신호가 수신되면 과전압 감지를 출력하는 단계는, 제1 신호가 트랜지스터의 베이스 단에 인가되면, 과전압 감지 신호를 상기 게이트 구동부에 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법은, 게이트 구동부가, 과전압 감지 신호에 기초하여 인버터 내 스위치 소자에 게이트 구동신호의 출력을 중단하는 단계(S1050)를 포함할 수 있다.
이 경우 게이트 구동신호의 출력을 중단하는 단계는, Cin 단자를 통하여 과전압 감지 신호가 수신되면 게이트 구동부를 셧 다운(shut down)하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법은, 제2 게이트 구동부가, 컨버터 제어 신호에 기초하여 컨버터 내 스위칭 소자에 제2 게이트 구동 신호를 출력하는 단계, 및, 제2 게이트 구동부가, 과전압 감지 신호에 기초하여 컨버터 내 스위치 소자에 제2 게이트 구동신호의 출력을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
310: 컨버터 320: DC 링크 캐패시터
330: 인버터 335: 게이트 구동부
340: 마이컴 350: 과전압 감지 신호 생성부

Claims (11)

  1. 입력 교류 전압을 정류하는 컨버터;
    상기 컨버터에 연결되고, 상기 정류된 전압을 근거로 직류 링크 전압을 충전하는 직류 링크 캐패시터;
    상기 직류 링크 전압에 기초하여 과전압 감지 신호를 출력하는 과전압 감지 신호 생성부;
    상기 직류 링크 전압을 구동 전압으로 변환하여 압축기에 공급하는 인버터;
    인버터 제어 신호를 출력하는 마이컴; 및
    상기 인버터 제어 신호에 기초하여 상기 인버터 내 스위치 소자에 게이트 구동 신호를 출력하고, 상기 과전압 감지 신호를 수신하고, 상기 과전압 감지 신호가 수신되면 상기 게이트 구동 신호의 출력을 중단하는 게이트 구동부;를 포함하고,
    상기 게이트 구동부는, Cin 단자를 포함하고,
    상기 Cin 단자에는, 스위치 소자에 과전류가 흐르는 것을 감지하는 과전류 감지 회로와 상기 과전압 감지 신호 생성부가 병렬로 연결되고,
    상기 게이트 구동부는,
    상기 Cin 단자를 통하여 상기 과전압 감지 신호가 수신되거나 상기 과전류 감지 회로에 의해 생성된 과전류 감지 신호가 수신되면 셧 다운(shut down)되는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 과전압 감지 감지 신호 생성부는,
    상기 직류 링크 전압을 감지하는 전압 감지부;
    상기 직류 링크 전압이 기 설정된 값 보다 크면 제1 신호를 출력하는 과전압 판단부; 및
    상기 제1 신호가 수신되면 상기 과전압 감지 신호를 출력하는 과전압 감지 신호 출력부를 포함하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 과전압 판단부는,
    상기 전압 감지부에서 출력된 신호를 수신하는 제1 입력부, 기준 신호를 수신하는 제2 입력부 및 출력부를 포함하는 비교기를 포함하고,
    상기 비교기는,
    상기 전압 감지부에서 출력된 신호의 크기가 상기 기준 신호의 크기보다 크면 상기 출력부를 통하여 상기 제1 신호를 출력하고, 상기 전압 감지부에서 출력된 신호의 크기가 상기 기준 신호의 크기보다 작으면 상기 출력부를 통하여 제2 신호를 출력하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 과전압 감지 신호 출력부는,
    상기 출력부가 베이스 단에 연결되는 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1 신호가 상기 베이스 단에 인가되면 상기 과전압 감지 신호를 상기 게이트 구동부에 출력하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로.
  6. 제 1항에 있어서,
    컨버터 제어 신호에 기초하여 상기 컨버터 내 스위치 소자에 제2 게이트 구동 신호를 출력하고, 상기 과전압 감지 신호에 기초하여 상기 제2 게이트 구동 신호의 출력을 중단하는 제2 게이트 구동부를 더 포함하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로.
  7. 직류 링크 캐패시터가, 컨버터에서 정류된 전압을 근거로 직류 링크 전압을 충전하는 단계;
    게이트 구동부가, 인버터 제어 신호에 기초하여 게이트 구동 신호를 출력하는 단계;
    인버터가, 상기 게이트 구동 신호에 기초하여 상기 직류 링크 전압을 구동 전압으로 변환하여 압축기에 공급하는 단계;
    과전압 감지 신호 생성부가, 상기 직류 링크 전압에 기초하여 과전압 감지 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 게이트 구동부가, 상기 과전압 감지 신호를 수신하고, 상기 과전압 감지 신호가 수신되면 상기 인버터 내 스위치 소자에 상기 게이트 구동신호의 출력을 중단하는 단계;를 포함하고,
    상기 게이트 구동부는, Cin 단자를 포함하고,
    상기 Cin 단자에는, 스위치 소자에 과전류가 흐르는 것을 감지하는 과전류 감지 회로와 상기 과전압 감지 신호 생성부가 병렬로 연결되고,
    상기 게이트 구동 신호의 출력을 중단하는 단계는,
    상기 Cin 단자를 통하여 상기 과전압 감지 신호가 수신되거나 상기 과전류 감지 회로에 의해 생성된 과전류 감지 신호가 수신되면 상기 게이트 구동부를 셧 다운(shut down)하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 직류 링크 전압에 기초하여 과전압 감지 신호를 출력하는 단계는,
    상기 직류 링크 전압을 감지하는 단계;
    상기 직류 링크 전압이 기 설정된 값 보다 크면 제1 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제1 신호가 수신되면 상기 과전압 감지 신호를 출력하는 단계를 포함하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법.
  10. 제 9에 있어서,
    상기 제1 신호가 수신되면 상기 과전압 감지를 출력하는 단계는,
    상기 제1 신호가 트랜지스터의 베이스 단에 인가되면, 상기 과전압 감지 신호를 상기 게이트 구동부에 출력하는 단계를 포함하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    제2 게이트 구동부가, 컨버터 제어 신호에 기초하여 컨버터 내 스위칭 소자에 제2 게이트 구동 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제2 게이트 구동부가, 상기 과전압 감지 신호에 기초하여 상기 컨버터 내 스위치 소자에 상기 제2 게이트 구동신호의 출력을 중단하는 단계;를 더 포함하는
    전력 변환 장치의 스위치 소손 방지 회로의 동작 방법.
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