KR102349362B1

KR102349362B1 - 전력 변환 장치

Info

Publication number: KR102349362B1
Application number: KR1020170051095A
Authority: KR
Inventors: 임수현
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2022-01-11
Also published as: KR20180117928A

Abstract

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하에서 공급되는 전력이 전력 필터링부를 구성하는 커패시터에 유입되지 않도록 하는 전력 변환 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치는 병렬로 연결되어 하나의 PCS를 구성하는 단위 전력 변환 장치에 있어서, 직류 전압원으로부터 출력되는 직류 전압을 이용하여 교류 전력을 생성하고, 상기 생성된 교류 전력을 부하에 공급하는 전력 변환부 및 상기 전력 변환부와 상기 부하 사이에 연결되어, 상기 전력 변환부에서 생성된 교류 전력의 고조파 성분을 제거하는 전력 필터링부를 포함하되, 상기 전력 필터링부는 전력 차단기를 포함하고, 상기 전력 차단기는 일단이 상기 부하와 연결되고 타단이 상기 전력 필터링부를 구성하는 커패시터와 연결되어, 상기 부하에서 상기 커패시터로 공급되는 전력을 차단하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 변환 장치{Power converting apparatus}

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하에서 공급되는 전력이 전력 필터링부를 구성하는 커패시터에 유입되지 않도록 하는 전력 변환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 PCS(Power Conversion System)는 전력을 변환하기 위한 시스템으로서, 신재생 에너지원 또는 기타 다른 발전원으로부터 출력되는 전압을 부하의 전압과 주파ㄹ수 레벨에 맞추어 부하로 공급하는 시스템이다.

이러한 PCS는 전력 저장 장치(Energy Storage System; ESS), 태양광 발전 장치용 등으로 개발되고 있으며, 수백 kW에서 수십 MW에 이르는 대용량의 전력을 변환하기 위해 개발되고 있다.

PCS에 의해 변환되는 전력의 용량(이하, 출력 용량)이 증가함에 따라 PCS 제품의 크기도 증가하고 있으며, 이에 따라 출력 용량이 증가하더라도 제품의 크기를 증가시키지 않도록 전력밀도(W/mm3)를 증가시키기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.

도 1은 종래 전력 변환 장치가 병렬로 연결되어 PCS를 구성하는 모습을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 PCS는 복수의 전력 변환 장치(예를 들어, Power Electronics Building Block; PEBB)를 병렬로 연결하여 구성된다.

각각의 단위 전력 변환 장치(PEBB #1 내지 PEBB #N)는 수백 kW급의 전력 변환을 수행하고, PCS는 각 전력 변환 장치에 의해 변환된 전력을 모아 부하로 공급한다. 결국, PCS 제품의 크기는 상술한 바와 같이 복수로 연결되는 단위 전력 변환 장치의 크기에 의해 결정된다.

도 2는 종래 전력 변환 장치의 내부 구성을 간략하게 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래 전력 변환 장치는 DC 차단부, 전력 변환부, AC 필터 및 AC 차단기를 포함하여 구성된다.

DC 차단부는 DC 입력단의 과전류 및 과전압을 감지하여 전력 변환 장치를 보호하는 기능을 수행한다. 전력 변환부는 DC 입력단으로 입력되는 직류 전압/전류를 3상(U상, V상, W상)의 교류 전압/전류로 변환하는 기능을 수행한다. AC 필터는 전력 변환부에서 출력되는 교류 전압/전류의 주파수를 필터링하거나 교류 전압/전류의 리플을 저감시키는 기능을 수행한다.

한편, AC 차단기는 부하와 인접한 AC 출력단(U, V, W)에 연결되어 부하측의 과전류 및 과전압으로부터 전력 변환 장치를 보호하는 기능을 수행한다. 보다 구체적으로, AC 차단기는 부하측으로부터 공급되는 무효전력을 차단함으로써, 전력 변환 장치를 보호하는 기능을 수행한다.

만일 전력 변환 장치에 AC 차단기가 설치되지 않으면, 무효전력이 AC 필터를 구성하는 커패시터에 지속적으로 공급됨에 따라 커패시터의 수명을 감소시킨다. 또한, 상술한 바와 같이 전력 변환 장치는 여러 개가 병렬로 연결되어 운용됨에 따라 AC 차단기가 설치되지 않으면 출력 임피던스 특성이 변화하여 시스템 성능을 불안정하게 한다.

따라서, 종래 각각의 전력 변환 장치에는 부하와 연결되는 AC 차단기가 필수적으로 설치된다. 다만, 도 2에 도시된 바와 같이 종래 전력 변환 장치를 구성하는 AC 차단기는 전력 변환 장치의 메인 출력단에 위치하고, 이에 따라 전력 변환 장치의 출력 용량이 증가하면 AC 차단기의 크기가 지수적으로 증가하는 문제점이 있다.

다시 말해, AC 차단기가 전력 변환 장치의 메인 출력단에 위치하는 경우, AC 차단기는 전력 변환 장치의 정격 전류 이상의 전류를 차단해야 한다. AC 차단기의 크기는 차단 가능한 전류량에 따라 결정되므로, 전력 변환 장치의 출력 용량이 증가하게 되면 AC 차단기의 크기 또한 지수적으로 증가하는 문제점이 있다.

AC 차단기의 크기 증가는 단위 전력 변환 장치의 크기 증가를 초래하고, 결과적으로 PCS 제품의 크기를 증가시켜 PCS의 설치 및 관리상의 어려움을 초래할 뿐만 아니라 PCS 생산 원가를 상승시키는 문제점이 있다.

본 발명은 부하로부터 유입되는 전력을 차단하기 위한 전력 차단기의 연결 구조를 개선함으로써, 전력 변환 장치 및 다수의 전력 변환 장치로 구성되는 PCS의 크기를 줄일 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 부하로부터 전력 필터링부를 구성하는 커패시터로 공급되는 전력을 차단함으로써, 무효전력 공급으로 인한 커패시터의 수명 감소를 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치는 병렬로 연결되어 하나의 PCS를 구성하는 단위 전력 변환 장치에 있어서, 직류 전압원으로부터 출력되는 직류 전압을 이용하여 교류 전력을 생성하고, 상기 생성된 교류 전력을 부하에 공급하는 전력 변환부 및 상기 전력 변환부와 상기 부하 사이에 연결되어, 상기 전력 변환부에서 생성된 교류 전력의 고조파 성분을 제거하는 전력 필터링부를 포함하되, 상기 전력 필터링부는 전력 차단기를 포함하고, 상기 전력 차단기는 일단이 상기 부하와 연결되고 타단이 상기 전력 필터링부를 구성하는 커패시터와 연결되어, 상기 부하에서 상기 커패시터로 공급되는 전력을 차단하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 부하로부터 유입되는 전력을 차단하기 위한 전력 차단기의 연결 구조를 개선함으로써, 전력 변환 장치 및 다수의 전력 변환 장치로 구성되는 PCS의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 부하로부터 전력 필터링부를 구성하는 커패시터로 공급되는 전력을 차단함으로써, 무효전력 공급으로 인한 커패시터의 수명 감소를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 전력 변환 장치가 병렬로 연결되어 PCS를 구성하는 모습을 도시한 도면.
도 2는 종래 전력 변환 장치의 내부 구성을 간략하게 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 전력 변환 장치가 직류 전압원 및 부하와 연결된 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 내부 회로도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)를 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)는 전력 변환부(110) 및 전력 필터링부(120) 를 포함하여 구성된다. 도 3에 도시된 전력 변환 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 3에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

본 발명의 전력 변환 장치(100)는 PCS를 구성할 수 있다. PCS(Power Conversion System)는 전력을 변환하기 위한 시스템으로서, 대용량의 전력을 변환하기 위해 도 1에서 설명한 바와 같이 복수의 전력 변환 장치(100)를 병렬로 연결하여 구성될 수 있다.

본 발명은 병렬로 연결되어 PCS를 구성하는 단위 전력 변환 장치(100)에 관한 것으로서, 예를 들어, 본 발명의 전력 변환 장치(100)는 PEBB(Power Electronics Building Block)일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 전력 변환 장치(100)가 직류 전압원(10) 및 부하(20)와 연결된 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치(100)의 내부 회로도이다. 이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 전력 변환 장치(100)와 이를 구성하는 전력 변환부(110) 및 전력 필터링부(120)를 구체적으로 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환부(110)는 직류 전압원(10)으로부터 출력되는 직류 전압을 이용하여 교류 전력을 생성하고, 생성된 교류 전력을 부하(20)에 공급할 수 있다.

본 발명의 단위 전력 변환 장치(100)는 각각 직류 전압원(10) 및 부하(20)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 각 전력 변환 장치(100)에 포함된 전력 변환부(110)는 직류 전압원(10)으로부터 직류 전압을 공급받아 교류 전력을 생성할 수 있고, 생성된 교류 전력을 부하(20)로 공급할 수 있다.

본 발명에서 직류 전압원(10)은 배터리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리는 에너지 저장 장치(Energy Storage Sytem; ESS)를 구성하는 배터리일 수 있다. 또한, 직류 전압원(10)은 태양광 발전 장치를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라, 직류 전압원(10)은 직류 전압을 출력하는 임의의 전압원을 포함할 수 있다.

직류 전압원(10)이 배터리인 경우, 전력 변환부(110)에는 일정한 직류 전압이 공급될 수 있다. 이와 달리, 직류 전압원(10)이 태양광 발전 장치인 경우, 전력 변환부(110)에는 일정하지 않은 직류 전압이 공급될 수 있다.

한편, 본 발명에서 부하(20)는 전력의 이용이 이루어지는 시스템을 의미할 수 있고, 예를 들어 전력을 사용하는 일반 가정으로부터 공장과 같은 산업시설을 포함할 수 있다.

본 발명의 전력 변환부(110)는 제어부(미도시)의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 따라 직류 전압원(10)으로부터 출력되는 직류 전압을 이용하여 교류 전력을 생성할 수 있다. 이를 위해, 전력 변환부(110)는 PWM 제어에 따라 스위칭 동작을 수행하는 복수의 전력 스위칭소자를 포함할 수 있고, 스위칭 소자는 예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있다.

상술한 바와 같이, 직류 전압원(10)이 태양광 발전 장치이면, 전력 변환부(110)에 공급되는 직류 전압은 일정하지 않을 수 있다. 이에 따라, 전력 변환부(110)는 태양광 발전 장치로부터 출력된 직류 전압을 일정 크기 이상의 전압으로 저장하기 위해 DC 링크 커패시터를 더 포함할 수 있다.

뿐만 아니라, 전력 변환부(110)는 DC 링크 커패시터와 태양광 발전 장치 사이에 태양광 발전 장치로부터 출력되는 직류 전압의 승압을 위한 DC/DC 컨버터, 스위칭 레귤레이터 등을 더 포함할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 전력 변환부(110)가 DC 링크 커패시터를 포함하는 경우, 전력 변환부(110)는 DC 링크 커패시터에 저장된 전압을 이용하여 교류 전력을 생성할 수 있다.

본 발명은 상술한 직류 전압원(10)과 전력 변환부(110) 사이에 연결되는 직류 차단부를 더 포함할 수 있다. 직류 차단부는 직류 전압원(10)으로부터 출력되는 전류가 미리 설정된 전류를 초과하면, 직류 전압원(10)으로부터 출력되는 전류를 차단하는 임의의 장치를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 직류 전압원(10)에 단락 등이 발생하면 직류 전압원(10)에서 과전류가 출력될 수 있다. 이 때, 과전류가 전력 변환부(110)로 공급되는 것을 방지하기 위해 직류 차단부는 전류의 흐름을 차단할 수 있다.

예를 들어, 직류 차단부는 과전류로 인해 발생하는 열에 의해 끊어지는 퓨즈(fuse)일 수 있고, 직류 차단기(DC circuit breaker)일 수도 있다.

한편, 직류 차단부는 제어부의 제어에 따라 전류의 흐름을 차단할 수도 있다. 이를 위해, 본 발명은 직류 전압원(10)으로부터 출력되는 전압 또는 전류를 측정하는 측정부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

다시 말해, 제어부는 측정부에서 측정된 전류 및 전압에 기초하여 직류 차단부를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 측정부는 직류 전압원(10)과 전력 변환부(110) 사이에 위치하여, 직류 전압원(10)에서 전력 변환부(110)로 공급되는 전압 및 전류를 측정할 수 있다.

제어부는 측정부에서 측정된 측정값이 미리 설정된 전압 및 전류를 초과하면 직류 차단부를 동작시켜 전류의 흐름을 차단할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 필터링부(120)는 전력 변환부(110)와 부하(20) 사이에 연결되어, 전력 변환부(110)에서 생성된 교류 전력의 고조파 성분을 제거할 수 있다.

전력 변환부(110)에서 출력되는 교류 전력은 전력 변환부(110)를 구성하는 전력 스위칭 소자의 온/오프 동작으로 인한 고조파 성분을 포함할 수 있다. 전력 필터링부(120)는 생성된 교류 전력의 기본 주파수에 대응하는 전력만을 필터링하기 위하여 교류 전력에 포함된 고조파 성분을 제거할 수 있다.

이를 위해, 전력 필터링부(120)는 하나 이상의 수동소자(passive element)를 포함하여 구성되는 필터일 수 있다. 보다 구체적으로, 전력 필터링부(120)는 인덕터 및 커패시터를 포함하여 구성되는 저역 통과 필터(Low Pass Filter; LPF), 고역 통과 필터(High Pass Filter; HPF) 및 대역 통과 필터(Band Pass Filter; BPF) 중 어느 하나의 필터일 수 있다.

다만, 교류 전력에 포함된 고조파 성분을 효율적으로 제거하기 위해 전력 필터링부(120)는 저역 통과 필터(LPF)로 설계되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 고조파 성분을 포함한 교류 전력은 전력 필터링부(120)에 의해 기본 주파수의 완전한 정현파 형태를 가질 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 전력 변환부(110)에서 출력되는 교류 전력은 3상(U상, V상, W상) 교류 전력일 수 있다. 이에 따라, 전력 필터링부(120)는 각 상의 교류 전력의 고조파 성분을 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 필터링부(120)는 일단이 전력 변환부(110)의 출력단과 직렬로 연결되는 인덕터부(121) 및 인덕터부(121)의 타단과 병렬로 연결되는 커패시터부(122)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 전력 변환부(110)에서 출력되는 교류 전력을 3상 교류 전력일 수 있다. 이에 따라, 인덕터부(121)는 각 상에 대응하는 세 개의 인덕터를 포함할 수 있고, 커패시터부(122)는 각 상에 대응하는 세 개의 커패시터를 포함할 수 있다.

후술하는 전력 차단기(123)가 턴 온 상태이면 각 상에 대한 전력 필터링부(120)는 인덕터 및 커패시터를 포함하는 저역 통과 필터(LPF)로 동작하여, 전력 변환부(110)에서 생성된 교류 전력의 고조파 성분을 제거할 수 있다.

다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 필터링부(120)는 전력 차단기(123)를 포함할 수 있다. 전력 차단기(123)는 일단이 부하(20)와 연결되고 타단이 전력 필터링부(120)를 구성하는 커패시터와 연결되어, 부하(20)에서 커패시터로 공급되는 전력을 차단할 수 있다.

보다 구체적으로, 부하(20)에 과부하, 단락(short circuit) 등이 발생하거나 전력 변환부(110)의 전력 변환 동작이 중단되면, 부하(20)에서 전력 필터링부(120)로 전력이 공급될 수 있다. 이 때, 전력 차단기(123)는 부하(20)에서 공급되는 전력이 전력 필터링부(120)를 구성하는 커패시터에 유입되지 않도록 전력을 차단할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 차단기(123)는 일단이 부하(20)와 연결되고 타단이 커패시터와 연결되어, 부하(20)와 커패시터의 연결을 차단하는 스위치를 포함할 수 있다.

전력 차단기(123)를 구성하는 스위치는 제어부의 제어 신호에 의해 턴 온 또는 턴 오프되는 소자로 GTO(Gate turn-off thyristor), BJT(Bipolar junction transistor), MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor) 등의 스위칭소자를 이용하여 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이, 전력 필터링부(120)를 구성하는 인덕터부(121)는 일단이 전력 변환부(110)의 출력단과 직렬로 연결되고, 전력 필터링부(120)를 구성하는 커패시터부(122)는 인덕터부(121)의 타단과 병렬로 연결될 수 있다.

이에 따라, 전력 차단기(123)를 구성하는 스위치는 일단이 인덕터부(121)의 타단과 연결되고, 타단이 커패시터부(122)와 연결될 수 있다. 다시 말해, 스위치는 전력 필터링부(120)에 포함되어, 인덕터부(121)와 부하(20)가 연결되는 접점과 커패시터의 사이에 위치할 수 있다.

본 발명의 스위치는 상술한 구성을 가짐으로 인하여, 부하(20)에 과부하, 단락 등이 발생하거나 전력 변환부(110)의 전력 변환 동작이 중단되면, 부하(20)에서 커패시터로 유입되는 전력을 차단할 수 있다.

결국, 본 발명의 전력 차단기(123)는 전력 변환 장치(100)의 정격 전류 이상의 전류를 차단할 필요 없이, 커패시터로 유입되는 전류만을 차단할 수 있다. 커패시터로 유입되는 전류는 전력 변환 장치(100)의 정격 전류보다 매우 작으므로, 본 발명의 전력 차단기(123)는 종래의 AC 차단기에 비해 매우 작은 크기로 구성될 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 본 발명은 일단이 전력 필터링부(120)와 연결되고 타단이 부하(20)와 연결되는 보조 인덕터부(121')를 더 포함할 수 있다. 보조 인덕터부(121')는 전력 차단기(123)가 턴 온 상태이면, 부하(20)로 공급되는 교류 전력의 리플(ripple) 성분을 제거할 수 있다.

보다 구체적으로, 전력 변환부(110)에서 생성된 교류 전력은 리플 성분을 포함할 수 있고, 전력 필터링부(120)에 의해 기본 주파수의 교류 전력만이 필터링 되었다고 하더라도 해당 교류 전력은 여전히 리플 성분을 포함할 수 있다.

이 때, 보조 인덕터부(121')는 전력 필터링부(120)와 부하(20) 사이에 연결되어, 부하(20)로 출력되는 교류 전력의 리플 성분을 제거할 수 있다.

한편, 보조 인덕터부(121')는 전력 차단기(123)가 턴 오프 상태이면, 부하(20)로부터 공급되는 전력의 급격한 변화를 완충하는 기능을 수행할 수도 있다.

다시 도 5를 참조하면, 본 발명은 전력 필터링부(120)와 부하(20) 사이에 연결되는 퓨즈(510)를 더 포함할 수 있다. 도 5에는 보조 인덕터부(121')와 부하(20) 사이에 퓨즈(510)가 연결되도록 도시되어 있으나, 퓨즈(510)는 전력 필터링부(120)와 부하(20) 사이의 임의의 지점에 연결될 수 있다.

본 발명의 퓨즈(510)는 전력 필터링부(120)에서 출력되는 교류 전력 또는 부하(20)에서 공급되는 교류 전력의 크기가 일정 크기 이상의 과전류이면, 과전류로 인해 발생하는 열에 의해 끊어질 수 있다. 퓨즈(510)가 끊어짐에 따라, 과전류로 인한 전력 변환 장치(100) 또는 부하(20)의 장애를 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 부하로부터 유입되는 전력을 차단하기 위한 전력 차단기의 연결 구조를 개선함으로써, 전력 변환 장치 및 다수의 전력 변환 장치로 구성되는 PCS의 크기를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 부하로부터 전력 필터링부를 구성하는 커패시터로 공급되는 전력을 차단함으로써, 무효전력 공급으로 인한 커패시터의 수명 감소를 방지할 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims

병렬로 연결되어 하나의 PCS를 구성하는 단위 전력 변환 장치에 있어서,
직류 전압원으로부터 출력되는 직류 전압을 이용하여 교류 전력을 생성하고, 상기 생성된 교류 전력을 부하에 공급하는 전력 변환부; 및
상기 전력 변환부와 상기 부하 사이에 연결되어, 상기 전력 변환부에서 생성된 교류 전력의 고조파 성분을 제거하는 전력 필터링부를 포함하되,
상기 전력 필터링부는 전력 차단기를 포함하고,
상기 전력 차단기는 일단이 상기 부하와 연결되고 타단이 상기 전력 필터링부를 구성하는 커패시터와 연결되어, 상기 부하에서 상기 커패시터로 공급되는 전력을 차단하고,
상기 전력 필터링부는 상기 전력 차단기가 턴 온 상태이면 저역 통과 필터로 동작하여 상기 전력 변환부에서 생성된 교류 전력의 고조파 성분을 제거하며,
상기 전력 차단기는, 상기 전력 변환부가 전력 변환을 동작하는 경우 턴-온되고, 상기 전력 변환부가 전력 변환을 중단하거나 상기 부하에 과부하 또는 단락이 발생하는 경우 상기 부하로부터 전력이 상기 커패시터에 유입되지 않도록 턴-오프되는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 필터링부는
일단이 상기 전력 변환부의 출력단과 직렬로 연결되는 인덕터부; 및
상기 인덕터부의 타단과 병렬로 연결되는 커패시터부를 포함하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 차단기는
일단이 상기 부하와 연결되고 타단이 상기 커패시터와 연결되어 상기 부하와 상기 커패시터의 연결을 차단하는 스위치를 포함하는 전력 변환 장치.
제2항에 있어서,
상기 전력 차단기는
일단이 상기 인덕터부의 타단과 연결되고 타단이 상기 커패시터부와 연결되는 스위치를 포함하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
일단이 상기 전력 필터링부와 연결되고 타단이 상기 부하와 연결되는 보조 인덕터부를 더 포함하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 직류 전압원과 상기 전력 변환부 사이에 연결되는 직류 차단부를 더 포함하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 직류 전압원으로부터 출력되는 전압 또는 전류를 측정하는 측정부를 더 포함하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 필터링부와 상기 부하 사이에 연결되는 퓨즈를 더 포함하는 전력 변환 장치.
제1항에 있어서,
상기 직류 전압원은
배터리 또는 태양광 발전 장치를 포함하는 전력 변환 장치.