KR102350938B1 - Phase locking device of uninterruptible power supply - Google Patents

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KR102350938B1
KR102350938B1 KR1020210147127A KR20210147127A KR102350938B1 KR 102350938 B1 KR102350938 B1 KR 102350938B1 KR 1020210147127 A KR1020210147127 A KR 1020210147127A KR 20210147127 A KR20210147127 A KR 20210147127A KR 102350938 B1 KR102350938 B1 KR 102350938B1
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한정호
김은석
윤재순
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이화전기공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a phase synchronizing device for an uninterruptible power supplier, which comprises a comparator, a phase shifter, a difference wave generator, and an average filter to generate an analogue signal for a bypass AC voltage and an output AC voltage of an inverter. Then, the generated analogue signal is converted into a digital signal by using an analogue-digital converter and a phase difference between the bypass AC voltage and the output AC voltage of the inverter can be determined through a phase difference determination algorithm. A phase of the output AC voltage of the inverter can be controlled, based on the determined phase difference to synchronize the phases of the bypass AC voltage and the output AC voltage of the inverter. Therefore, a simpler circuit is used to allow the phases of the bypass AC voltage and the output AC voltage of the inverter to be synchronized fast and accurately.

Description

무정전 전원장치의 위상 동기 기기 {PHASE LOCKING DEVICE OF UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY} PHASE LOCKING DEVICE OF UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY

바이패스 전압과 인버터의 출력 전압의 위상을 동기화할 수 있는 무정전 전원장치의 위상 동기 기기에 관한 것이다.It relates to a phase synchronization device for an uninterruptible power supply capable of synchronizing the phases of a bypass voltage and an output voltage of an inverter.

최근 IT 산업의 발달로 인해 컴퓨터나 통신장비 등 전원환경에 민감한 부하들이 증가하고 있고, 그에 따라 안정된 전기품질을 가진 전원에 대한 수요 및 관심이 급증하고 있다. 그러나, 일반적인 전력계통에는 예기치 못한 사고로 인해 전원공급이 일시적으로 제한될 가능성이 존재하고 있고, 이러한 전력계통의 사고로 인한 컴퓨터 및 정보시스템의 중단은 엄청난 사회적 손실과 혼란을 일으킬 수 있다. 따라서, 전압의 변동, 주파수의 변동, 순간 정전, 과도 정전 등으로 인한 전원 이상의 영향을 받지 않도록 하고, 상시 안정된 전원을 공급하도록 하는 무정전 전원장치(UPS: uninterruptible power supply)를 통한 전력공급의 중요성이 점점 커지고 있다.Recently, due to the development of the IT industry, loads sensitive to the power environment, such as computers and communication equipment, are increasing. However, there is a possibility that the power supply is temporarily limited due to an unexpected accident in the general power system, and the interruption of the computer and information system due to an accident in the power system may cause enormous social loss and confusion. Therefore, the importance of supplying power through an uninterruptible power supply (UPS) that prevents the influence of power abnormalities caused by voltage fluctuations, frequency fluctuations, momentary power failures, transient power failures, etc., and supplies stable power at all times It's getting bigger.

한편, 최근에는 금융, 방송, 기타 산업 등에서 정전시 전력 공급의 신뢰도 가 높은 무정전 전원장치에 대한 요구가 증가되어, 병렬운전 무정전 전원장치의 도입 또한 확산되고 있다. On the other hand, recently, the demand for an uninterruptible power supply with high reliability of power supply in the event of a power outage has increased in finance, broadcasting, and other industries, and the introduction of an uninterruptible power supply for parallel operation is also spreading.

이러한 무정전 전원장치는 초기 기동시 및 장치의 유지 보수시 인버터를 거치지 않고 무정전 전원장치에 연결된 부하에 상용전원의 전력을 직접 공급하는 바이패스 공급모드로부터 인버터에 의해 변환된 교류 전력을 부하에 공급하는 인버터 공급모드로의 전환 시 바이패스 전압과 인버터 출력 전압의 위상이 동기화될 것이 요구되며, 바이패스 전압과 인버터 출력 전압의 위상이 동기화되지 않은 상태에서 바이패스 공급모드에서 인버터 공급모드로 전환 시 바이패스 라인과 인버터 라인에 큰 순환전류가 발생할 수 있다. 이러한 순환전류는 무정전 전원장치의 기동 중지 또는 무정전 전원장치의 소손으로 이어질 수 있으므로, 바이패스 전압과 인버터 출력 전압의 위상을 빠르고 정확하게 동기화하는 기술이 요구된다.These uninterruptible power supply devices supply AC power converted by the inverter to the load in the bypass supply mode, in which commercial power is directly supplied to the load connected to the UPS without going through the inverter during initial startup and maintenance of the device. When switching to the inverter supply mode, the phase of the bypass voltage and the inverter output voltage is required to be synchronized. A large circulating current may occur in the pass line and the inverter line. Since such a circulating current may lead to stopping the start of the uninterruptible power supply device or damage to the uninterruptible power supply device, a technique for quickly and accurately synchronizing the phases of the bypass voltage and the inverter output voltage is required.

무정전 전원장치에서 바이패스 전압과 인버터 출력전압의 위상을 동기화하는 종래기술의 예로서 대한민국 등록특허공보 제10-1617346호 “무정전 전원 공급 장치 및 그의 제어 방법”가 있다. 등록특허 제10-1617346호는 바이패스 회로에서 측정되는 상용 전원의 전압을 기준 전압으로 하여 인버터 출력 전압의 위상이 기준 전압의 위상을 추종하도록 하다가, 상용 전원에 장애가 발생하면 부하에 공급되는 출력 전압을 기준 전압으로 하여 인버터의 출력 전압의 위상이 부하에 공급되는 출력 전압의 위상을 추종하도록 함으로써 상용 전원에 장애가 발생해도 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 무정전 전원장치를 개시한다. 그러나, 등록특허 제10-1617346호는 상용 전원에 장애가 발생했을 때의 인버터 전압의 위상 동기화 동작에 대해 개시할 뿐, 바이패스 공급모드에서 인버터 공급모드로 전환 시 바이패스 전압과 인버터 출력전압의 위상을 보다 빠르고 정확하게 동기화할 수 없었다.As an example of the prior art for synchronizing the phases of the bypass voltage and the inverter output voltage in the uninterruptible power supply, there is the Republic of Korea Patent Publication No. 10-1617346 "Uninterruptible power supply device and control method thereof". Patent Registration No. 10-1617346 uses the voltage of the commercial power measured in the bypass circuit as the reference voltage so that the phase of the inverter output voltage follows the phase of the reference voltage, and when the commercial power fails, the output voltage supplied to the load Disclosed is an uninterruptible power supply device capable of stably supplying power even if a commercial power failure occurs by making the phase of the output voltage of the inverter follow the phase of the output voltage supplied to the load by using as a reference voltage. However, Patent Registration No. 10-1617346 only discloses the phase synchronization operation of the inverter voltage when a commercial power failure occurs, and the phase of the bypass voltage and the inverter output voltage when the bypass supply mode is switched from the bypass supply mode to the inverter supply mode could not be synchronized faster and more accurately.

무정전 전원장치에서 바이패스 교류전압과 인버터 출력 교류전압을 동기화시키는 데에 있어서, 보다 구조 및 구현이 간단하고, 제작 비용은 절감하면서 빠르고 정확하게 바이패스 교류전압과 인버터 출력 교류전압의 위상차를 판별하고, 바이패스 교류전압과 인버터 출력 교류전압의 위상을 동기화 시킬 수 있는 위상 동기 기기를 제공하는 데에 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.In synchronizing the bypass AC voltage and the inverter output AC voltage in the uninterruptible power supply, the structure and implementation are simpler, the manufacturing cost is reduced, and the phase difference between the bypass AC voltage and the inverter output AC voltage is determined quickly and accurately. An object of the present invention is to provide a phase synchronization device capable of synchronizing the phases of the bypass AC voltage and the inverter output AC voltage. It is not limited to the technical problems as described above, and another technical problem may be derived from the following description.

본 발명의 일 측면에 따른 무정전 전원장치의 위상 동기 기기는, 상기 무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 교류 전원으로부터의 바이패스 교류전압의 파형을 구형파(VC1)로 변환하는 제1 비교기; 상기 무정전 전원장치의 제1 인버터의 출력 교류전압 파형을 구형파(VC2)로 변환하는 제2 비교기; 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)의 위상을 천이시키는 위상천이기; 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)간의 차분을 나타내는 차분파(difference wave)(D1)를 생성하는 제1 차분파생성기; 상기 위상천이기에 의해 위상 천이된 구형파(VS)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)간의 차분을 나타내는 차분파(D2)를 생성하는 제2 차분파생성기; 상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)와 상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2)에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정하는 제1 위상차결정모듈; 상기 제1 위상차결정모듈에 의해 결정된 위상차에 따라 상기 제1 인버터의 출력 교류전압의 위상을 제어하는 제1 인터버제어기를 포함한다.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a phase-locking device for an uninterruptible power supply, comprising: a first comparator for converting a waveform of a bypass AC voltage from an external AC power supply for supplying power to the uninterruptible power supply into a square wave (V C1 ); a second comparator for converting the output AC voltage waveform of the first inverter of the uninterruptible power supply into a square wave (V C2 ); a phase shifter for shifting the phase of the square wave converted by the first comparator (V C1 ); a first difference wave generator for generating a difference wave (D 1 ) representing a difference between the square wave converted by the first comparator (V C1 ) and the square wave converted by the second comparator (V C2 ); a second differential wave generator that generates a differential wave D 2 representing a difference between the phase shifted square wave V S by the phase shifter and the square wave V C2 converted by the second comparator; The first difference is derived a difference file generated by the group (D 1) and the second difference is derived on the basis of the difference wave (D 2) produced by the group the bypass AC voltage to the first output AC voltage of the inverter. a first phase difference determining module for determining a phase difference between the and a first inverter controller for controlling the phase of the output AC voltage of the first inverter according to the phase difference determined by the first phase difference determining module.

상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)는 상기 바이패스 교류전압의 파형이 영(0)전위 보다 큰 시간 구간에서는 하이값을 갖고, 영(0)전위 보다 작은 시간 구간에서는 로우값을 갖는 구형파이고, 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)는 상기 제1 인버터의 출력 교류전압의 파형이 영(0)전위 보다 큰 시간 구간에서는 상기 하이값을 갖고, 영(0)전위 보다 작은 시간 구간에서는 상기 로우값을 갖는 구형파일 수 있다. The square wave V C1 converted by the first comparator has a high value in a time section in which the waveform of the bypass AC voltage is greater than the zero potential, and a low value in a time section smaller than the zero potential. and the square wave V C2 converted by the second comparator has the high value in a time interval in which the waveform of the output AC voltage of the first inverter is greater than the zero potential, and the zero potential In a smaller time interval, it may be a spherical file having the above low value.

상기 위상천이기에 의해 천이된 구형파(VS)는 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)의 위상이 90°천이된 것일 수 있다.The square wave V S shifted by the phase shifter may have a phase shifted by 90° of the square wave V C1 converted by the first comparator.

상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)는 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)의 값이 상이한 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파이고, 상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2)는 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)와 상기 위상천이기에 의해 천이된 구형파(VS)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)와 상기 위상천이기에 의해 천이된 구형파(VS)의 값이 상이한 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파일 수 있다. The differential wave D 1 generated by the first differential wave generator is a time interval in which the square wave V C1 converted by the first comparator and the square wave V C2 converted by the second comparator have the same value. has a value of 0, and is a square wave having a value of 1 in a time interval in which the values of the square wave (V C1 ) converted by the first comparator and the square wave (V C2 ) converted by the second comparator are different, and The differential wave D 2 generated by the second differential wave generator is 0 in the time interval in which the square wave V C2 converted by the second comparator and the square wave V S shifted by the phase shifter have the same value. It may have a value of and may have a value of 1 in a time interval in which the values of the square wave V C2 converted by the second comparator and the square wave V S shifted by the phase shifter are different.

상기 제1 위상차결정모듈은 상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)및 상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2) 각각의 평균값에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정할 수 있다.The first phase difference determination module of the first differential derivative produced by the group difference wave (D 1) and the second difference derives the resulting difference by the group wave (D 2) to the bypass flow based on the respective average values A phase difference between the voltage and the output AC voltage of the first inverter may be determined.

상기 제1 위상결정모듈은 상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)를 상기 차분파(D1)의 평균값을 나타내는 DC파(A1)로 변환하는 제1 평균필터; 및 상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2)를 상기 차분파(D2)의 평균값을 나타내는 DC파(A2)로 변환하는 제2 평균필터를 포함할 수 있다.The first phase determination module includes: a first average filter for converting the differential wave (D 1 ) generated by the first differential wave generator into a DC wave (A 1 ) representing an average value of the differential wave (D 1 ); and a second average filter for converting the differential wave D 2 generated by the second differential wave generator into a DC wave A 2 representing an average value of the differential wave D 2 .

상기 제1 위상결정모듈은 상기 제1 평균필터에 의해 변환된 DC파(A1) 및 상기 제2 평균필터에 의해 변환된 DC파(A2) 각각을 디지털신호(C1, C2)로 변환하는 제1 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하고, 상기 디지털신호(C1)는 상기 제1 평균필터에 의해 변환된 DC파(A1)의 평균값을 나타내고, 상기 디지털신호(C2)는 상기 제2 평균필터에 의해 변환된 DC파(A2)의 평균값을 나타낼 수 있다.The first phase determination module converts each of the DC wave (A 1 ) converted by the first average filter and the DC wave (A 2 ) converted by the second average filter into a digital signal (C 1 , C 2 ) A first analog-to-digital converter for converting is further included, wherein the digital signal (C 1 ) represents an average value of the DC wave (A 1 ) converted by the first average filter, and the digital signal (C 2 ) is the It may represent an average value of the DC wave (A 2 ) converted by the second average filter.

상기 제1 위상결정모듈은 상기 제1 아날로그-디지털 컨버터에 의해 변환된 디지털 신호(C1, C2) 각각이 나타내는 평균값의 크기에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정하는 제1 위상차판별기; 및 상기 제1 위상차판별기에 의해 결정된 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차에 기초하여 상기 제1 인버터의 출력 교류전압의 위상을 천이시킴으로써 상기 제1 인버터의 출력 교류전압을 상기 바이패스 교류전압을 추종하여 동기화시키는 제1 인버터제어기를 더 포함할 수 있다.The first phase determination module includes the bypass AC voltage and the output AC voltage of the first inverter based on the magnitude of the average value represented by each of the digital signals C 1 , C 2 converted by the first analog-to-digital converter a first phase difference discriminator for determining a phase difference between the two; and by shifting the phase of the output AC voltage of the first inverter based on the phase difference between the bypass AC voltage determined by the first phase difference separator and the output AC voltage of the first inverter, the output AC voltage of the first inverter It may further include a first inverter controller for synchronizing by following the bypass AC voltage.

상기 무정전 전원장치의 제2 인버터의 출력 교류전압 파형을 구형파(VC3)로 변환하는 제3 비교기; 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제3 비교기에 의해 변환된 구형파(VC3)간의 차분을 나타내는 차분파(D3)를 생성하는 제3 차분파생성기; 상기 위상천이기에 의해 위상 천이된 구형파(VS)와 상기 제3 비교기에 의해 변환된 구형파(VC3)간의 차분을 나타내는 차분파(D4)를 생성하는 제4 차분파생성기; 상기 제3 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D3)와 상기 제4 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D4)에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제2 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정하는 제2 위상차결정모듈; 상기 제2 위상차결정모듈에 의해 결정된 위상차에 따라 상기 제2 인버터의 출력 교류전압의 위상을 제어하는 제2 인터버제어기를 더 포함할 수 있다.a third comparator for converting the output AC voltage waveform of the second inverter of the uninterruptible power supply into a square wave (V C3 ); a third differential wave generator that generates a differential wave D 3 representing a difference between the square wave V C1 converted by the first comparator and the square wave V C3 converted by the third comparator; a fourth differential wave generator for generating a differential wave D 4 representing a difference between the phase shifted square wave V S by the phase shifter and the square wave V C3 converted by the third comparator; The bypass AC voltage and the output AC voltage of the second inverter based on the differential wave D 3 generated by the third differential wave generator and the differential wave D 4 generated by the fourth differential wave generator a second phase difference determining module for determining a phase difference between the two; It may further include a second inverter controller for controlling the phase of the output AC voltage of the second inverter according to the phase difference determined by the second phase difference determining module.

무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 교류 전원의 정전 여부를 판별하는 정전판별회로를 더 포함하고, 상기 정전판별회로에 의해 판별된 상기 외부 교류 전원의 정전 여부에 기초하여 상기 바이패스 교류전압, 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 및 상기 제2 인버터의 출력 교류전압 중 어느 하나의 전압의 파형이 상기 제1 비교기에 의해 변환될 수 있다.Further comprising a power failure discrimination circuit for determining whether an external AC power source for supplying power to the uninterruptible power supply device is out of power, the bypass AC voltage, the A waveform of any one of the output AC voltage of the first inverter and the output AC voltage of the second inverter may be converted by the first comparator.

상기 정전판별회로에 의해 상기 외부 교류전원이 정전이 아닌 것으로 판별되면 상기 바이패스 교류전압의 파형이 상기 제1 비교기에 의해 변환되고, 상기 외부 교류전원이 정전인 것으로 판별되면 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 또는 상기 제2 인버터의 출력 교류전압 중 미리 설정된 어느 하나의 전압의 파형이 상기 제1 비교기에 의해 변환될 수 있다.When it is determined that the external AC power is not blackout by the power failure determination circuit, the waveform of the bypass AC voltage is converted by the first comparator, and when it is determined that the external AC power is blackout, the output of the first inverter A waveform of any one preset among the AC voltage and the output AC voltage of the second inverter may be converted by the first comparator.

바이패스 교류전압과 인버터 출력 교류전압으로부터 변형된 아날로그 신호를 생성하고, 생성된 아날로그 신호를 아날로그-디지털 컨버터를 이용하여 디지털 신호로 변환한 후 위상차 판별 알고리즘을 통해 바이패스 교류전압과 인버터 출력 교류전압 간의 위상차를 판별하고, 판별된 위상차에 기초하여 인버터 출력 교류전압의 위상을 제어하여 바이패스 교류전압과 인버터 출력 교류전압의 위상을 동기화시킴으로써 보다 간단한 회로를 이용하여 빠르고 정확하게 바이패스 교류전압과 인버터 출력 교류전압의 위상을 동기화시킬 수 있다. A transformed analog signal is generated from the bypass AC voltage and the inverter output AC voltage, the generated analog signal is converted into a digital signal using an analog-to-digital converter, and the bypass AC voltage and inverter output AC voltage are used through a phase difference discrimination algorithm By determining the phase difference between the two and controlling the phase of the inverter output AC voltage based on the determined phase difference to synchronize the phases of the bypass AC voltage and the inverter output AC voltage, the bypass AC voltage and inverter output are quickly and accurately using a simpler circuit. The phase of AC voltage can be synchronized.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 위상 동기 기기를 포함하는 무정전 전원장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 위상 동기 기기의 구성도이다.
도 3 내지 도 8은 도 2에 도시된 위상 동기 기기의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따르는 인버터 제어기의 동작을 나타낸 표이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 위상 동기 기기를 포함하는 무정전 전원장치를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 위상 동기 기기의 구성도이다.
1 is a diagram illustrating an uninterruptible power supply including a phase-locked device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the phase-locking device shown in FIG. 1 .
3 to 8 are diagrams illustrating output signals of each component of the phase-locking device shown in FIG. 2 .
9 is a table showing the operation of the inverter controller according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating an uninterruptible power supply including a phase-locked device according to another embodiment of the present invention.
11 is a block diagram of the phase-locking device shown in FIG. 10 .

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예는 본 발명은 무정전 전원장치에서 바이패스 전압과 인버터의 출력 전압의 위상을 동기화할 수 있는 무정전 전원장치의 위상 동기 기기에 관한 것으로, 간략하게 ‘위상 동기 기기’로 호칭될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment of the present invention described below relates to a phase synchronization device of an uninterruptible power supply device capable of synchronizing the phases of a bypass voltage and an output voltage of an inverter in the uninterruptible power supply device, and briefly 'phase synchronization device' can be called as

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 위상 동기 기기를 포함하는 무정전 전원장치를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 무정전 전원장치는 대표적으로 정류기(110), 인버터(120) 및 배터리(130)로 구성된다. 무정전 전원장치는 이러한 대표적인 구성요소 외에 정류기(110), 인버터(120)의 동작을 제어하는 제어기, 각종 스위치 등 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.1 is a diagram illustrating an uninterruptible power supply including a phase-locked device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the uninterruptible power supply device typically includes a rectifier 110 , an inverter 120 , and a battery 130 . In addition to these representative components, the uninterruptible power supply may further include other components such as a rectifier 110 , a controller for controlling the operation of the inverter 120 , and various switches.

정류기(110)는 무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 상용전원으로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 인버터(120)는 정류기(110)에 의해 변환된 직류 전력 또는 배터리(130)로부터 공급된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 교류 부하에 공급한다. 한편, 무정전 전원장치의 초기 기동시 또는 유지 보수 시 교류 부하에 교류 전력을 공급하기 위해 외부 전원으로부터의 상용교류 전력이 인입되는 교류입력포트와 교류 부하에 공급될 교류전력이 출력되는 교류출력포트를 연결하는 바이패스라인(LB)이 형성된다. 바이패스라인(LB)과 인버터(120)의 출력단자에는 각각 스위치가 설치되어 있고, 무정전 전원장치는 각 스위치의 온오프에 따라 외부 전원으로부터의 교류 전력이 바이패스라인(LB)을 통해 교류 부하에 공급되는 바이패스 공급모드 또는 인버터(120)에 의해 변환된 교류전력이 교류 부하에 공급되는 인버터 공급모드로 동작된다. 인버터 공급모드로 동작 시, 정류기(110)에 의해 변환된 직류전력 중 일부는 인버터(120)로 입력되어 교류전력으로 변환되고, 나머지는 배터리(130)로 입력되어 배터리를 충전한다. 배터리(130)에 충전된 직류전력은 정전 등 외부 상용전원으로부터의 전력 공급이 중단되는 경우에 방전되어 교류 부하에 공급된다.The rectifier 110 converts AC power from an external commercial power source that supplies power to the uninterruptible power supply device into DC power, and the inverter 120 converts DC power converted by the rectifier 110 or the battery 130 supplied from the It converts DC power into AC power and supplies it to the AC load. On the other hand, to supply AC power to the AC load during initial startup or maintenance of the uninterruptible power supply, an AC input port through which commercial AC power from an external power source is received and an AC output port through which AC power to be supplied to the AC load is output. a bypass line (L B) for connection is formed. Through a by-pass line (L B) and had a respective switch is provided the output terminal of the inverter 120, the uninterruptible power supply unit, the AC power from the external power source by-pass line (L B) in accordance with the on and off of the switches It operates in the bypass supply mode supplied to the AC load or the inverter supply mode in which the AC power converted by the inverter 120 is supplied to the AC load. When operating in the inverter supply mode, some of the DC power converted by the rectifier 110 is input to the inverter 120 and converted into AC power, and the rest is input to the battery 130 to charge the battery. The DC power charged in the battery 130 is discharged and supplied to the AC load when power supply from an external commercial power source is stopped, such as a power outage.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 바이패스라인(LB)을 통해 전달되는 외부 전원으로부터의 교류 전력을 바이패스 교류전력으로, 바이패스라인(LB)을 통해 전달되는 외부 전원으로부터의 교류 전력의 교류전압을 바이패스 교류전압(VB)으로 지칭할 수 있다. 또한, 인버터(120)에 의해 변환되어 출력된 교류전력을 인버터 출력 교류전력으로, 인버터(120)에 의해 변환되어 출력된 교류전력의 교류전압을 인버터 출력 교류전압(VI)으로 지칭할 수 있다.Hereinafter, for convenience of explanation, the AC power from the external power supply is passed through the bypass line (L B) to by-pass the AC power, the AC power from the external power supply is passed through the bypass line (L B) The AC voltage of may be referred to as a bypass AC voltage (V B ). In addition, the AC power converted by the inverter 120 and outputted is referred to as the inverter output AC power, and the AC voltage of the AC power converted and output by the inverter 120 is referred to as the inverter output AC voltage (V I ). .

본 발명의 일 실시예에 따르는 위상 동기 기기(100)는 바이패스 교류전압(VB) 및 인버터 출력 교류전압(VI)을 센싱하고, 센싱된 바이패스 교류전압(VB) 및 인버터 출력 교류전압(VI)에 기초하여 바이패스 교류전압(VB) 및 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 제어함으로써, 무정전 전원장치의 동작이 바이패스 공급모드에서 인버터 공급모드로 전환 시 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상과 바이패스 교류전압(VB)의 위상을 동기화시킨다. The phase synchronization device 100 according to an embodiment of the present invention senses the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ), and the sensed bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC based on a voltage (V I) by-pass the AC voltage (V B) and the inverter output AC voltage (V I) output of the inverter upon by controlling the phase, the operation of the uninterruptible power supply switch to the inverter supply mode in the by-pass feed mode of The phase of the AC voltage V I and the phase of the bypass AC voltage V B are synchronized.

이하에서는, 도 2 내지 도 11을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 위상 동기 기기의 실시예를 살펴보도록 한다.Hereinafter, an embodiment of a phase-locked device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 11 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 동기 기기의 구성도이다. 도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 동기 기기는 제1 비교기(210), 제2 비교기(220), 위상천이기(230), 제1 차분파생성기(240), 제2 차분파생성기(250), 위상차결정모듈(260) 및 인버터제어기(270)로 구성된다.2 is a block diagram of a phase-locking device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , a phase synchronization device according to an embodiment of the present invention includes a first comparator 210 , a second comparator 220 , a phase shifter 230 , a first differential wave generator 240 , and a second It is composed of a second difference wave generator 250 , a phase difference determination module 260 , and an inverter controller 270 .

제1 비교기(210)는 무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 상용전원으로부터의 바이패스 교류전압(VB)의 파형을 구형파(VC1)로 변환한다. 제1 비교기(210)는 바이패스 교류전압(VB) 파형과 영 전위를 비교함으로써 바이패스 교류전압(VB) 파형을 구형파로 변환할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 비교기(210)는 연산증폭기(OP AMP: operation amplifier)를 이용한 제로크로싱 검출기(zero-crossing detector)로 구현될 수 있다. 제로크로싱 검출기로 구현된 제1 비교기(210)는 포지티브 입력단, 네거티브 입력단, 및 출력단을 갖는다. The first comparator 210 converts the waveform of the bypass AC voltage (V B ) from the external commercial power supply supplying power to the uninterruptible power supply device into a square wave (V C1 ). The first comparator 210 may convert the bypass AC voltage (V B ) waveform into a square wave by comparing the bypass AC voltage (V B ) waveform with a zero potential. In one embodiment of the present invention, the first comparator 210 may be implemented as a zero-crossing detector using an operational amplifier (OP AMP). The first comparator 210 implemented as a zero-crossing detector has a positive input terminal, a negative input terminal, and an output terminal.

제1 비교기(210)는 포지티브 입력단에 인가된 바이패스 교류전압(VB)의 크기가 네거티브 입력단에 인가된 전압, 즉 0V보다 큰 경우에는 출력단을 통해 미리 설정된 크기를 갖는 하이(high)값(예컨대, 5V)을 출력하고, 포지티브 입력단에 인가된 바이패스 교류전압(VB)의 크기가 0V보다 작은 경우에는 미리 설정된 크기를 갖는 로우(low)값(예컨대, 0V)을 출력함으로써 바이패스 교류전압(VB) 파형을 구형파(VC1)로 변환할 수 있다. The first comparator 210 has a high value (high) having a size preset through the output terminal when the magnitude of the bypass AC voltage V B applied to the positive input terminal is greater than the voltage applied to the negative input terminal, that is, 0V. For example, by outputting 5V) and outputting a low value (eg, 0V) having a preset size when the magnitude of the bypass AC voltage V B applied to the positive input terminal is smaller than 0V, the bypass AC voltage is output. A voltage (V B ) waveform can be converted to a square wave (V C1 ).

도 3을 참조하여 살펴보면, 제1 비교기(210)에 의해 변환된 파형(VC1)이 바이패스 교류전압(VB)이 0V보다 큰 경우에는 하이값을, 바이패스 교류전압(VB)이 0V보다 작은 경우에는 로우값을 갖는 구형파가 생성됨을 확인할 수 있다.Referring to 3, the first comparator 210, waveform (V C1), the by-pass AC voltage (V B), the by-pass AC voltage to a high value, (V B) is greater than 0V converted by the When it is less than 0V, it can be seen that a square wave having a low value is generated.

제2 비교기(220)는 인버터(120)의 출력 교류전압(VI)의 파형을 구형파(VC2)로 변환한다. 제2 비교기(220)는 인버터(120)의 출력 교류전압(VI) 파형과 영 전위를 비교함으로써 인버터(120)의 출력 교류전압(VI) 파형을 구형파로 변환할 수 있다. 제2 비교기(220) 또한 연산증폭기를 이용한 제로크로싱 검출기로 구현될 수 있다. 제로크로싱 검출기로 구현된 제2 비교기(220)는 포지티브 입력단, 네거티브 입력단, 및 출력단을 갖는다. The second comparator 220 converts the waveform of the output AC voltage V I of the inverter 120 into a square wave V C2 . The second comparator 220 may convert the output AC voltage (V I), the waveform of inverter 120 by comparing the output AC voltage (V I) waveform and zero potential of the inverter 120 to the square wave. The second comparator 220 may also be implemented as a zero-crossing detector using an operational amplifier. The second comparator 220 implemented as a zero-crossing detector has a positive input terminal, a negative input terminal, and an output terminal.

제2 비교기(220)는 포지티브 입력단에 인가된 인버터 출력 교류전압(VI)의 크기가 네거티브 입력단에 인가된 전압, 즉 0V보다 큰 경우에는 출력단을 통해 미리 설정된 크기를 갖는 하이값(예컨대, 5V)을 출력하고, 포지티브 입력단에 인가된 인버터 출력 교류전압(VI)의 크기가 0V보다 작은 경우에는 미리 설정된 크기를 갖는 로우값(예컨대, 0V)을 출력함으로써 인버터 출력 교류전압(VI) 파형을 구형파(VC2)로 변환할 수 있다. 이때, 제1 비교기(210)와 제2 비교기(220)는 동일한 하이값 및 로우값을 갖는다.The second comparator 220 has a high value (eg, 5V) having a preset size through the output terminal when the magnitude of the inverter output AC voltage (V I ) applied to the positive input terminal is greater than the voltage applied to the negative input terminal, that is, 0V. ) and outputting a low value (eg, 0V) having a preset magnitude when the magnitude of the inverter output AC voltage (V I ) applied to the positive input terminal is smaller than 0V, thereby the inverter output AC voltage (V I ) waveform can be converted to a square wave (V C2 ). In this case, the first comparator 210 and the second comparator 220 have the same high value and low value.

도 3을 참조하여 살펴보면, 제2 비교기(220)에 의해 변환된 파형(VC2)이 인버터 출력 교류전압(VI)이 0V보다 큰 경우에는 하이값을, 인버터 출력 교류전압(VI)이 0V보다 작은 경우에는 로우값을 갖는 구형파가 생성됨을 확인할 수 있다.Referring to 3, the second comparator 220, waveform (V C2), the inverter output AC voltage (V I) has a high value, the inverter output AC voltage (V I) is greater than 0V converted by the When it is less than 0V, it can be seen that a square wave having a low value is generated.

위상천이기(230)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)의 위상을 천이시킨다. 보다 구체적으로, 위상천이기(230)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)의 위상을 90°천이시킨다. 도 3을 참조하여 살펴보면, 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)가 위상천이된 구형파(VS)는 구형파(VC1)를 시간축으로 1/4주기만큼 이동시킨, 즉 위상이 90°천이된 구형파로 변환됨을 확인할 수 있다. 위상천이기(230)는 연산증폭기를 이용한 올패스필터(all pass filter)로 구현될 수 있다.The phase shifter 230 shifts the phase of the square wave V C1 converted by the first comparator 210 . More specifically, the phase shifter 230 shifts the phase of the square wave V C1 converted by the first comparator 210 by 90°. Referring to FIG. 3 , the square wave V C1 converted by the first comparator 210 is phase-shifted square wave V S moves the square wave V C1 on the time axis by 1/4 period, that is, the phase It can be seen that this is converted into a 90° shifted square wave. The phase shifter 230 may be implemented as an all-pass filter using an operational amplifier.

제1 차분파생성기(240)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)와 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)간의 차분을 나타내는 차분파(difference wave)(D1)를 생성한다. 차분파(D1)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)의 파형의 값과 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)의 파형의 값의 차이에 따르는 값을 갖는 구형파이다. 제1 차분파생성기(240)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)와 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)를 비교하여 구형파(VC1)와 구형파(VC2)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VC1)와 구형파(VC2)의 값이 다른 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파를 차분파(D1)로 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 차분파생성기(240)는 XOR 논리게이트를 이용하여 구현될 수 있다.The first differential wave generator 240 is a difference wave representing the difference between the square wave V C1 converted by the first comparator 210 and the square wave V C2 converted by the second comparator 220 . (D 1 ) is created. The differential wave D 1 is the value of the waveform of the square wave V C1 converted by the first comparator 210 and the value of the waveform of the square wave V C2 converted by the second comparator 220. It is a square wave with a value. The first differential wave generator 240 compares the square wave V C1 converted by the first comparator 210 with the square wave V C2 converted by the second comparator 220 to compare the square wave V C1 and the square wave. A square wave having a value of 0 in a time interval in which the value of (V C2 ) is the same and a value of 1 in a time interval in which the value of the square wave (V C1 ) and the square wave (V C2 ) is different is generated as a differential wave (D 1 ) do. In an embodiment of the present invention, the first differential wave generator 240 may be implemented using an XOR logic gate.

도 3을 참조하면, 차분파(D1)는 구형파(VC1)와 구형파(VC2)가 동일한 값, 즉 구형파(VC1)와 구형파(VC2)가 각각 하이값을 갖거나, 혹은 각각 로우값을 갖는 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VC1)와 구형파(VC2)가 상이한 값, 즉 구형파(VC1)는 하이값을 갖고 구형파(VC2)는 로우값을 갖는 시간 구간 또는 구형파(VC1)는 로우값을 갖고 구형파(VC2)는 하이값을 갖는 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , in the differential wave D1 , the square wave V C1 and the square wave V C2 have the same value, that is, the square wave V C1 and the square wave V C2 have a high value, or a low value, respectively. In the time interval having a value, it has a value of 0 , and the square wave (V C1 ) and the square wave (V C2 ) have different values, that is, the square wave (V C1 ) has a high value and the square wave (V C2 ) has a low value. Alternatively, it may be confirmed that the square wave V C1 has a low value and the square wave V C2 has a value of 1 in a time interval having a high value.

제2 차분파생성기(250)는 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)와 위상천이기(230)에 의해 위상이 천이된 구형파(VS)간의 차분을 나타내는 차분파(D2)를 생성한다. 차분파(D2)는 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)의 파형의 값과 위상천이기(230)에 의해 천이된 구형파(VS)의 파형의 값의 차이에 따르는 값을 갖는 구형파이다. 제2 차분파생성기(250)는 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)와 위상천이기(230)에 의해 천이된 구형파(VS)를 비교하여 구형파(VC2)와 구형파(VS)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VC2)와 구형파(VS)의 값이 다른 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파를 차분파(D2)로 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 차분파생성기(250)는 XOR 논리게이트를 이용하여 구현될 수 있다.The second differential wave generator 250 is a differential wave D representing the difference between the square wave V C2 converted by the second comparator 220 and the square wave V S whose phase is shifted by the phase shifter 230 . 2 ) is created. The differential wave D 2 is the value of the waveform of the square wave V C2 converted by the second comparator 220 and the value of the waveform of the square wave V S shifted by the phase shifter 230. It is a square wave with a value. The second differential wave generator 250 compares the square wave V C2 converted by the second comparator 220 with the square wave V S shifted by the phase shifter 230 to compare the square wave V C2 and the square wave. A square wave with a value of 0 in the time interval in which the (V S ) value is the same, and a value of 1 in the time interval in which the square wave (V C2 ) and the square wave (V S ) have different values, is generated as a differential wave (D 2 ). do. In an embodiment of the present invention, the second differential wave generator 250 may be implemented using an XOR logic gate.

도 3을 참조하면, 차분파(D2)는 구형파(VC2)와 구형파(VS)가 동일한 값, 즉 구형파(VC2)와 구형파(VS)가 각각 하이값을 갖거나, 혹은 각각 로우값을 갖는 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VC2)와 구형파(VS)가 상이한 값, 즉 구형파(VC2)는 하이값을 갖고 구형파(VS)는 로우값을 갖는 시간 구간 또는 구형파(VC2)는 로우값을 갖고 구형파(VS)는 하이값을 갖는 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.3, the differential wave (D 2) is a square wave (V C2) and a square wave (V S) with the same value, i.e., a square wave (V C2) and a square wave (V S) has or have a respective high value, or respectively In the time interval having a low value, it has a value of 0 , and the square wave (V C2 ) and the square wave (V S ) have different values, that is, the square wave (V C2 ) has a high value and the square wave (V S ) has a low value. It can be seen that the interval or square wave V C2 has a low value and the square wave V S has a value of 1 in a time interval having a high value.

위상차결정모듈(260)은 제1 차분파생성기(240)에 의해 생성된 차분파(D1)와 제2 차분파생성기(250)에 의해 생성된 차분파(D2)에 기초하여 바이패스 교류전압(VB)과 인버터(120)의 출력 교류전압(VI) 간의 위상차를 결정한다.The phase difference determination module 260 bypasses AC voltage based on the differential wave D1 generated by the first differential wave generator 240 and the differential wave D 2 generated by the second differential wave generator 250 . A phase difference between (V B ) and the output AC voltage (V I ) of the inverter 120 is determined.

본 발명의 일 실시예에서, 위상차결정모듈(260)은 제1 평균필터(261), 제2 평균필터(262), 아날로그-디지털 컨버터(263) 및 위상차판별기(264)로 구성될 수 있다. 이하에서는 “인버터(120)의 출력 교류전압”을 간략하게 “인버터 출력 교류 전압”으로 호칭할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the phase difference determining module 260 may include a first average filter 261 , a second average filter 262 , an analog-to-digital converter 263 , and a phase difference determiner 264 . . Hereinafter, the “output AC voltage of the inverter 120” may be briefly referred to as “inverter output AC voltage”.

제1 평균필터(261)는 제1 차분파생성기(240)에 의해 생성된 차분파(D1)를 차분파(D1)의 평균값을 나타내는 DC(Direct Current)파(A1)로 변환한다. 제1 평균필터(261)는 저역통과필터(Low-pass filter)로 구현될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 평균필터(261)에 의해 출력된 파형(A1)은 일정한 상수값을 갖는 DC파로 표현되며, 이때의 일정한 상수값은 차분파(D1)의 평균값을 가지는 것을 확인할 수 있다.The first average filter 261 converts the differential wave D1 generated by the first differential wave generator 240 into a direct current (DC) wave A 1 representing the average value of the differential wave D1 . The first average filter 261 may be implemented as a low-pass filter. Referring to FIG. 3 , the waveform A 1 output by the first average filter 261 is expressed as a DC wave having a constant constant value, and the constant constant value at this time is the average value of the differential wave D 1 . can be checked

제2 평균필터(262)는 제2 차분파생성기(250)에 의해 생성된 차분파(D2)를 차분파(D2)의 평균값을 나타내는 DC파(A2)로 변환한다. 제2 평균필터(262)는 저역통과필터로 구현될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제2 평균필터(262)에 의해 출력된 파형(A2)은 일정한 상수값을 갖는 DC파로 표현되며, 이 때의 일정한 상수값은 차분파(D2)의 평균값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 제1 평균필터(261)에 의해 변환된 DC파(A1)와 제2 평균필터(262)에 의해 변환된 DC파(A2)를 비교하여 보면, 차분파(D2)에 비해 상대적으로 1의 값을 갖는 시간 구간이 많은 차분파(D1)가 제1 평균필터(261)에 의해 변환된 DC파(A1)의 값이 차분파(D2)가 제2 평균필터(262)에 의해 변환된 DC파(A2)보다 큰 상수값을 가지는 것을 확인할 수 있다.The second average filter 262 converts the differential wave D 2 generated by the second differential wave generator 250 into a DC wave A 2 representing an average value of the differential wave D 2 . The second average filter 262 may be implemented as a low-pass filter. Referring to FIG. 3 , the waveform A 2 output by the second average filter 262 is expressed as a DC wave having a constant constant value, and the constant constant value at this time has an average value of the differential wave D 2 . can check that When comparing the DC wave A 1 converted by the first averaging filter 261 and the DC wave A 2 converted by the second averaging filter 262, relatively compared to the differential wave D 2 . A differential wave (D 1 ) having many time sections having a value of 1 is a DC wave (A 1 ) converted by the first averaging filter 261 , the value of a differential wave (D 2 ) is a second averaging filter 262 . It can be confirmed that the DC wave (A 2 ) has a larger constant value than the converted by .

아날로그-디지털 컨버터(263)는 제1 평균필터(261)에 의해 변환된 DC파(A1) 및 제2 평균필터(262)에 의해 변환된 DC파(A2)를 입력받아 각각의 DC파(A1, A2)를 디지털값으로 변환한 상수값(C1, C2)을 출력한다. 예컨대, DC파(A1)가 상수값 0.4를 갖는 DC 파형이고, DC파(A2)가 상수값 0.2를 갖는 DC 파형이라면, 아날로그-디지털 컨버터(263)는 DC파(A1) 및 DC파(A2)을 입력받아 각각에 대해 상수값(C1) 0.4, 상수값(C2) 0.2를 출력할 수 있다.The analog-to-digital converter 263 receives the DC wave A 1 converted by the first average filter 261 and the DC wave A 2 converted by the second average filter 262 and receives each DC wave (A1, A2) is converted to a digital value and the constant value (C1, C2) is output. For example, if the DC wave (A 1 ) is a DC waveform having a constant value of 0.4 and the DC wave (A 2 ) is a DC waveform having a constant value of 0.2, the analog-to-digital converter 263 is a DC wave (A 1 ) and DC A wave (A 2 ) can be input and output a constant value (C 1 ) 0.4 and a constant value (C 2 ) 0.2 for each.

위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1 및 C2)에 기초하여 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)를 판별한다. The phase difference discriminator 264 is based on the constant values C1 and C2 output by the analog-digital converter 263, and the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) to determine

도 9는 상수값(C1) 및 상수값(C2)에 기초하여 위상차판별기(264)에 의해 결정되는 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 기재된 표가 도시된다. 도 9에 의하면, 일 예에서, 위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1)이 0.4, 상수값(C2)가 0.2인 경우, 상수값(C1) 및 상수값(C2)가 0.5보다 작으므로, 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 0°보다는 크고 90°보다는 작거나 같은 것으로 판별한다. 다른 예에서, 위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1)이 0.7, 상수값(C2)가 0.3인 경우, 상수값(C1)은 0.5보다 크고 상수값(C2)은 0.5보다 작은 값을 가지므로, 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 90°보다는 크고 180°보다는 작거나 같은 것으로 판별한다.9 is a constant value (C 1 ) and a constant value (C 2 ) The phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) determined by the phase difference determiner 264 based on the constant value (C 2 ) ) is shown in the table. According to FIG. 9 , in one example, the phase difference discriminator 264 is a constant value C 1 output by the analog-to-digital converter 263 is 0.4 and the constant value C2 is 0.2, the constant value C 1 ) and the constant value (C2) are smaller than 0.5, so the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 0° and smaller than or equal to 90° . In another example, the phase difference determiner 264 is a constant value (C 1 ) output by the analog-digital converter 263 is 0.7, and the constant value (C 2 ) is 0.3, when the constant value (C 1 ) is 0.5 Since it is larger and the constant value (C2) has a value smaller than 0.5 , the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 90° and less than or equal to 180°. to determine

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)에 의해 판별된 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)에 기초하여 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 제어한다. 보다 구체적으로, 인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)에 의해 판별된 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 마이너스(-)방향 또는 플러스(+) 방향으로 이동시켜, 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)이 동기화되도록 한다. 도 9를 참조하면, 인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)에 의해 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 180°보다는 크고 270°보다는 작거나 같은 것으로 판별되면, 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상이 현재 위상에서 플러스(+) 방향으로 이동하도록 인버터 출력 교류전압(VI)을 제어함으로써, 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)를 감소시킨다.Inverter controller 270 is in the by-pass AC voltage (V B) and the inverter output AC voltage (V I) to the inverter output AC voltage (V I) based on the phase difference (θ) of the discrimination by the phase discriminator (264) control the phase. More specifically, the inverter controller 270 determines the inverter output AC voltage (V) according to the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) determined by the phase difference separator 264 . The phase of I ) is moved in the negative (-) direction or the positive (+) direction so that the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) are synchronized. Referring to FIG. 9 , the inverter controller 270 has a phase difference θ between the bypass AC voltage V B and the inverter output AC voltage V I by the phase difference detector 264 is greater than 180° and greater than 270°. When the small or identified as such, by controlling the inverter output AC voltage (V I), the phase of the inverter output ac voltage (V I) so as to move from the current phase in the plus (+) direction, and by-pass the AC voltage (V B) and The phase difference θ of the inverter output AC voltage V I is reduced.

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)에 의해 판별된 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 마이너스(-)방향 또는 플러스(+)방향으로 미리 설정된 각도만큼 이동시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 인버터제어기(270)는 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 3°씩 이동시킬 수 있다. The inverter controller 270 determines the phase of the inverter output AC voltage (V I ) according to the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) determined by the phase difference detector (264). is moved by a preset angle in the minus (-) or plus (+) direction. In an embodiment of the present invention, the inverter controller 270 may shift the phase of the inverter output AC voltage V I by 3°.

인버터제어기(270)에 의해 위상이 이동된 인버터 출력 교류전압(VI)의 파형은 다시 제2 비교기(220)에 의해 구형파(VC2)로 변환되는 과정을 거쳐 위상차판별기(264)에 의해 바이패스 교류전압(VB)과의 위상차(θ)가 판별되고, 인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)에 의해 판별된 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 마이너스(-)방향 또는 플러스(+)방향으로 미리 설정된 각도(예컨대, 3°)만큼 이동시킨다. 이렇게, 위상차판별기(264)에 의한 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ) 판별과 인버터제어기(270)에 의한 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상 이동은 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 미리 설정된 임계값(예컨대, 5°) 이하가 될 때까지 이루어진다. 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상 이동의 중단이 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 0°이 되는 시점이 아니라, 미리 설정된 임계값(예컨대, 5°) 이하가 되는 시점으로 설정되는 것은, 위상차(θ)가 0°이 될 때까지 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 제어하는 경우 위상 동기 기기에 과도한 부하가 인가되어 동기 효율이 저하될 수 있기 때문이다. The waveform of the inverter output AC voltage (V I ) whose phase is shifted by the inverter controller 270 is again converted into a square wave (V C2 ) by the second comparator 220 by the phase difference discriminator 264 . The phase difference θ with the bypass AC voltage V B is determined, and the inverter controller 270 determines the bypass AC voltage V B and the inverter output AC voltage V I ), the phase of the inverter output AC voltage (V I ) is shifted by a preset angle (eg, 3°) in the negative (-) direction or the positive (+) direction according to the phase difference θ. To do this, the phase difference discriminator by-pass AC voltage according to (264) (V B) and the inverter output AC voltage (V I) a phase difference (θ) is determined and the inverter output AC voltage by the inverter controller (270) (V I) of the The phase shift is performed until the phase difference θ between the bypass AC voltage V B and the inverter output AC voltage V I becomes less than or equal to a preset threshold value (eg, 5°). The interruption of the phase shift of the inverter output ac voltage (V I), not when the phase difference (θ) of the by-pass AC voltage (V B) and the inverter output AC voltage (V I) is that a 0 °, a preset threshold value ( For example, when the phase of the inverter output AC voltage (V I ) is controlled until the phase difference (θ) becomes 0°, an excessive load is applied to the phase-locking device to achieve synchronization efficiency This is because it can be lowered.

도 3 내지 도 8은 도 2에 도시된 위상 동기 기기의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다. 이하에서는 서로 다른 위상차(θ)의 상황에서 위상 동기 기기(100)의 각 구성의 출력신호를 도시한 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 위상 동기 기기의 동작을 살펴보도록 한다.3 to 8 are diagrams illustrating output signals of each component of the phase-locking device shown in FIG. 2 . Hereinafter, the operation of the phase-locked device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8 showing output signals of each component of the phase-locked device 100 in a situation of different phase differences θ. .

도 3은 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 0°보다는 크고 90°보다는 작거나 같은 경우의 위상 동기 기기(100)의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다.3 is an output signal of each component of the phase synchronization device 100 when the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 0° and less than or equal to 90° is a diagram showing

제1 비교기(210)는 바이패스 교류전압(VB)을 감지하여 바이패스 교류전압(VB)의 파형이 영(0)전위 보다 큰 시간 구간에서는 하이값(예컨대, 5V)을 갖고, 영(0)전위 보다 작은 시간 구간에서는 로우값(예컨대, 0V)를 갖는 구형파(VC1)로 변환한다. 제2 비교기(220)는 의해 인버터 출력 교류전압(VI)을 감지하여 인버터 출력 교류전압(VI)의 파형이 영(0)전위 보다 큰 시간 구간에서는 하이값(예컨대, 5V)을 갖고, 영(0)전위 보다 작은 시간 구간에서는 로우값(예컨대, 0V)를 갖는 구형파(VC2)로 변환한다. 위상천이기(230)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)을 90°위상천이시켜 구형파(VS)로 변환한다.The first comparator 210 in the by-pass AC voltage (V B) by detecting the large time period than the waveform in the potential of zero (0) in the by-pass AC voltage (V B) has a high value (e.g., 5V), Spirit In a time interval smaller than (0) potential, it is converted into a square wave (V C1 ) having a low value (eg, 0V). The second comparator 220 is in by the waveform is larger window size than the zero potential by detecting the inverter output AC voltage (V I), the inverter output AC voltage (V I) has a high value (e.g., 5V), In a time interval smaller than the zero (0) potential, it is converted into a square wave (V C2 ) having a low value (eg, 0V). The phase shifter 230 converts the square wave V C1 converted by the first comparator 210 by 90° phase shift to convert it into a square wave V S .

제1 차분파생성기(240)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)와 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)를 입력받아 구형파(VC1)와 구형파(VC2)를 비교하여, 구형파(VC1)와 구형파(VC2)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VC1)와 구형파(VC2)의 값이 상이한 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 차분파(D1)를 생성한다. 제2 차분파생성기(250)는 제2 비교기(220)에 의해 변환된 구형파(VC2)와 위상천이기(230)에 의해 위상이 천이된 구형파(VS)를 입력받아 구형파(VC2)와 구형파(VS)를 비교하여, 구형파(VC2)와 구형파(VS)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VC2)와 구형파(VS)의 값이 상이한 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 차분파(D2)를 생성한다.The first differential wave generator 240 receives the square wave V C1 converted by the first comparator 210 and the square wave V C2 converted by the second comparator 220 , and receives the square wave V C1 and the square wave Comparing (V C2 ), the square wave (V C1 ) and the square wave (V C2 ) have a value of 0 in the same time interval, and in the time interval where the square wave (V C1 ) and the square wave (V C2 ) have different values. A differential wave D 1 having a value of 1 is generated. The second differential wave generator 250 receives the square wave V C2 converted by the second comparator 220 and the square wave V S whose phase is shifted by the phase shifter 230 as input, and the square wave V C2 ) and square wave (V S ), the square wave (V C2 ) and the square wave (V S ) have a value of 0 in the same time interval, and the value of the square wave (V C2 ) and the square wave (V S ) is different. In the section, a differential wave D 2 having a value of 1 is generated.

제1 평균필터(261)는 제1 차분파생성기(240)에 의해 생성된 차분파(D1)를 차분파(D1)의 평균값을 나타내는 DC파(A1)로 변환하고, 제2 평균필터(262)는 제2 차분파생성기(250)에 의해 생성된 차분파(D2)를 차분파(D2)의 평균값을 나타내는 DC파(A2)로 변환한다. The first average filter 261 converts the differential wave D 1 generated by the first differential wave generator 240 into a DC wave A 1 representing the average value of the differential wave D 1 , and the second average The filter 262 converts the differential wave D 2 generated by the second differential wave generator 250 into a DC wave A 2 representing an average value of the differential wave D 2 .

아날로그-디지털 컨버터(263)는 제1 평균필터(261)에 의해 변환된 DC파(A1) 및 제2 평균필터(262)에 의해 변환된 DC파(A2)를 입력받아 각각의 DC파(A1 및 A2)를 디지털값으로 변환한 상수값(C1 및 C2)을 출력한다. 도 3에서 확인할 수 있듯이, DC파(A1) 및 DC파(A2)가 변환된 상수값(C1) 및 상수값(C2) 모두 0.5 미만의 값을 갖는 것을 알 수 있다. 위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1) 및 상수값(C2) 모두 0.5 미만의 값을 가지므로, 도 9에 도시된 위상차 판별 알고리즘에 따라 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 0°보다는 크고 90°보다는 작거나 같은 것으로 판별한다.The analog-to-digital converter 263 receives the DC wave A 1 converted by the first average filter 261 and the DC wave A 2 converted by the second average filter 262 and receives each DC wave The constant values (C1 and C2) obtained by converting (A1 and A2) into digital values are output. As can be seen in FIG. 3 , it can be seen that both the DC wave (A 1 ) and the DC wave (A 2 ) have a converted constant value (C 1 ) and a constant value (C 2 ) of less than 0.5. The phase difference discriminator 264 has a constant value (C 1 ) and a constant value (C 2 ) output by the analog-digital converter 263 both have a value less than 0.5, according to the phase difference discrimination algorithm shown in FIG. It is determined that the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 0° and less than or equal to 90°.

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)의 위상차판별 결과에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 마이너스(-) 방향으로 미리 설정된 각도(예컨대, 3°) 이동시킨다. 인버터제어기(270)에 의해 위상이 이동된 인버터 출력 교류전압(VI)은 바이패스 교류전압(VB)과의 위상차 판별 및 판별 결과에 따른 위상 이동을 반복하면서 바이패스 교류전압(VB)과 위상이 동기화된다.The inverter controller 270 moves the phase of the inverter output AC voltage V I in the negative (-) direction by a preset angle (eg, 3°) according to the phase difference discrimination result of the phase difference detector 264 . The inverter output AC voltage (V I ) whose phase is shifted by the inverter controller (270) is the bypass AC voltage (V B ) while repeating the phase shift according to the phase difference discrimination and the determination result from the bypass AC voltage (V B ) and phase are synchronized.

도 4 내지 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 위상 동기 기기의 제1 비교기(210), 제2 비교기(220), 위상천이기(230), 제1 차분파생성기(240), 제2 차분파생성기(250), 제1 평균필터(261), 제2 평균필터(262) 및 아날로그-디지털 컨버터(263)에 대한 설명은 도 3에 도시된 것과 다르지 않으므로, 기재가 장황해지는 것을 방지하기 위해 이하 도 4 내지 도 8에 대한 설명에서는 도 3에 기재된 것으로 갈음하기로 한다.The first comparator 210 , the second comparator 220 , the phase shifter 230 , the first differential wave generator 240 , and the first comparator 210 , the second comparator 220 , The description of the second differential wave generator 250, the first average filter 261, the second average filter 262, and the analog-to-digital converter 263 is not different from that shown in FIG. 3, and thus the description is prevented from being redundant. In order to do so, the description of FIGS. 4 to 8 will be substituted for that described in FIG. 3 .

도 4는 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 90°보다는 크고 180°보다는 작거나 같은 경우의 위상 동기 기기(100)의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다. 4 is an output signal of each component of the phase synchronization device 100 when the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 90° and less than or equal to 180° is a diagram showing

위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1)이 0.5 보다 크고, 상수값(C2)이 0.5 보다 작은 값을 가지므로, 도 9에 도시된 위상차 판별 알고리즘에 따라 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 90°보다는 크고 180°보다는 작거나 같은 것으로 판별한다.Since the phase difference discriminator 264 has a constant value C 1 output by the analog-digital converter 263 is greater than 0.5, and the constant value C 2 has a value smaller than 0.5, the phase difference shown in FIG. According to the discrimination algorithm, the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is determined to be greater than 90° and less than or equal to 180°.

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)의 위상차판별 결과에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 마이너스(-) 방향으로 미리 설정된 각도(예컨대, 3°) 이동시킨다. The inverter controller 270 moves the phase of the inverter output AC voltage V I in the negative (-) direction by a preset angle (eg, 3°) according to the phase difference discrimination result of the phase difference detector 264 .

도 5는 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 180°일 때의 위상 동기 기기(100)의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating output signals of each configuration of the phase-locking device 100 when the phase difference θ between the bypass AC voltage V B and the inverter output AC voltage V I is 180°.

위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1)이 1이고, 상수값(C2)이 0.5를 가지므로, 도 9에 도시된 위상차 판별 알고리즘에 따라 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 180°인 것으로 판별한다.The phase difference discriminator 264 has a constant value (C 1 ) output by the analog-digital converter 263 is 1, and the constant value (C 2 ) has 0.5, so according to the phase difference discrimination algorithm shown in FIG. It is determined that the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is 180°.

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)의 위상차판별 결과에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 마이너스(-) 방향 또는 플러스(+) 방향으로 미리 설정된 각도(예컨대, 3°) 이동시킨다. 위상차판별기(264)에 의해 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 180°로 판별된 경우, 인버터제어기(270)가 인버터 출력 교류전압(VI)을 마이너스(-) 방향으로 이동시킬지 플러스(+) 방향으로 이동시킬지는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.The inverter controller 270 adjusts the phase of the inverter output AC voltage (V I ) in the negative (-) direction or the positive (+) direction according to the phase difference determination result of the phase difference detector 264 at a preset angle (eg, 3°) move When the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is determined to be 180° by the phase difference determiner 264 , the inverter controller 270 controls the inverter output AC voltage (V) Whether to move I ) in the minus (-) direction or the plus (+) direction may be preset by the user.

도 6은 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 180°보다는 크고 270°보다는 작거나 같은 경우의 위상 동기 기기(100)의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다. 6 is an output signal of each component of the phase synchronization device 100 when the phase difference (θ) of the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 180° and less than or equal to 270° is a diagram showing

위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1) 및 상수값(C2)가 모두 0.5 보다 큰 값을 가지므로, 도 9에 도시된 위상차 판별 알고리즘에 따라 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 180°보다는 크고 270°보다는 작거나 같은 것으로 판별한다.Since the phase difference discriminator 264 has a constant value (C 1 ) and a constant value (C 2 ) output by the analog-digital converter 263 both have a value greater than 0.5, in the phase difference discrimination algorithm shown in FIG. Accordingly, it is determined that the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 180° and less than or equal to 270°.

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)의 위상차판별 결과에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 플러스(+) 방향으로 미리 설정된 각도(예컨대, 3°) 이동시킨다. The inverter controller 270 moves the phase of the inverter output AC voltage V I by a preset angle (eg, 3°) in the positive (+) direction according to the phase difference discrimination result of the phase difference detector 264 .

도 7은 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 180°보다는 크고 270°보다는 작거나 같은 경우의 위상 동기 기기(100)의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다. 7 is an output signal of each component of the phase synchronization device 100 when the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is greater than 180° and less than or equal to 270° is a diagram showing

위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1)이 0.5 미만의 값을 가지고, 상수값(C2)가 0.5 보다 큰 값을 가지므로, 도 9에 도시된 위상차 판별 알고리즘에 따라 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 270°보다는 크고 360°보다는 작거나 같은 것으로 판별한다.Since the phase difference separator 264 has a constant value C 1 output by the analog-digital converter 263 has a value less than 0.5, and the constant value C 2 has a value greater than 0.5, in FIG. According to the phase difference determination algorithm shown, the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is determined to be greater than 270° and less than or equal to 360°.

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)의 위상차판별 결과에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상을 플러스(+) 방향으로 미리 설정된 각도(예컨대, 3°) 이동시킨다. The inverter controller 270 moves the phase of the inverter output AC voltage V I by a preset angle (eg, 3°) in the positive (+) direction according to the phase difference discrimination result of the phase difference detector 264 .

도 8은 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 0°인 경우의 위상 동기 기기(100)의 각 구성의 출력신호를 도시한 도면이다. 8 is a diagram illustrating output signals of each configuration of the phase-locking device 100 when the phase difference θ between the bypass AC voltage V B and the inverter output AC voltage V I is 0°.

위상차판별기(264)는 아날로그-디지털 컨버터(263)에 의해 출력된 상수값(C1)이 0의 값을 가지고, 상수값(C2)가 0.5의 가지므로, 도 9에 도시된 위상차 판별 알고리즘에 따라 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 0°, 즉 동기화가 이루어진 것으로 판별한다.The phase difference discriminator 264 has a constant value (C 1 ) output by the analog-digital converter 263 has a value of 0, and a constant value (C 2 ) has a value of 0.5, so the phase difference discrimination shown in FIG. 9 According to the algorithm, the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is 0°, that is, it is determined that synchronization is achieved.

인버터제어기(270)는 위상차판별기(264)의 위상차판별 결과에 따라 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상 이동시키지 않는다. The inverter controller 270 does not shift the phase of the inverter output AC voltage V I according to the phase difference determination result of the phase difference determiner 264 .

한편, 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차(θ)가 0°인 경우와 180°인 경우에 상수값(C2)은 모두 0.5로 동일하다. 이는, 본 발명의 실시예에 따른 위상 동기 기기(100)의 위상 동기 판별 방법이 180°를 기준으로 대칭되기 때문이다. 본 발명의 실시예에 따르는 위상 동기 기기(100)는 상수값(C2) 뿐 아니라 상수값(C1)도 함께 고려하여 위상차를 판별함으로써 위상차(θ)가 0°인 경우와 180°인 경우를 구분할 수 있다.On the other hand, when the phase difference (θ) between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ) is 0° and 180°, the constant value (C 2 ) is the same as 0.5 for both. This is because the phase synchronization determination method of the phase synchronization device 100 according to the embodiment of the present invention is symmetric with respect to 180°. The phase synchronization device 100 according to the embodiment of the present invention determines the phase difference by considering not only the constant value C 2 , but also the constant value C 1 , when the phase difference θ is 0° and 180°. can be distinguished.

본 발명의 실시예에 따른 위상 동기 기기(100)에 의하면, 빠르게 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI)의 위상차를 판별하고 제어할 수 있으며, 보다 간단한 회로로 구현 가능하여 비용면에서도 이점이 있다.According to the phase synchronization device 100 according to the embodiment of the present invention, it is possible to quickly determine and control the phase difference between the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I ), and can be implemented with a simpler circuit Therefore, there is an advantage in terms of cost.

한편, 근래에는 무정전 전원 공급 장치의 신뢰성을 높이기 위해서 또는 용량을 증가시키기 위해 도 10에 도시된 것과 같은 병렬 운전하는 무정전 전원장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 도 10을 참조하여 살펴보면, 병렬 운전하는 무정전 전원장치는 대표적으로 제1 정류기(1010), 제2 정류기(1020), 제1 인버터(1030), 제2 인버터(1040) 및 배터리(130)로 구성된다. 병렬 운전하는 무정전 전원장치는 이러한 대표적인 구성요소 외에 제1 정류기(1010), 제2 정류기(1020), 제1 인버터(1030), 제2 인버터(1040)의 동작을 제어하느 제어기, 각종 스위치 등 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.On the other hand, in recent years, in order to increase the reliability or capacity of the uninterruptible power supply, the demand for an uninterruptible power supply device operated in parallel as shown in FIG. 10 is increasing. Referring to FIG. 10 , an uninterruptible power supply device operated in parallel is typically composed of a first rectifier 1010 , a second rectifier 1020 , a first inverter 1030 , a second inverter 1040 , and a battery 130 . do. In addition to these representative components, the uninterruptible power supply device that operates in parallel includes a controller for controlling the operation of the first rectifier 1010 , the second rectifier 1020 , the first inverter 1030 , and the second inverter 1040 , various switches, etc. It may further include a component.

제1 정류기(1010) 및 제2 정류기(1020)는 무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 전원으로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 제1 인버터(1030) 및 제2 인버터(1040)는 제1 정류기(1010) 및 제2 정류기(1020)에 의해 변환된 직류 전력 또는 배터리(130)로부터 공급된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 교류 부하에 공급한다. 이하에서는, 제1 인버터(1030)에 의해 변환되어 출력된 교류전력을 제1 인버터 출력 교류전력으로, 제1 인버터(1030)에 의해 변환되어 출력된 교류전력의 교류전압을 제1 인버터 출력 교류전압(VI1)으로 지칭하고, 제2 인버터(1040)에 의해 변환되어 출력된 교류전력을 제2 인버터 출력 교류전력으로, 제2 인버터(1040)에 의해 변환되어 출력된 교류전력의 교류전압을 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)으로 지칭할 수 있다.The first rectifier 1010 and the second rectifier 1020 convert AC power from an external power supply for supplying power to the uninterruptible power supply device into DC power, and the first inverter 1030 and the second inverter 1040 are The DC power converted by the first rectifier 1010 and the second rectifier 1020 or the DC power supplied from the battery 130 is converted into AC power and supplied to the AC load. Hereinafter, the AC power converted by the first inverter 1030 is converted into the first inverter output AC power, and the AC voltage of the AC power converted and output by the first inverter 1030 is converted to the first inverter output AC voltage. (V I1 ), the AC power converted and output by the second inverter 1040 is converted to the second inverter output AC power, and the AC voltage of the AC power converted and output by the second inverter 1040 is subtracted 2 It can be referred to as the inverter output AC voltage (V I2 ).

병렬운전 하는 무정전 전원장치 또한 바이패스 공급모드에서 인버터 공급모드로 전환 시 바이패스 교류전압(VB)의 위상, 제1 인버터 출력 교류전압 및 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)의 위상이 동기화되어야 한다. When the uninterruptible power supply unit operated in parallel is also switched from the bypass supply mode to the inverter supply mode, the phase of the bypass AC voltage (V B ), the first inverter output AC voltage and the second inverter output AC voltage (V I2 ) are synchronized should be

본 발명의 다른 실시예에 따르는 위상 동기 기기(100)는 병렬 운전하는 무정전 전원장치의 바이패스 교류전압(VB), 제1 인버터 출력 교류전압(VI1) 및 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)을 센싱하고, 센싱된 바이패스 교류전압(VB), 제1 인버터 출력 교류전압(VI1) 및 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)에 기초하여 바이패스 교류전압(VB), 제1 인버터 출력 교류전압(VI1) 및 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)의 위상을 제어함으로써, 병렬운전 하는 무정전 전원장치의 동작이 바이패스 공급모드에서 인버터 공급모드로 전환 시 바이패스 교류전압(VB)을 추종하여 제1 인버터 출력 교류 전압(VI1) 및 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)의 위상을 동기화시킨다.The phase-locking device 100 according to another embodiment of the present invention has a bypass AC voltage (V B ), a first inverter output AC voltage (V I1 ) and a second inverter output AC voltage (V) of an uninterruptible power supply device operating in parallel. I2 ) is sensed, and the sensed bypass AC voltage (V B ), the first inverter output AC voltage (V I1 ), and the second inverter output AC voltage (V I2 ) are bypassed based on the AC voltage (V B ), By controlling the phases of the first inverter output AC voltage (V I1 ) and the second inverter output AC voltage (V I2 ), the operation of the uninterruptible power supply unit operated in parallel is bypassed AC when the operation is switched from the bypass supply mode to the inverter supply mode The phase of the first inverter output AC voltage V I1 and the second inverter output AC voltage V I2 is synchronized by following the voltage V B .

도 11은 병렬운전 하는 무정전 전원장치에서의 위상 동기 기기의 구성도이다. 도 11을 참조하여 살펴보면, 병렬운전 하는 무정전 전원장치에서의 위상 동기 기기는 정전판별회로(1160), 제1 비교기(210), 제2 비교기(220), 제3 비교기(1110), 위상천이기(230), 제1 차분파생성기(240), 제2 차분파생성기(250), 제3 차분파생성기(1120), 제4 차분파생성기(1130), 제1 위상차결정모듈(260), 제2 위상차결정모듈(1140), 제1 인버터제어기(270) 및 제2 인버터제어기(1150)로 구성된다. 여기서, 제1 위상차결정모듈(260) 및 제1 인버터제어기(270)는 단일 운전 무정전 전원장치의 위상차결정모듈(260) 및 인버터제어기(270)에 대응한다.11 is a block diagram of a phase-locked device in an uninterruptible power supply operating in parallel. Referring to FIG. 11 , the phase-lock device in the uninterruptible power supply device operated in parallel includes a power failure discrimination circuit 1160 , a first comparator 210 , a second comparator 220 , a third comparator 1110 , and a phase shifter. (230), first differential wave generator 240, second differential wave generator 250, third differential wave generator 1120, fourth differential wave generator 1130, first phase difference determining module 260, first It is composed of two phase difference determining module 1140 , a first inverter controller 270 and a second inverter controller 1150 . Here, the first phase difference determining module 260 and the first inverter controller 270 correspond to the phase difference determining module 260 and the inverter controller 270 of the single operation uninterruptible power supply.

이하에서는, 설명이 장황해지는 것을 방지하기 위해 단일 운전하는 무정전 전원장치에서의 위상 동기 기기와 비교하여 상이한 부분에 대해서만 설명하도록 한다.Hereinafter, in order to prevent the description from being verbose, only the different parts will be described compared to the phase-locked device in the uninterruptible power supply that operates in a single operation.

정전판별회로(1160)는 무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 상용전원으로부터 전력을 공급받지 못하는 정전 상황이 발생하였는지 여부를 판별하고, 판별 결과에 따라 제1 비교기(210)에 입력되는 전압을 결정한다. 보다 구체적으로, 정전판별회로(1160)는 무정전 전원장치에 외부 상용전원이 인가되고 있으면(즉, 정전이 아닌 경우), 제1 비교기(210)에 의해 바이패스 교류전압(VB)의 파형이 변환되도록 한다. 반면, 정전판별회로(1160)는 정전으로 인해 외부 상용전원이 인가되지 않음이 결정되면, 제1 비교기(210)에 의해 제1 인버터 출력 교류전압(VI1) 또는 제2 인버터 출력 교류전압(VI2) 중 미리 설정된 하나의 전압의 파형이 변환되도록 한다.The power failure determination circuit 1160 determines whether a power outage occurs in which power is not supplied from an external commercial power supply that supplies power to the uninterruptible power supply device, and determines the voltage input to the first comparator 210 according to the determination result do. More specifically, when the external commercial power is applied to the uninterruptible power supply device (that is, when there is no power outage), the power failure determination circuit 1160 bypasses the AC voltage V B by the first comparator 210 . to be converted On the other hand, when it is determined that the external commercial power is not applied due to the power failure, the power failure discrimination circuit 1160 determines the first inverter output AC voltage V I1 or the second inverter output AC voltage V by the first comparator 210 . The waveform of one preset voltage among I2 ) is converted.

제3 차분파생성기(1120)는 제1 비교기(210)에 의해 변환된 구형파(VC1)와 제3 비교기(1110)에 의해 변환된 구형파(VC3)를 비교하여 구형파(VC1)와 구형파(VC3)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VC1)와 구형파(VC3)의 값이 다른 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파를 차분파(D3)로 생성한다. The third differential wave generator 1120 compares the square wave V C1 converted by the first comparator 210 with the square wave V C3 converted by the third comparator 1110 to compare the square wave V C1 and the square wave. (V C3 ) has a value of 0 in the same time interval, and in the time interval where the square wave (V C1 ) and the square wave (V C3 ) have different values, a square wave having a value of 1 is generated as a differential wave (D 3 ) do.

제4 차분파생성기(1130)는 위상천이기(230)에 의해 천이된 구형파(VS)와 제3 비교기(1110)에 의해 변환된 구형파(VC3)를 비교하여 구형파(VS)와 구형파(VC3)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 구형파(VS)와 구형파(VC3)의 값이 다른 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파를 차분파(D4)로 생성한다. The fourth differential wave generator 1130 compares the square wave V S shifted by the phase shifter 230 with the square wave V C3 transformed by the third comparator 1110 to compare the square wave V S and the square wave. (V C3 ) has a value of 0 in the same time interval, and a square wave having a value of 1 in a time interval in which the square wave (V S ) and the square wave (V C3 ) have different values is generated as a differential wave (D 4 ) do.

제2 위상차결정모듈(1140)은 제3 차분파생성기(1120)에 의해 생성된 차분파(D3)와 제4 차분파생성기(1130)에 의해 생성된 차분파(D4)에 기초하여 바이패스 교류전압(VB)과 제2 인버터의 출력 교류전압(VI2) 간의 위상차를 결정한다.The second phase difference determining module 1140 is based on the differential wave D 3 generated by the third differential wave generator 1120 and the differential wave D 4 generated by the fourth differential wave generator 1130 . A phase difference between the pass AC voltage (V B ) and the output AC voltage (V I2 ) of the second inverter is determined.

본 발명의 일 실시예에서, 제2 위상차결정모듈(1140)은 제3 평균필터(1141), 제4 평균필터(1142), 제2아날로그-디지털 컨버터(1143) 및 제2 위상차판별기(1144)로 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second phase difference determining module 1140 includes a third average filter 1141 , a fourth average filter 1142 , a second analog-to-digital converter 1143 , and a second phase difference separator 1144 . ) can be composed of

제3 평균필터(1141)는 제3 차분파생성기(1120)에 의해 생성된 차분파(D3)를 차분파(D3)의 평균값을 나타내는 DC파(A3)로 변환하고, 제4 평균필터(1142)는 제4 차분파생성기(1130)에 의해 생성된 차분파(D4)를 차분파(D4)의 평균값을 나타내는 DC파(A4)로 변환한다.The third average filter 1141 converts the differential wave D 3 generated by the third differential wave generator 1120 into a DC wave A 3 representing the average value of the differential wave D 3 , and the fourth average The filter 1142 converts the differential wave D 4 generated by the fourth differential wave generator 1130 into a DC wave A 4 representing the average value of the differential wave D 4 .

제2아날로그-디지털 컨버터(1143)는 제3 평균필터(1141)에 의해 변환된 DC파(A3) 및 제4 평균필터(1142)에 의해 변환된 DC파(A4)를 입력받아 각각의 DC파(A3 및 A4)를 디지털값으로 변환한 상수값(C3및 C4)을 출력한다. The second analog-to-digital converter 1143 receives the DC wave A 3 converted by the third averaging filter 1141 and the DC wave A 4 converted by the fourth averaging filter 1142 and receives each DC waves (A 3 and A 4 ) are converted to digital values and constant values (C 3 and C 4 ) are output.

제2 위상차판별기(1144)는 도 9에 도시된 표의 알고리즘에 따라 위상차판별기(264)는 제2아날로그-디지털 컨버터(1143)에 의해 출력된 상수값(C3 및 C4)에 기초하여 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI2)의 위상차(θ)를 판별한다. The second phase difference discriminator 1144 bypasses the phase difference discriminator 264 based on the constant values C3 and C4 output by the second analog-to-digital converter 1143 according to the algorithm of the table shown in FIG. 9 . A phase difference (θ) between the AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I2 ) is determined.

제2 인버터제어기(1150)는 제2 위상차판별기(1144)에 의해 판별된 바이패스 교류전압(VB)과 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)의 위상차(θ)에 기초하여 도 9에 도시된 표의 알고리즘에 따라 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)의 위상을 제어한다.The second inverter controller 1150 is shown in FIG. 9 based on the phase difference θ between the bypass AC voltage V B and the second inverter output AC voltage V I2 determined by the second phase difference separator 1144 The phase of the second inverter output AC voltage (V I2 ) is controlled according to the algorithm of the table shown.

본 실시예에 따른 병렬운전하는 무정전 전원장치의 위상 동기 기기(100)에 의하면, 제1 인버터제어기(270)에 의해 바이패스 교류전압(VB)과 제1 인버터 출력 교류전압(VI1)이 동기화되고, 제2 인버터제어기(1150)에 의해 바이패스 교류전압(VB)과 인버터 출력 교류전압(VI2)이 동기화되므로, 결국 바이패스 교류전압(VB), 제1 인버터 출력 교류전압(VI1) 및 제2 인버터 출력 교류전압(VI2)이 동기화된다.According to the phase synchronous device 100 of the uninterruptible power supply device operating in parallel according to the present embodiment, the bypass AC voltage (V B ) and the first inverter output AC voltage (V I1 ) by the first inverter controller 270 are Synchronized, and the bypass AC voltage (V B ) and the inverter output AC voltage (V I2 ) are synchronized by the second inverter controller 1150, so that the bypass AC voltage (V B ), the first inverter output AC voltage ( V I1 ) and the second inverter output AC voltage (V I2 ) are synchronized.

한편, 정전판별회로(1160)에 의해 무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 전원으로부터 전력을 공급받지 못하는 정전 상황이 발생된 것으로 판별되고, 이에 따라 바이패스 교류전압(VB)을 대신하여 제1 인버터 출력 교류전압(VI1) 또는 제2 인버터 출력 교류전압(VI2) 중 미리 설정된 어느 하나의 전압이 제1 비교기(210)에 의해 변환되는 경우, 미리 설정된 어느 하나의 인버터 출력 전압의 위상을 추종하여 다른 하나의 인버터 출력 전압의 위상이 동기화되므로, 병렬 운전하는 무정전 전원장치의 두 개의 인버터의 출력 전압의 위상이 서로 동기화되어 동작할 수 있다. On the other hand, it is determined that the power failure situation does not receive power from an external power source for supplying power to an uninterruptible power supply by the power failure determination circuit 1160 is generated, whereby a first in place of the by-pass AC voltage (V B) in accordance with When any one of the inverter output AC voltage (V I1 ) or the second inverter output AC voltage (V I2 ) is converted by the first comparator 210 in advance, the phase of any one preset inverter output voltage is Since the phases of the output voltages of the other inverter are synchronized by following, the phases of the output voltages of the two inverters of the uninterruptible power supply operating in parallel can be operated in synchronization with each other.

본 실시예에 따른 병렬운전하는 무정전 전원장치의 위상 동기 기기(100)에 따르면, 병렬운전하는 무정전 전원장치에서도 제1 인버터(1030) 및 제2 인버터(1040) 사이에 순환전류를 발생시키지 않으면서 바이패스 동작모드에서 인버터 동작모드로 동작 모드로 안정적으로 전환할 수 있으며, 정전 시에도 두 개의 인버터 중 어느 하나의 인버터를 기준 전압으로 하여 다른 하나의 인버터의 전압의 위상을 추종하도록 함으로써 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.According to the phase synchronization device 100 of the uninterruptible power supply device operating in parallel according to the present embodiment, even in the uninterruptible power supply device operating in parallel, a circulating current is not generated between the first inverter 1030 and the second inverter 1040. It is possible to stably switch from bypass operation mode to inverter operation mode, and even in the event of a power outage, one of the two inverters uses one of the two inverters as a reference voltage to follow the phase of the voltage of the other inverter. can supply

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로해석되어야 할 것이다.So far, preferred embodiments of the present invention have been mainly looked at. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100: 위상 동기 기기
110: 정류기
120: 인버터
210, 220: 제1 비교기, 제2 비교기
230: 위상천이기
240, 250: 제1 차분파생성기, 제2 차분파생성기
261, 262: 제1 평균필터, 제2 평균필터
263: 아날로그-디지털 컨버터
264: 위상차판별기
270: 인버터제어기
100: phase-locked device
110: rectifier
120: inverter
210, 220: first comparator, second comparator
230: phase shifter
240, 250: a first differential waveform generator, a second differential waveform generator
261, 262: first average filter, second average filter
263: analog-to-digital converter
264: phase difference detector
270: inverter controller

Claims (11)

무정전 전원장치의 위상 동기 기기에 있어서,
상기 무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 교류 전원으로부터의 바이패스 교류전압의 파형을 구형파(VC1)로 변환하는 제1 비교기;
상기 무정전 전원장치의 제1 인버터의 출력 교류전압 파형을 구형파(VC2)로 변환하는 제2 비교기;
상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)의 위상을 천이시키는 위상천이기;
상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)간의 차분을 나타내는 차분파(difference wave)(D1)를 생성하는 제1 차분파생성기;
상기 위상천이기에 의해 위상 천이된 구형파(VS)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)간의 차분을 나타내는 차분파(D2)를 생성하는 제2 차분파생성기;
상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)와 상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2)에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정하는 제1 위상차결정모듈;
상기 제1 위상차결정모듈에 의해 결정된 위상차에 따라 상기 제1 인버터의 출력 교류전압의 위상을 제어하는 제1 인터버제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
A phase synchronization device for an uninterruptible power supply, comprising:
a first comparator for converting a waveform of a bypass AC voltage from an external AC power supply for supplying power to the uninterruptible power supply device into a square wave (V C1 );
a second comparator for converting the output AC voltage waveform of the first inverter of the uninterruptible power supply into a square wave (V C2 );
a phase shifter for shifting the phase of the square wave converted by the first comparator (V C1 );
a first difference wave generator for generating a difference wave (D 1 ) representing a difference between the square wave converted by the first comparator (V C1 ) and the square wave converted by the second comparator (V C2 );
a second differential wave generator that generates a differential wave D 2 representing a difference between the phase shifted square wave V S by the phase shifter and the square wave V C2 converted by the second comparator;
The first difference is derived a difference file generated by the group (D 1) and the second difference is derived on the basis of the difference wave (D 2) produced by the group the bypass AC voltage to the first output AC voltage of the inverter. a first phase difference determining module for determining a phase difference between the
and a first inverter controller controlling the phase of the output AC voltage of the first inverter according to the phase difference determined by the first phase difference determining module.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)는 상기 바이패스 교류전압의 파형이 영(0)전위 보다 큰 시간 구간에서는 하이값을 갖고, 영(0)전위 보다 작은 시간 구간에서는 로우값을 갖는 구형파이고,
상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)는 상기 제1 인버터의 출력 교류전압의 파형이 영(0)전위 보다 큰 시간 구간에서는 상기 하이값을 갖고, 영(0)전위 보다 작은 시간 구간에서는 상기 로우값을 갖는 구형파인 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
The method of claim 1,
The square wave V C1 converted by the first comparator has a high value in a time section in which the waveform of the bypass AC voltage is greater than the zero potential, and a low value in a time section smaller than the zero potential. has a spherical wave,
The square wave V C2 converted by the second comparator has the high value in a time section in which the waveform of the output AC voltage of the first inverter is greater than the zero potential, and in a time section smaller than the zero potential. A phase-locked device, characterized in that the square wave having the low value.
제 1 항에 있어서,
상기 위상천이기에 의해 천이된 구형파(VS)는 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)의 위상이 90°천이된 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
The method of claim 1,
The phase shifted square wave (V S ) by the phase shifter is a phase-locked device, characterized in that the phase of the square wave (V C1 ) converted by the first comparator is shifted by 90°.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)는 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)의 값이 상이한 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파이고,
상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2)는 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)와 상기 위상천이기에 의해 천이된 구형파(VS)의 값이 같은 시간 구간에서는 0의 값을 갖고, 상기 제2 비교기에 의해 변환된 구형파(VC2)와 상기 위상천이기에 의해 천이된 구형파(VS)의 값이 상이한 시간 구간에서는 1의 값을 갖는 구형파인 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
The method of claim 1,
The differential wave D 1 generated by the first differential wave generator is a time interval in which the square wave V C1 converted by the first comparator and the square wave V C2 converted by the second comparator have the same value. has a value of 0, and is a square wave having a value of 1 in a time interval in which the values of the square wave (V C1 ) converted by the first comparator and the square wave (V C2 ) converted by the second comparator are different,
The differential wave D 2 generated by the second differential wave generator has the same value of the square wave V C2 converted by the second comparator and the square wave V S shifted by the phase shifter in the same time interval. It has a value of 0 and is a square wave having a value of 1 in a time interval in which the values of the square wave V C2 converted by the second comparator and the square wave V S shifted by the phase shifter are different. phase-locked device.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 위상차결정모듈은 상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)및 상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2) 각각의 평균값에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
The method of claim 1,
The first phase difference determination module of the first differential derivative produced by the group difference wave (D 1) and the second difference derives the resulting difference by the group wave (D 2) to the bypass flow based on the respective average values A phase-locking device, characterized in that the phase difference between the voltage and the output AC voltage of the first inverter is determined.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 위상차결정모듈은
상기 제1 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D1)를 상기 차분파(D1)의 평균값을 나타내는 DC파(A1)로 변환하는 제1 평균필터; 및
상기 제2 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D2)를 상기 차분파(D2)의 평균값을 나타내는 DC파(A2)로 변환하는 제2 평균필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
6. The method of claim 5,
The first phase difference determining module is
a first average filter for converting the differential wave D 1 generated by the first differential wave generator into a DC wave A 1 representing an average value of the differential wave D 1 ; and
and a second average filter for converting the differential wave D 2 generated by the second differential wave generator into a DC wave A 2 representing the average value of the differential wave D 2 . device.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 위상차결정모듈은
상기 제1 평균필터에 의해 변환된 DC파(A1) 및 상기 제2 평균필터에 의해 변환된 DC파(A2) 각각을 디지털신호(C1, C2)로 변환하는 제1 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하고,
상기 디지털신호(C1)는 상기 제1 평균필터에 의해 변환된 DC파(A1)의 평균값을 나타내고, 상기 디지털신호(C2)는 상기 제2 평균필터에 의해 변환된 DC파(A2)의 평균값을 나타내는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
7. The method of claim 6,
The first phase difference determining module is
First analog-digital converting each of the DC wave (A 1 ) converted by the first average filter and the DC wave (A 2 ) converted by the second average filter into digital signals (C 1 , C 2 ) further comprising a converter;
The digital signal C 1 represents an average value of the DC wave A 1 converted by the first average filter, and the digital signal C 2 is the DC wave A 2 converted by the second average filter. ) A phase-locked device, characterized in that it represents the average value of.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 위상차결정모듈은
상기 제1 아날로그-디지털 컨버터에 의해 변환된 디지털 신호(C1, C2) 각각이 나타내는 평균값의 크기에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정하는 제1 위상차판별기; 및
상기 제1 위상차판별기에 의해 결정된 상기 바이패스 교류전압과 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차에 기초하여 상기 제1 인버터의 출력 교류전압의 위상을 천이시킴으로써 상기 제1 인버터의 출력 교류전압을 상기 바이패스 교류전압을 추종하여 동기화시키는 제1 인버터제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
8. The method of claim 7,
The first phase difference determining module is
A first for determining a phase difference between the bypass AC voltage and the output AC voltage of the first inverter based on the magnitude of the average value represented by each of the digital signals C 1 , C 2 converted by the first analog-to-digital converter phase difference detector; and
The output AC voltage of the first inverter is obtained by shifting the phase of the output AC voltage of the first inverter based on the phase difference between the bypass AC voltage determined by the first phase difference separator and the output AC voltage of the first inverter. Phase-locking device, characterized in that it further comprises a first inverter controller for synchronizing by following the bypass AC voltage.
제 1 항에 있어서,
상기 무정전 전원장치의 제2 인버터의 출력 교류전압 파형을 구형파(VC3)로 변환하는 제3 비교기;
상기 제1 비교기에 의해 변환된 구형파(VC1)와 상기 제3 비교기에 의해 변환된 구형파(VC3)간의 차분을 나타내는 차분파(D3)를 생성하는 제3 차분파생성기;
상기 위상천이기에 의해 위상 천이된 구형파(VS)와 상기 제3 비교기에 의해 변환된 구형파(VC3)간의 차분을 나타내는 차분파(D4)를 생성하는 제4 차분파생성기;
상기 제3 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D3)와 상기 제4 차분파생성기에 의해 생성된 차분파(D4)에 기초하여 상기 바이패스 교류전압과 상기 제2 인버터의 출력 교류전압 간의 위상차를 결정하는 제2 위상차결정모듈;
상기 제2 위상차결정모듈에 의해 결정된 위상차에 따라 상기 제2 인버터의 출력 교류전압의 위상을 제어하는 제2 인터버제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
The method of claim 1,
a third comparator for converting the output AC voltage waveform of the second inverter of the uninterruptible power supply into a square wave (V C3 );
a third differential wave generator that generates a differential wave D 3 representing a difference between the square wave V C1 converted by the first comparator and the square wave V C3 converted by the third comparator;
a fourth differential wave generator for generating a differential wave D 4 representing a difference between the phase shifted square wave V S by the phase shifter and the square wave V C3 converted by the third comparator;
The bypass AC voltage and the output AC voltage of the second inverter based on the differential wave D 3 generated by the third differential wave generator and the differential wave D 4 generated by the fourth differential wave generator a second phase difference determination module for determining a phase difference between the two;
and a second inverter controller for controlling the phase of the output AC voltage of the second inverter according to the phase difference determined by the second phase difference determining module.
제 9 항에 있어서,
무정전 전원장치에 전력을 공급하는 외부 교류 전원의 정전 여부를 판별하는 정전판별회로를 더 포함하고,
상기 정전판별회로에 의해 판별된 상기 외부 교류 전원의 정전 여부에 기초하여 상기 바이패스 교류전압, 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 및 상기 제2 인버터의 출력 교류전압 중 어느 하나의 전압의 파형이 상기 제1 비교기에 의해 변환되는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
10. The method of claim 9,
Further comprising a power failure determination circuit for determining whether the power outage of the external AC power supply to the uninterruptible power supply device,
The waveform of any one of the bypass AC voltage, the output AC voltage of the first inverter, and the output AC voltage of the second inverter is displayed on the basis of whether the external AC power is outage determined by the power failure discrimination circuit. A phase-locked device, characterized in that it is converted by a first comparator.
제 10 항에 있어서,
상기 정전판별회로에 의해
상기 외부 교류전원이 정전이 아닌 것으로 판별되면 상기 바이패스 교류전압의 파형이 상기 제1 비교기에 의해 변환되고,
상기 외부 교류전원이 정전인 것으로 판별되면 상기 제1 인버터의 출력 교류전압 또는 상기 제2 인버터의 출력 교류전압 중 미리 설정된 어느 하나의 전압의 파형이 상기 제1 비교기에 의해 변환되도록 하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 기기.
11. The method of claim 10,
by the electrostatic discrimination circuit
When it is determined that the external AC power is not a power failure, the waveform of the bypass AC voltage is converted by the first comparator,
When it is determined that the external AC power is blackout, the waveform of any one preset voltage among the output AC voltage of the first inverter or the output AC voltage of the second inverter is converted by the first comparator phase-locked device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20110122319A (en) * 2010-05-04 2011-11-10 주식회사 팩테크 Method and system for controlling phase-shift dc/dc full-bridge converter
KR20160006309A (en) * 2014-07-08 2016-01-19 주식회사 크로마아이티 Power filtter device with parallel extension
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