KR102374725B1

KR102374725B1 - 인버터 회로 및 이를 이용한 공기조화기 및 냉장고

Info

Publication number: KR102374725B1
Application number: KR1020150083318A
Authority: KR
Inventors: 다츠히사 시무라; 쇼키치 스기야마
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2022-03-16
Also published as: JP2015111999A; KR20160029644A; JP6378982B2

Abstract

DC링크에서의 과전압 또는 과전류의 발생을 억제한 인버터 회로 및 이를 이용한 공기조화기 및 냉장고를 제공한다. 인버터 회로(100)는 3상 교류 전원(PS)으로부터 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부(1)와, 정류부(1)로부터 출력된 직류 전압을 평활화하는 평활화부(2)를 구비한다. 또한, 인버터 회로(100)는 평활화된 직류 전압을 3상 교류 전압으로 변환하여 모터(M)에 공급하는 인버터부(3)를 구비한다. 그리고, 인버터 회로(100)는 정류부(1)와 인버터부(3) 사이의 직류 부분(DC링크(4))에서의 과전압 또는 과전류의 발생을 억제하는 억제부(6)를 구비한다.

Description

인버터 회로 및 이를 이용한 공기조화기 및 냉장고{INVERTER CIRCUIT, AND AIR CONDITIONER AND REFRIGERATOR USING THE SAME}

본 발명은 인버터 회로 및 이를 이용한 공기조화기 및 냉장고에 관한 것이다.

모터 등을 제어하기 위해서 이용되는 인버터 회로는 다이오드 브릿지에 의해 상용 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고, 변환된 직류 전압에 남아 있는 맥류를 평활 콘덴서에 의해 평활화 시키며, 평활화 된 직류 전압을 인버터부에 입력하여 교류 전압으로 만들도록 구성되어 있다.

종래, 모터 등에 인가되는 교류 전압에 남은 맥류가 모터 등의 제어에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 인버터부에 입력되는 직류 전압에 맥류의 진폭이 거의 남아 있지 않은 상태가 될 때까지 평활화 시키고 있었다. 이 때문에, 평활 콘덴서에는 정전 용량이 크고 체적이 큰 것이 이용되고 있었다.

그렇지만, 직류 전압에 남아 있는 맥류의 진폭이 크더라도 모터의 제어에 악영향을 미치지 않게 하는 스위칭 제어 수법이 개발되어 평활 콘덴서의 정전 용량을 종래만큼 크게 하지 않아도 되었다. 따라서, 정전 용량 및 체적이 큰 전해 콘덴서로부터 정전 용량 및 체적이 작은 세라믹 콘덴서나 필름 콘덴서 등으로 치환하는 것이 이루어지고 있다.

특허 문헌 1에는 입력된 3상 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 다이오드 브릿지와, 다이오드 브릿지에 의해 변환된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 출력하는 인버터부와, 다이오드 브릿지의 일측 출력단과 변환부의 일측 입력단 사이에 접속된 인덕터(Ldc)와, 인버터부의 입력단 사이에 접속된 콘덴서(Cdc)를 가지는 LC필터와, 인덕터(Ldc)의 양단 전압을 검출하는 전압 검출부와, 인버터부를 제어하는 제어부를 구비하며, 제어부가 전압 검출부에 의해 검출된 인덕터(Ldc)의 양단 전압에 근거하여 인버터부의 입출력 전압의 전달 특성이 일차 지연계가 되도록 인버터부를 제어하는 인버터 장치가 기재되어 있다.

특허 문헌 2에는 다이오드 소자로 이루어지며 상용 주파수의 교류 계통의 전압을 정류하여 직류 모선에 출력하는 정류회로, 반도체 스위칭 소자로 이루어지며 상기 직류 모선의 전압을 교류로 변환하여 부하에 공급하는 인버터, 상기 직류 모선 사이에 접속된 스위치와 저항기의 직렬체로 이루어지는 전압 클램프 회로, 및 상기 직류 모선 사이에 소정의 과전압을 초과하는 전압이 발생하지 않도록 상기 직류 모선 사이의 전압이 상기 소정 과전압에 도달했을 때 또는 상기 소정 과전압에 도달할 우려가 있을 때, 평상시에 개로(開路)상태에 있는 상기 스위치를 폐로(閉路)하는 스위치 제어 회로를 구비한 전력 변환 장치가 기재되어 있다.

특허 문헌 3에는 3상 교류 전원 및 콘덴서에 접속되는 컨버터 회로의 적어도 2상의 상하 암(Arm)에 설치된 스위칭 소자(Trp, Ttp, Trn, Ttn)의 스위칭과 개폐 릴레이의 개폐를 제어하는 제어부는 컨버터 회로로의 통전 시작 후 돌입전류가 억제 가능해질 때까지 개폐 릴레이를 닫힌 상태로 하고, 1상의 상기 상하 암이 도통 상태가 되며 나머지 상하 암이 비도통 상태가 되도록 스위칭 소자(Trp, Trn, Ttp, Ttn)의 각각의 스위칭을 제어하는 전력 변환 회로가 기재되어 있다.

(특허 문헌 1)일본특허공개2008－29151호 공보 (특허 문헌 2)일보특허공개2010－239736호 공보 (특허 문헌 3)일보특허공개2012－235632호 공보 따라서, 정전 용량이 작은 평활 콘덴서를 이용한 이른바 콘덴서리스(커패시터리스) 인버터 회로에서는 평활 콘덴서의 정전 용량이 큰 경우에는 생기지 않았던 문제가 발생하게 되었다. 즉, 인버터 회로에 직류 전압이 인가되는 부분(DC링크)에 과전압 또는 과전류가 발생할 우려가 있다. 그리고 과전압 또는 과전류에 의해 인버터 회로가 고장 날 우려가 있다.

개시된 발명은 DC(direct current) 링크에서의 과전압 또는 과전류의 발생을 억제할 수 있는 인버터 회로를 제공하는 것이다.

일 측면에 의한 인버터 회로는, 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부로부터 출력되는 직류 전압을 평활화하는 평활화부; 부하에 접속되며 상기 평활화부에 의해서 평활화된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 해당 부하에 출력하는 인버터부; 상기 정류부와 상기 평활화부 사이에 설치되어 상기 평활화부에서의 직류 전압이 인가된 DC링크의 과전압 또는 과전류를 억제하는 억제부;를 구비한다.

이러한 인버터 회로에 있어서, 상기 정류부는 일측 출력 단자와, 공통 전위를 설정하는 공통 전위선에 접속된 타측 출력 단자를 구비하며, 상기 평활화부는 일측 입력 단자와, 상기 공통 전위선에 접속되는 타측 입력 단자를 구비하며, 상기 억제부는, 상기 정류부의 상기 일측 출력 단자와 상기 평활화부의 상기 일측 입력 단자 사이에 설치되는 DC리액터와, 상기 DC리액터와 병렬로 연결되는 저항과 콘덴서의 직렬 회로를 포함할 수 있다.

이에 따라, 억제부는 DC리액터, 저항, 콘덴서라고 하는 수동부품으로 구성되어 있으므로 억제부를 저가로 구성할 수 있다.

또한, 평활부에 소형의 정전 용량이 작은 것을 사용함으로써 인버터 회로를 소형화할 수 있다.

또한, 부하에 의해 발생된 고조파 전류를 억제부에 설치된 DC리액터 및 저항과 콘덴서의 직렬 회로에 의해 억제할 수 있다.

또한, 이러한 인버터 회로에 있어서, 상기 평활화부는 일측 입력 단자와, 공통 전위선에 접속된 타측 입력 단자를 구비하며, 상기 억제부는, 상기 평활화부의 상기 일측 입력 단자와 상기 공통 전위선 사이에 설치된 서지 압소버(Surge Absorber)와 제어 스위치 소자의 직렬 회로와, 상기 DC링크의 전압이 과전압이 되었을 때에, 해당 과전압을 검지하여 상기 제어 스위치 소자를 온(On)으로 설정하는 과전압 검출 수단을 포함할 수 있다.

이에 따라, 인버터 회로가 정상적인 상태일 때 억제부에 의한 소비전력을 삭감할 수 있다.

또한, 서지 압소버는 배리스터인 것을 특징으로 할 수 있다.

이에 따라, 순간 전력의 흡수가 용이하게 이루질 수 있다.

그리고, 상기 억제부에서 상기 서지 압소버의 방전 시작 전압은 상기 과전압 검출 수단이 과전압으로서 검출하는 상기 DC링크의 전압보다 작을 수 있다.

이에 따라, 과전압이 검출되었을 때 과전압의 억제가 안정적으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 과전압 검출 수단은, 상기 DC링크와 상기 공통 전위선 사이에 직렬로 접속되는 제1 저항 및 제2 저항과, 구동 전원과 상기 공통 전위선 사이에 직렬 접속되는 트랜지스터, 제3 저항 및 제4 저항과, 상기 제1 저항과 상기 제2 저항의 접속점에 양(+) 입력 단자가 접속되고, 상기 트랜지스터에 출력 단자가 접속되는 증폭기와, 상기 증폭기의 음(-) 입력 단자와 상기 공통 전위선 사이에 접속되는 참조 전원으로 구성된 과전압 검출 회로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동 전원은 상기 증폭기를 구동하는 전원일 수 있다.

또한, 이러한 인버터 회로에 있어서, 상기 인버터 회로는 R상, S상, T상 및 중성점을 포함하는 3상 교류 전원에 접속되며, 상기 억제부는, 상기 평활화부에 병렬로 접속된 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 직렬 회로와, 상기 3상 교류 전원의 상기 S상 및 상기 T상 각각과 상기 정류부 사이에 설치된 제1 스위치와, 상기 직렬 회로에서의 상기 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 접속점과, 상기 3상 교류 전원의 상기 중성점에 접속된 전류 제한 저항과 제2 스위치의 직렬 회로를 구비할 수 있다.

또한, 상기 평활화부는 평활 콘덴서를 포함하고, 상기 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 정전 용량은 상기 평활 콘덴서의 정전 용량 보다 작을 수 있다.

이에 따라, 제1 스위치 및 제2 스위치에 입력되는 교류 전압의 선간 전압보다 낮은 부품을 사용할 수 있다.

또한, 부하에 의해 발생된 고조파 전류를 억제부에 설치된 2개의 콘덴서의 직류 회로에 의해 억제할 수 있다.

또한, 상기 인버터 회로는 R상, S상 및 T상을 포함하는 3상 교류 전원에 접속되며, 상기 억제부는, 상기 평활화부에 병렬로 접속된 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 직렬 회로와, 상기 3상 교류 전원의 S상 및 T상 각각과 상기 정류부 사이에 설치된 제1 스위치와, 상기 S 상 및 상기 T 상 중 어느 하나와 상기 직렬 회로에서의 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서의 접속점에 접속된 전류 제한 저항과 제2 스위치의 직렬 회로를 구비할 수 있다.

이에 따라, 입력되는 교류 전압이 3상 3선식인 경우에도 적용할 수 있다.

일 측면에 의한 압축기를 포함하는 공기조화기로서, 상기 압축기는, 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부와, 상기 정류부로부터 출력되는 직류 전압을 평활화하는 평활화부와, 부하에 접속되며 상기 평활화부에 의해서 평활화된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 해당 부하에 출력하는 인버터부와, 및 상기 정류부와 상기 평활화부 사이에 설치되어 상기 평활화부에서의 직류 전압이 인가된 DC링크의 과전압 또는 과전류를 억제하는 억제부를 구비하는 인버터 회로를 포함할 수 있다.

일 측면에 의한 압축기를 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 압축기는, 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부와, 상기 정류부로부터 출력되는 직류 전압을 평활화하는 평활화부와, 부하에 접속되며 상기 평활화부에 의해서 평활화된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 해당 부하에 출력하는 인버터부와, 및 상기 정류부와 상기 평활화부 사이에 설치되어 상기 평활화부에서의 직류 전압이 인가된 DC링크의 과전압 또는 과전류를 억제하는 억제부를 포함하는 인버터 회로를 포함할 수 있다.

개시된 발명에 의하면 DC(direct current) 링크에서의 과전압 또는 과전류의 발생을 억제할 수 있는 인버터 회로 및 이를 이용한 공기조화기 및 냉장고를 제공할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태가 적용되는 인버터 회로의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로와 도 3에 도시한 제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로를 비교한 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로의 실제기기에 의한 실측 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 인버터 회로의 3개의 모델(시뮬레이션 모델)에 대해 전원 전류의 주파수 응답 특성을 도시한 도면이다.
도 7은 제1 시뮬레이션 모델에 의한 전원의 전류 파형을 도시한 도면으로, (a)는 제1 시뮬레이션 모델을 도시한 도면, (b)는 전원 전류와 시간의 관계를 도시한 도면이다.
도 8은 제2 시뮬레이션 모델에 의한 전원의 전류 파형을 도시한 도면으로, (a)는 제2 시뮬레이션 모델을 도시한 도면, (b)는 전원 전류와 시간의 관계를 도시한 도면이다.
도 9는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로에 대응하는 제3 시뮬레이션 모델에 의한 전원의 전류 파형을 도시한 도면으로, (a)는 제3 시뮬레이션 모델을 도시한 도면, (b)는 전원 전류의 시간의 관계를 도시한 도면이다.
도 10은 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로의 일례를 도시한 도면이다.
도 11은 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로의 억제부에서의 과전압 검출 회로를 일례로 도시한 도면이다.
도 12는 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로에서의 DC링크의 전압의 일례를 도시한 도면이다.
도 13은 제2 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로에서의 DC링크의 전압의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로의 일례를 도시한 도면이다.
도 15는 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로에 대한 전원 전류를 도시한 도면으로, (a)는 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로, (b)는 제3 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로에 대한 전원 전류이다.
도 16은 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로의 변형예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 이하에 나타내는 복수의 실시 형태의 공통 사항을 설명한다.

본 발명의 실시 형태에서 설명하는 인버터 회로는 예를 들면 에어컨이나 냉장고 등의 압축기에 이용되는 모터 등의 부하에 전력을 공급하기 위해서 사용된다. 즉, 인버터 회로는 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환(정류)하여 그 직류 전압을 평활화한 후에, 부하를 제어하는데 적합한 교류 전압으로 변환한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 일례를 도시한 도면이다.

여기에서는 교류 전원은 3상 교류 전원(PS)으로 하고, 모터 등의 부하도 3상 교류 전압으로 제어되는 모터(M)로 한다.

인버터 회로(100)는 3상 교류 전원(PS)으로부터 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부(1)와, 정류부(1)로부터 출력된 직류 전압을 평활화하는 평활화부(2)를 구비한다. 또한, 인버터 회로(100)는 평활화된 직류 전압을 3상 교류 전압으로 변환하여 모터(M)에 공급하는 인버터부(3)를 구비한다. 그리고, 인버터 회로(100)는 정류부(1)와 평활화부(2)의 사이에 설치된 억제부(6)를 구비한다. 억제부(6)는 평활화부(2)의 직류 전압이 인가되는 DC(direct current) 링크(4)에서의 과전압 또는 과전류의 발생을 억제한다.

인버터 회로(100)에 있어서, 정류부(1), 억제부(6), 평활화부(2), 인버터부(3)의 순서로 접속되어 있다. 즉, 정류부(1)와 억제부(6)는 단자(P1, P2)로 접속되어 있다. 억제부(6)와 평활화부(2)는 단자(P3, P4)로 접속되어 있다. 평활화부(2)와 인버터부(3)는 단자(P5, P6)로 접속되어 있다. 후술하는 바와 같이, 단자(P2, P4, P6)는 공통 전위를 공급하는 공통 전위선(5)에 접속되어 있다.

여기서, 단자(P1)는 정류부(1)의 일측 출력 단자, 단자(P2)는 정류부(1)의 타측 출력 단자이다. 또한, 단자(P3)는 평활화부(2)의 일측 입력 단자, 단자(P4)는 평활화부(2)의 타측 입력 단자이다.

정류부(1)는, 예를 들면 6개의 정류 다이오드(Dc)로 구성되는 다이오드 브릿지이다. 3상 교류 전원(PS)으로부터 공급되는 각 상의 교류 전압을 직류 전압으로 정류하도록 6개의 정류 다이오드(Dc)가 브릿지 형태로 접속되어 있다.

평활화부(2)는 평활 콘덴서(평활 커패시터)(Cs)를 구비한다. 여기에서는, 정전 용량 및 체적이 큰 전해 콘덴서를 이용하지 않고, 정전 용량 및 체적이 작은 세라믹 콘덴서나 필름 콘덴서를 이용하고 있다. 인버터 회로(100)는 이른바 콘덴서리스(커패시터리스(capacitorless))인 것이다.

인버터부(3)는 예를 들면 6개의 스위칭 회로를 구비한다. 각 스위칭 회로는 스위칭 소자(St)와 역방향 전류를 흘려 보내는 귀환 다이오드(Df)를 구비한다. 그리고, 인버터부(3)는 각 스위칭 회로에서의 스위칭 소자(St)의 온/오프 제어에 의해 모터(M)에 대해서 3상 교류 전압을 공급한다.

인버터부(3)는 평활화부(2)로부터 출력되는 직류 전압에 있어서, 맥류의 진폭이 미리 정해진 값 이상이어도 모터(M)에서 그 맥류의 영향이 나타나지 않도록 제어하는 것이다. 따라서, 평활화부(2)로부터 출력되는 직류 전압에서의 맥류의 진폭이 크더라도 평활화부(2)에 전해 콘덴서를 이용했을 경우와 동일한 모터(M)의 제어를 실현할 수 있다.

또한, 스위칭 소자(St)에는 예를 들면, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)) 등을 이용할 수 있다.

예를 들면, 모터(M)는 DC브러시리스 모터(DC BRUSHLESS MOTOR)이다. 또한, 모터(M)는 다른 3상 교류 모터를 사용할 수도 있다.

억제부(6)에 대해서는 후술한다. 이하 복수의 실시 형태로 설명하는 억제부(6)는 각각을 구별하기 위해 억제부 6A, 6B 등으로 표기한다.

그리고, 평활화부(2)에서의 평활 콘덴서(Cs)의 일측 단자 및 이 단자가 접속된 단자 P3, P5의 사이 등, 직류 전압이 인가되는 부분이 DC링크(4)이다. 또한, 평활 콘덴서(Cs)의 다른 쪽 단자는 단자 P2, P4, P6에 접속된 공통 전위선(5)에 접속되어 있다. DC링크(4)의 전압(DC링크 전압)이란 공통 전위선(5)의 전위와 DC링크(4)의 전위의 차이이다.

<제1 실시 형태>

도 2는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 일례를 도시한 도면이다.

제1 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)는 도 1에 도시된 억제부(6)로서 억제부 6A를 구비하고 있다. 예를 들면, 억제부(6A)는 모터(M)가 긴급 정지했을 때 등에 발생하는 유도 기전류에 의해 인버터 회로(100)가 고장나는 것을 억제한다. 즉, 모터(M)가 긴급 정지했을 때에 발생하는 유도 기전류가 인버터부(3)를 구성하는 각 스위칭 회로에 흐른다. 이에 따라, DC링크(4)의 전압이 상승한다. 이 때, DC링크(4)의 전압이 스위칭 소자(St)의 파괴 전압 이상의 과전압이 되면 스위칭 소자(St)가 파괴될 우려가 있다. 따라서, 억제부(6A)는 모터(M)의 긴급 정지시 등에 DC링크(4)가 과전압이 되는 것을 억제한다.

또한, 억제부(6A)는 전원 전류에서의 고조파 전류 성분을 억제한다.

억제부(6A)는 DC리액터(Lp), 저항(Rp), 콘덴서(Cp)를 구비한다. DC리액터(Lp)는 단자(P1)와 단자(P3) 사이에 접속되어 있다. 저항(Rp)과 콘덴서(Cp)는 직렬 접속된 직렬 회로이며, DC리액터(Lp)와 병렬 접속되어 있다.

예를 들면, 평활화부(2)에서의 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량은 1 내지 100㎌가 바람직하며, 여기에서는 40㎌로 설정되어 있다. DC리액터(Lp)의 인덕턴스는 1 내지 10mH가 바람직하며, 여기에서는 2mH로 설정되어 있다. 저항(Rp)의 저항값은 5 내지 100Ω이 바람직하며, 여기에서는 15Ω으로 설정되어 있다. 콘덴서(Cp)의 정전 용량은 1 내지 100㎌가 바람직하며, 여기에서는 10㎌로 설정되어 있다.

또한, 저항(Rp)의 저항값 및 콘덴서(Cp)의 정전 용량은 DC링크(4)의 전압 상승이 스위칭 소자(St)의 파괴 전압을 초과하지 않도록 설정되는 것이 바람직하다.

＜DC링크(4)의 과전압 억제＞

여기서, 인버터 회로(100)에서 억제부(6A)에 의해 DC링크(4)의 과전압이 억제되는 것을 설명한다.

도 3은 제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)를 도시한 도면이다.

제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)에서는 도 2에 도시된 인버터 회로(100)에 있어서, 억제부(6A) 대신에 DC리액터(Ldc)를 구비하고 있다.

또한, DC리액터(Ldc)의 리액턴스는 2mH로 설정되어 있다.

다른 구성은 도 2에 도시한 인버터 회로(100)와 동일하므로 동일한 부호를 부여하며 설명을 생략한다.

도 4는 도 2에 도시한 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)와 도 3에 도시한 제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)를 비교한 도면이다. 여기에서는, 모터(M)가 긴급 정지했을 때에, DC링크(4)의 전압이 최고로 커질 가능성이 있는 경우에 대해, DC링크(4)의 전압(DC링크 전압)을 나타내고 있다. 구체적으로는, 모터(M)를 5㎳ 근방에서 긴급 정지시켜 DC링크(4)의 전압을 시뮬레이션하였다. 또한, 도 4에서는 도 3에 도시한 제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)를 "DC리액터(Ldc)만의 인버터 회로"라고 표기한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서는, DC링크 전압의 상승은 873V이다. 이것에 대해, 제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)(DC리액터(Ldc)만의 인버터 회로(100))에서는 DC링크 전압의 상승은 972V이다. 즉, 인버터 회로(100)의 억제부(6A)는 DC링크(4)의 전압 상승을 100V정도 억제하고 있다.

도 5는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 실제기기에 의한 실측 결과를 도시한 도면이다. 도 5의 상부는 모터(M)의 긴급 정지 시의 측정 기간 전체를, 도 5의 하부는 상부의 중앙부에 있어서 DC링크(4)의 전압이 상승하고 있는 부분의 확대도이다. 도 5에서는 실측된 DC링크(4)의 전압(DC링크 전압) 및 DC리액터(Lp)를 흐르는 전류(DC리액터 전류)를 도시하고 있다.

도 4에 도시한 시뮬레이션 결과가 실제의 인버터 회로(100)의 DC링크(4)의 전압(DC링크 전압)의 상승을 모의할 수 있는지 아닌지를 실제 기기에 의해 확인하였다.

도 5는 모터(M)의 긴급정지 후의 DC링크(4)의 전압(DC링크 전압)의 상승 경향을 재현하고 있다. 도 5를 참조하면, DC링크 전압이 모터(M)의 긴급정지 이전에 510V였다가 모터(M)의 긴급정지 후에 791V로 상승하는 것을 확인할 수 있다.

이때, 모터(M)의 긴급정지 후의 DC링크 전압 791V는 시뮬레이션 결과로 얻어진 873V보다 낮은 것을 확인할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 인버터 회로(100)에 억제부(6A)를 설치함으로써 DC링크(4)의 과전압 발생이 억제되는 것을 확인하였다.

＜고조파 전류의 억제＞

다음, 인버터 회로(100)에서의 억제부(6A)가 모터(M)의 부하 변동 등에 의해 발생하는 고조파 전류를 억제할 수 있다는 것을 설명한다.

도 6은 인버터 회로(100)의 3개의 모델(시뮬레이션 모델)에 대해 전원 전류의 주파수 응답 특성을 도시한 도면이다. 각 시뮬레이션 모델에서는, 도 2에 도시하지 않은 EMI(Electro-Magnetic Interference)필터(7)를 추가함과 동시에 모터(M)를 부하 전류원(CC)으로 대체시키고 있다.

EMI 필터(7)는 정류부(1)와 억제부(6)의 사이에 설치되며, DC리액터(Lf)와 콘덴서(Cf)를 구비한다. 만약, 억제부(6)를 구비하지 않은 경우, EMI 필터(7)는 정류부(1)와 평활화부(2) 사이에 설치될 수 있다.

여기에서는, 일례로서 DC리액터(Lf)의 리액턴스는 20μH, 콘덴서(Cf)의 정전 용량은 1㎌이다.

또한, 도 6에서는 인버터 회로(100)의 3상 내의 1상만 취출하여 기재하고 있다.

각 시뮬레이션 모델에 대해 설명한다.

제1 시뮬레이션 모델은 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서 억제부(6A)를 생략한 것이다.

제2 시뮬레이션 모델은 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 억제부(6A) 대신에 DC리액터(Ldc)를 설치한 것이다. 즉, 제2 시뮬레이션 모델은 도 3에 도시한 제1 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)에 대응한다.

제3 시뮬레이션 모델은 도 2에 도시한 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에 대응한다.

제1 시뮬레이션 모델은 도 6에 도시한 바와 같이, 억제부(6A)를 구비하고 있지 않다. 따라서, EMI 필터(7)에서의 DC리액터(Lf) 및 콘덴서(Cf)와 평활 콘덴서(Cs)로 LC 공진회로가 구성된다. 상술한 바와 같이, DC리액터(Lf)의 리액턴스는 20μH, 콘덴서(Cf)의 정전 용량은 1㎌, 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량은 40㎌이다. 따라서, 공진 주파수는 5.56 kHz가 된다.

공진 주파수가 다른 시뮬레이션 모델에 비해 고주파수대역 측으로 되어 고조파 전류 성분 중 특히 고주파수대역의 것을 억제할 수 없다. 따라서, 예를 들면 각국의 고조파 대책 기준을 만족시킬 수 없을 우려가 있는 것이다.

제2 시뮬레이션 모델은 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 억제부(6A) 대신에 DC리액터(Ldc)를 설치하고 있다. 따라서, DC리액터(Ldc)와 평활 콘덴서(Cs)로 LC 공진 회로가 구성된다. 상술한 바와 같이, DC리액터(Ldc)의 리액턴스는 2mH, 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량은 40㎌이다. 따라서, 100 내지 1000Hz의 대역에서 공진 주파수가 발생한다.

이렇게 하여, 고조파 전류의 고주파수대역 성분은 충분히 억제할 수가 있다. 그러나, 이 LC 공진회로의 공진 주파수에서 공진 피크가 크기 때문에, 고조파 전류 중 저주파수대역 성분이 증폭되어 충분한 고조파 전류 대책이 되지 않을 우려가 있다.

이에 대해, 제3 시뮬레이션 모델은 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에 대응하여 억제부(6A)를 구비하고 있다. 이에 따라, DC리액터(Lp)와 평활 콘덴서(Cs)에 의한 LC 공진회로의 공진 주파수에서의 공진 피크가 저감되어 고조파 전류 중 저주파수대역 성분이 충분히 저감된다.

즉, 부하 전류원(CC)이 고조파 전류의 발생원이 된다. 그리고, 이 고조파 전류의 고주파수대역 성분이 평활 콘덴서(Cs)에 의해 바이패스된다. 이 고조파 전류의 저주파수대역 성분이 DC리액터(Lp)에 의해 억제된다. 또한, 평활 콘덴서(Cs)와 DC리액터(Lp)의 LC 공진회로를 흐르는 전류가 저항(Rp)과 콘덴서(Cp)의 직렬 회로에 의해 저감된다.

다음, 각 시뮬레이션 모델에 의한 전원의 전류 파형에 대해 설명한다.

도 7은 제1 시뮬레이션 모델에 의한 전원의 전류 파형을 도시한 도면이다. 도 7의 (a)는 제1 시뮬레이션 모델을 도시한 도면이고, 도 7의 (b)는 전원 전류와 시간의 관계를 도시한 도면이다.

도 7의 (b)에 도시한 전원의 전류 파형에는 도 6에 도시한 고주파수대역의 고조파가 중첩되어 있다.

도 8은 제2 시뮬레이션 모델에 의한 전원의 전류 파형을 도시한 도면이다. 도 8의 (a)는 제2 시뮬레이션 모델을 도시한 도면이고, 도 8의 (b)는 전원 전류와 시간의 관계를 도시한 도면이다.

도 8의 (b)에 도시한 전원의 전류 파형에는 도 7에 도시한 고주파수대역의 고조파는 억제되고 있지만, 도 6에 도시한 저주파수대역의 고조파가 중첩되어 있다. 또한, 저주파수대역의 고조파는 다음에 나타내는 제3 시뮬레이션 모델에 비해 크다.

도 9는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에 대응하는 제3 시뮬레이션 모델에 의한 전원의 전류 파형을 도시한 도면이다. 도 9의 (a)는 제3 시뮬레이션 모델을 도시한 도면이고, 도 9의 (b)는 전원 전류의 시간의 관계를 도시한 도면이다.

도 9의 (b)에 도시하는 전원의 전류 파형에서는 도 8에 비해 저주파수대역의 고조파의 진폭이 저감되고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에 대응하는 제3 시뮬레이션 모델에 있어서, 전원 전류에서의 고조파 전류가 가장 억제되고 있다.

다음, 각 시뮬레이션 모델에 대해 전원 고조파 전류의 지표인 THC(Total Harmonic Current) 및 PWHC(Partial Weighted Harmonic Current)를 산출한 결과를 설명한다.

THC 및 PWHC는 각각 수학식 1 및 수학식 2에 의해 산출된다.

여기서, Ih：차수 h에서의 전류 스펙트럼 진폭, Iref：전원 주파수(h=1)에서의 전류 스펙트럼 진폭, 전원 주파수：50 Hz이다.

표 1은 산출된 THC, PWHC를 나타내는 표이다. 표 1에는 상기한 3개의 시뮬레이션 모델에 대해 THC, PWHC를 나타내고 있다.

모델	THC	PWHC
제1 시뮬레이션 모델	30.2%	56.2%
제2 시뮬레이션 모델	39.0%	50.0%
제3 시뮬레이션 모델	31.8%	50.5%

제1 시뮬레이션 모델에서는 THC는 가장 작은 30.2%이지만 PWHC는 가장 큰 56.2%이다. 제2 시뮬레이션 모델에서는 THC는 가장 큰 39.0%이지만 PWHC는 가장 작은 50.0%이다. 이에 대해, 제3 시뮬레이션 모델에서는 THC가 31.8%로 가장 작은 값(30.2%)에 가깝고 PWHC가 50.5%로 가장 작은 값(50.0%)에 가깝다.

즉, 제3 시뮬레이션 모델에 대응하는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)는 전원 전류에서의 고조파 전류를 균형 있게 억제하고 있는 것이다.

제1 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)는 평활화부(2)에 정전 용량이 작고 체적도 작은 평활 콘덴서(Cs)를 사용하여 전체를 소형화하고 있다. 그러나, 억제부(6A)는 모터(M)가 긴급 정지했을 때 등에 발생하는 유도 기전류에 의해 DC링크(4)가 과전압이 되는 것을 억제한다. 따라서, DC링크(4)의 전압이 인버터부(3)의 스위칭 소자(St) 등이 파괴 전압을 초과 상승하여 인버터 회로(100)가 고장나는 것을 억제하는 것이다.

또한, 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 억제부(6A)는 평활 콘덴서(Cs)와 DC리액터(Lp)가 구성하는 LC 공진회로의 공진 피크를 저감한다. 이에 따라, 전원 전류에서의 고조파 전류를 저감하고 있다.

또한, 억제부(6A)는 DC리액터(Lp)와 DC리액터(Lp)에 병렬 접속된 저항(Rp)과 콘덴서(Cp)의 직렬 회로에 의해 구성되어 있다. 즉, 억제부(6A)는 수동 회로(수동 부품)만으로 구성되어 있다. 따라서, 복잡한 제어 회로(제어 논리)를 이용하지 않고 모터(M)의 긴급 정지시 등에 발생하는 DC링크(4)의 과전압이 억제된다. 따라서, 인버터 회로(100)를 저가로 제조할 수 있다는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

다음, 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 변형예에 대해 설명한다.

상기에서는 억제부(6A)는 주로 인버터부(3)가 파괴되는 것을 억제하는 것이었다. 그러나, 그 외의 소자의 파괴 전압에 근거하여 억제부(6A)를 구성하는 저항(Rp)의 저항값 및 콘덴서(Cp)의 정전 용량을 설정할 수도 있다.

또한, 인버터 회로(100)의 고장이란, 인버터부(3)가 파괴되는 것만을 가리키는 것은 아니다. 예를 들면, 모터(M)가 긴급 정지했을 때에 발생하는 유도 기전류에 의해 어떠한 불편이 발생하여 인버터 회로(100)가 기능을 충분히 완수할 수 없게 되는 것을 포함한 개념이다.

상기에서는 억제부(6A)의 저항(Rp)의 저항값 및 콘덴서(Cp)의 정전 용량 등의 파라미터는 상기 고장을 방지하는 관점에서 설정했다. 그러나, 예를 들면, 평활 콘덴서(Cs)와 DC리액터(Lp)가 구성하는 LC 공진회로의 공진 피크의 억제를 고려하여 설정할 수도 있다. 그리고, DC링크(4)의 전압과 LC 공진회로의 공진 피크의 쌍방에 대해 미리 정해진 가중을 실시하면서 상기의 파라미터를 설정할 수도 있다.

<제2 실시 형태>

제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서의 억제부(6A)는 DC리액터(Lp)와 DC리액터(Lp)에 병렬 접속된 저항(Rp)과 콘덴서(Cp)의 직렬 회로에 의해 구성되어 있었다. 이 억제부(6A)에 의해 모터(M)의 긴급 정지시 등에 발생하는 DC링크(4)의 과전압을 억제하였다.

제2 실시 형태의 인버터 회로(100)는 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서의 억제부(6A)와 다른 구성의 억제부 6B를 구비한다. 그리고, 억제부(6B)에 의해 모터(M)의 긴급 정지시 등에 발생하는 DC링크(4)의 과전압을 억제한다.

도 10은 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 일례를 도시한 도면이다.

제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)는 도 1의 억제부(6)로서 억제부 6B를 구비하고 있다. 도 1에 도시한 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)와 동일한 부분은 동일한 부호를 부여하며 그 설명은 생략하고, 다른 부분인 억제부(6B)를 설명한다.

억제부(6B)는 서지 압소버(Surge Absorber)(SA)와 제어 스위치 소자(Sc)와 과전압 검출 수단의 일례로서의 과전압 검출 회로(61)를 구비하고 있다. 서지 압소버(SA)와 제어 스위치 소자(Sc)는 직렬로 접속되어 있다. 서지 압소버(SA)측이 단자(P3)(단자 P1)에 접속되고, 제어 스위치 소자(Sc)측이 단자(P4)(단자 P2)에 접속되어 있다. 상술한 서지 압소버(SA)는 선로 상의 이상 고압 진행파의 준도(峻度)를 완화하고, 파고값을 경감시키기 위한 구성을 의미한다.

그리고, 과전압 검출 회로(61)는 단자(P3)(단자 P1)와 단자(P4)(단자 P2)의 사이에 설치되어 DC링크(4)의 전압을 검출한다.

서지 압소버(SA)에는 예를 들면 산화 아연을 이용한 배리스터(Varistor)나 마이크로 갭 등을 사용할 수 있다. 배리스터는 미리 정해진 전압(방전 시작 전압) 이상의 전압이 인가되면, 오프 상태에서 온 상태로 이행하여 곧바로 전류가 흐르기 시작하는 특성을 가지고 있다. 배리스터는 전력내량(에너지내량)이 크며, 방전 시작 전압 이상이 되었을 때에 방전에 의해 순간적으로 큰 전류가 흘러도 방전에 수반되는 순간 전력을 흡수할 수 있다.

제어 스위치 소자(Sc)는 예를 들면 IGBT 등으로, 제어 게이트(Gc)에 미리 정해진 전압이 인가되면 오프 상태에서 온 상태로 이행한다.

과전압 검출 회로(61)는 DC링크(4)의 전압이 미리 정해진 검출 전압을 초과하는지 여부를 검출한다. 그리고, DC링크(4)의 전압이 검출 전압을 초과하였을 경우, 제어 스위치 소자(Sc)를 오프 상태에서 온 상태로 이행시키는 전압을 제어 게이트(Gc)에 공급한다.

또한, 서지 압소버(SA)의 방전 시작 전압은 과전압 검출 회로(61)의 검출 전압보다 낮게 설정된다.

이하에서는, 억제부(6B)의 동작을 설명하기로 한다.

도 10을 참조하면, 인버터 회로(100)가 정상적으로 동작하고 있는 경우에는, DC링크(4)의 전압은 과전압 검출 회로(61)의 검출 전압 이하이다. 이 경우, 과전압 검출 회로(61)는 제어 스위치 소자(Sc)를 오프 상태로 유지하는 전압을 제어 게이트(Gc)에 공급한다. 제어 스위치 소자(Sc)가 오프 상태이므로 제어 스위치 소자(Sc)에 직렬 접속된 서지 압소버(SA)에는 전류가 흐르지 않는다.

모터(M)의 긴급 정지시 등에 DC링크(4)의 전압이 상승하여 검출 전압을 초과한다. 그러면, 과전압 검출 회로(61)는 제어 스위치 소자(Sc)가 오프 상태에서 온 상태로 이행시키는 전압을 제어 게이트(Gc)에 공급한다. 이에 따라, 제어 스위치 소자(Sc)가 온 상태가 되며, 제어 스위치 소자(Sc)와 서지 압소버(SA)의 직렬 회로에 DC링크(4)의 전압이 인가된다. 이 때, DC링크(4)의 전압은 제어 스위치 소자(Sc)와 서지 압소버(SA)로 분압된다. 온 상태의 제어 스위치 소자(Sc)의 저항값은 서지 압소버(SA)의 저항값에 비해 작다. 따라서, DC링크(4)의 전압의 대부분은 서지 압소버(SA)에 인가된다.

이 때, 서지 압소버(SA)에 인가된 전압이 서지 압소버(SA)의 방전 시작 전압을 초과하고 있으므로, 서지 압소버(SA)는 오프 상태에서 온 상태로 이행한다. 그리고, DC링크(4)로부터 서지 압소버(SA) 및 제어 스위치 소자(Sc)를 통해 공통 전위선(5)을 향해 전류가 흘러서 DC링크(4)의 전압이 저하된다.

또한, DC링크(4)의 전압이 검출 전압 이하가 되면, 과전압 검출 회로(61)는 제어 스위치 소자(Sc)가 온 상태에서 오프 상태로 이행하는 전압을 제어 게이트(Gc)에 공급한다. 이에 따라, 제어 스위치 소자(Sc)가 온 상태에서 오프 상태로 이행하며, 서지 압소버(SA)도 온 상태에서 오프 상태로 이행한다. 그러면, DC링크(4)로부터 서지 압소버(SA) 및 제어 스위치 소자(Sc)를 통해 공통 전위선(5)을 향해 흐르는 전류가 차단된다. 그리고, DC링크(4)의 전압이 억제부(6B)의 영향을 받지 않는 상태가 된다.

즉, DC링크(4)가 검출 전압을 초과하면 억제부(6B)를 동작시키고, DC링크(4)의 전압이 검출 전압 이하가 되면 억제부(6B)의 동작을 정지시키고 있다.

또한, 서지 압소버(SA)를 이용하지 않고 제어 스위치 소자(Sc)를 DC링크(4)와 공통 전위선(5) 사이에 설치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, DC링크(4)가 과전압이 되어 제어 스위치 소자(Sc)를 오프 상태에서 온 상태로 이행시키면, 순간적으로 DC링크(4)로부터 공통 전위선(5)에 큰 순간 전력이 흐른다. 제어 스위치 소자(Sc)에 이 순간 전력을 흡수시키면, 제어 스위치 소자(Sc)는 안정 동작 영역을 벗어나 파괴되어 버릴 우려가 있다.

또한, 제어 스위치 소자(Sc)를 이용하지 않고 서지 압소버(SA)를 DC링크(4)와 공통 전위선(5)의 사이에 설치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 배리스터 등의 서지 압소버(SA)는 제어 스위치 소자(Sc)에 비해 누설 전류가 크다. 이 때문에, 서지 압소버(SA)는 오프 상태에서도 전력을 소비해 버린다.

또한, DC링크(4)에서 억제하고 싶은 과전압에 대응한 방전 시작 전압의 서지 압소버(SA)를 선택하는 것이 필요하게 된다. 예를 들면, 3상 교류 전원(PS)의 선간 전압이 220V인 경우, 정상적인 상태의 DC링크(4)의 전압은 약 540V이다. 이 경우, DC링크(4)의 전압이 600V가 되었을 때에 서지 압소버(SA)를 동작 시키려고 하면, 방전 시작 전압이 600V인 서지 압소버(SA)를 이용하게 된다.

따라서, 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서는 서지 압소버(SA)와 제어 스위치 소자(Sc)의 직렬 회로를 이용하고 있다. 정상적인 상태, 즉, DC링크(4)의 전압이 검출 전압 이하인 경우에는 서지 압소버(SA)와 제어 스위치 소자(Sc)의 직렬 회로에 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 정상적인 상태에서 전력의 소비가 억제된다.

또한, DC링크(4)의 전압이 검출 전압을 초과하는 경우에, 제어 스위치 소자(Sc)를 오프 상태에서 온 상태로 이행시켜 서지 압소버(SA)를 온 상태로 한다. 따라서, 서지 압소버(SA)의 방전 시작 전압을 DC링크(4)의 과전압을 검출하는 검출 전압과 별도로 설정할 수 있다. 예를 들면, 과전압 검출 회로(61)의 검출 전압을 600V로 하는 경우, 방전 시작 전압이 검출 전압인 600V보다 낮은 450V인 서지 압소버(SA)를 사용할 수 있다. 방전 시작 전압(450V)을 억제부(6B)를 동작시키는 전압(600 V)보다 낮게 설정함으로써 확실히 서지 압소버(SA)를 동작시킬 수가 있다.

또한, 서지 압소버(SA)는 순간 전력을 흡수하는 능력(전력내량)이 크기 때문에 순간 전력에 의해 잘 파괴되지 않는다.

도 11은 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 억제부(6B)에서의 과전압 검출 회로(61)를 일례로 도시한 도면이다.

이하에서는 도 10에 도시한 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략하며, 다른 부분인 억제부(6B)의 과전압 검출 회로(61)를 설명한다.

과전압 검출 회로(61)는 저항(R1, R2, R3, R4), 증폭기(Op), 트랜지스터(Tr) 및 참조 전원(Vref)을 구비하고 있다. 이때, 증폭기는 차동증폭기(이하, 차동증폭기라 하기로 함)이고, 트랜지스터는 pnp 바이폴라 트랜지스터(이하, pnp 바이폴라 트랜지스터라 하기로 함)일 수 있다.

저항(R1)과 저항(R2)는 직렬 접속되며, DC링크(4)와 공통 전위선(5) 사이에 접속되어 있다.

pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr), 저항 R3, 저항 R4는 이 순서대로 직렬 접속되며, 구동 전원(Vdd)과 공통 전위선(5) 사이에 접속되어 있다.

차동증폭기(Op)는 양(＋) 입력 단자, 음(－) 입력 단자, 출력 단자를 구비하며, 양(＋) 입력 단자의 전압과 음(－) 입력 단자의 전압의 차이에 대응한 전압을 출력 단자로부터 출력한다. 여기에서는, 차동증폭기(Op)의 양(＋) 입력 단자는 저항(R1)과 저항(R2)의 접속점에 접속되며, 음(－)입력 단자는 참조 전원(Vref)의 일측 단자에 접속되어 있다. 그리고, 차동증폭기(Op)의 출력 단자는 pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr)의 베이스 단자에 접속되어 있다.

참조 전원(Vref)의 타측 단자는 공통 전위선(5)에 접속되어 있다.

구동 전원(Vdd)의 전압은 예를 들면 DC15V이다. 그리고, 구동 전원(Vdd)은 차동증폭기(Op)를 구동하는 전원으로도 이용되고 있다.

또한, 참조 전원(Vref)의 전압은 예를 들면 DC2.5V이다.

이하에서는, 과전압 검출 회로(61)의 동작을 설명하기로 한다.

저항 R1과 저항 R2로 DC링크(4)의 전압을 분압한다. 분압된 전압이 차동증폭기(Op)의 ＋입력 단자에 입력된다. 그리고, 차동증폭기(Op)에 의해 ＋입력 단자의 전압인 DC링크(4)의 분압된 전압과 음(－) 입력 단자의 전압인 참조 전원(Vref)의 전압이 비교된다. 즉, 과전압 검출 회로(61)의 검출 전압은 저항 R1과 저항 R2로 분압된 전압으로 설정되어 있다.

우선, DC링크(4)의 전압이 검출 전압 이하인 경우, 즉, 인버터 회로(100)가 정상적인 상태에 있는 경우를 설명한다. 이 경우, 저항 R1과 저항 R2에 의해 분압된 전압(차동증폭기(Op)의 ＋입력 단자의 전압)은 참조 전원(Vref)의 전압(차동증폭기(Op)의 음(-) 입력 단자의 전압) 이하이다. 그러면, 차동증폭기(Op)는 pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr)를 오프 상태로 유지하는 전압을 출력 단자로부터 출력한다. pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr)가 오프 상태이면, 제어 스위치 소자(Sc)의 제어 게이트(Gc)는 공통 전위선(5)의 전위(공통 전위)가 된다. 따라서, 제어 스위치 소자(Sc)는 오프 상태이고 서지 압소버(SA)는 오프 상태이다.

한편, DC링크(4)의 전압이 검출 전압을 초과한 경우, 즉, 인버터 회로(100)가 이상한 상태가 되었을 경우를 설명한다. 이 경우, 저항 R1과 저항 R2에 의해 분압된 전압(차동증폭기(Op)의 ＋입력 단자의 전압)이 참조 전원(Vref)의 전압(차동증폭기(Op)의 음(-) 입력 단자의 전압)를 초과한다. 그러면, 차동증폭기(Op)는 pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr)를 오프 상태에서 온 상태로 이행하는 전압을 출력 단자로부터 출력한다. 이에 따라, pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr)는 오프 상태에서 온 상태로 이행한다. 그러면, 제어 스위치 소자(Sc)의 제어 게이트(Gc)는 구동 전원(Vdd)의 전압을 저항 R3와 저항 R4로 분압된 전압이 된다. 이 분압된 전압은 제어 스위치 소자(Sc)를 오프 상태에서 온 상태로 이행시키는 전압이 되도록 설정되어 있다. 따라서, 제어 스위치 소자(Sc)가 오프 상태에서 온 상태로 이행하고, 서지 압소버(SA)가 오프 상태에서 온 상태로 이행한다. 그리고, DC링크(4)로부터 공통 전위선(5)을 향해 전류가 흐른다. 이에 따라, DC링크(4)의 전압이 저하된다.

그리고, DC링크(4)의 전압이 검출 전압 이하가 되면, DC링크(4)의 저항 R1과 저항 R2로 분압된 전압(차동증폭기(Op)의 ＋입력 단자의 전압)이 참조 전원(Vref)의 전압 이하로 저하된다. 그리고, 차동증폭기(Op)의 출력 단자가 pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr)를 온 상태에서 오프 상태로 이행시키는 전압으로 이행한다. 이에 따라, pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr)가 온 상태에서 오프 상태로 이행한다. 그리고, 제어 게이트(Gc)가 제어 스위치 소자(Sc)를 온 상태에서 오프 상태로 이행시키는 전압으로 이행한다. 따라서, 제어 스위치 소자(Sc)가 온 상태에서 오프 상태로 이행하고, 서지 압소버(SA)가 온 상태에서 오프 상태로 이행한다.

이 과전압 검출 회로(61)에서는 DC링크(4)의 전압을 분압하는 저항(R1, R2)에 고내압의 부품을 필요로 한다. 그러나, 차동증폭기(Op), pnp 바이폴라 트랜지스터(Tr), 저항(R3, R4)에는 저내압의 범용 부품을 사용할 수 있다. 또한, 제어 스위치 소자(Sc)에 대해서도 저내압의 범용 부품을 사용할 수 있다. 따라서, 인버터 회로(100)를 저가로 제조할 수 있다.

이상, 차동증폭기(Op)를 이용한 과전압 검출 회로(61)를 설명하였다. 과전압 검출 회로(61)는 다르게 구성할 수 있으며, 션트 레귤레이터(Shunt regulator)로 불리는 회로 등을 사용할 수도 있다.

도 12는 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서의 DC링크(4)의 전압의 일례를 도시한 도면이다. 도 12의 상부는 DC링크(4)의 전압(DC링크 전압)과 시간의 관계를 나타내며, 도 12 하부는 제어 게이트(Gc)의 전압(게이트 전압)과 시간의 관계를 나타낸다.

도 12에 있어서, 12ms의 시점에서 모터(M)의 긴급정지가 발생하고 있다. 그 후, DC링크 전압은 일단 급격하게 저하되지만, 그 후, 유도 기전류에 의해 상승한다. 그리고, DC링크 전압이 800V를 넘으면(24ms인 시점) 과전압 검출 회로(61)가 동작한다. 그리고, 과전압 검출 회로(61)는 제어 스위치 소자(Sc)를 오프 상태에서 온 상태로 이행시키는 전압을 제어 게이트(Gc)에 인가한다. 이에 따라, 제어 스위치 소자(Sc)가 오프 상태에서 온 상태로 이행함과 동시에, 서지 압소버(SA)도 오프 상태에서 온 상태로 이행한다. 그리고, DC링크(4)로부터 서지 압소버(SA) 및 제어 스위치 소자(Sc)를 통해 공통 전위선(5)에 전류가 흘러 DC링크 전압이 저하된다.

DC링크 전압이 저하되면(25ms인 시점), 과전압 검출 회로(61)는 제어 스위치 소자(Sc)를 온 상태에서 오프 상태로 이행시키는 전압을 제어 게이트(Gc)에 인가한다. 이에 따라, 제어 스위치 소자(Sc)가 온 상태에서 오프 상태로 이행함과 동시에, 서지 압소버(SA)도 온 상태에서 오프 상태로 이행한다.

이 경우, DC링크 전압의 최대치는 840V였다.

도 13은 제2 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)에서의 DC링크(4)의 전압의 일례를 도시한 도면이다. 제2 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)는 도 10(도 11)에 도시한 인버터 회로(100)에서 억제부(6B)를 구비하지 않는다.

도 12와 같이 12ms인 시점에서 모터(M)의 긴급정지가 발생하고 있다. 그 후, DC링크 전압은 일단 급격하게 저하되지만, 그 후, 유도 기전류에 의해 상승한다. 그리고, 최대치 916V에 이르렀다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 억제부(6B)는 DC링크(4)의 과전압의 발생을 억제한다. 따라서, 인버터 회로(100)에서 인버터부(3)의 스위칭 소자(St) 등이 파괴 전압을 초과하여 파괴됨으로써 인버터 회로(100)가 고장나는 것이 억제된다.

<제3 실시 형태>

제1 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)의 억제부 6A 및 제2 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)의 억제부 6B는 DC링크(4)의 과전압 발생을 억제하였다.

제3 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)의 억제부(6)는 인버터 회로(100)에 전원을 투입했을 때에 평활 콘덴서(Cs)에 흘러 들어오는 돌입전류에 의해 발생하는 과전류를 억제한다.

또한, 제3 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)의 억제부(6)는 전원 전류에서의 고조파 전류를 억제한다.

도 14는 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 일례를 도시한 도면이다.

제3 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)는 도 1의 억제부(6)로서 억제부 6C를 구비하고 있다. 도 1에 도시한 제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하며 그 설명을 생략하고, 다른 부분인 억제부(6C)를 설명한다.

또한, 3상 교류 전원(PS)는 3상 4선식으로 하며 3상을 R상, S상, T상, 중성점(중성선)을 N상으로 표기한다. 또한, 정류부(1)의 6개의 정류 다이오드(Dc)를 정류 다이오드 Dc1~Dc6 라고 표기한다.

제3 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)의 억제부(6C)는 콘덴서(C1, C2), 스위치(Sw1, Sw2, Sw3), 전류 제한 저항(R5)을 구비하고 있다.

콘덴서(C1, C2)는 직렬 접속되어 직렬 회로를 구성하며, 일측 단자가 DC링크(4)에 접속되고, 타측 단자가 공통 전위선(5)에 접속되어 있다. 그리고, 콘덴서(C1, C2)의 접속점은 전류 제한 저항(R5)의 일측 단자에 접속되어 있다. 전류 제한 저항(R5)의 타측 단자는 스위치(Sw1)의 일측 단자에 접속되고, 스위치(Sw1)의 타측 단자는 3상 교류 전원(PS)의 N상에 접속되어 있다.

그리고, 3상 교류의 S상과 정류부(1) 사이에 스위치 Sw2, T상과 정류부(1) 사이에 스위치 Sw3를 설치하고 있다.

일례로서 3상 교류 전원(PS)의 선간 전압은 400V, 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량은 40㎌, 콘덴서(C1, C2)의 정전 용량은 각각 0.22㎌이다. 그리고, 전류 제한 저항(R5)의 저항값은 800Ω이다.

여기서, 스위치 Sw1이 제2 스위치의 일례이며, 스위치 Sw2, Sw3가 제1 스위치의 일례이다.

＜돌입전류에 의해 발생하는 과전류의 억제＞

제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서 돌입전류에 의해 발생하는 과전류의 억제에 대해 설명한다.

인버터 회로(100)에 전원을 투입할 때, 스위치 Sw1을 폐쇄(온(On))로 하고, 스위치 Sw2 및 스위치 Sw3를 개방(오프(Off))한다. 그리고, 3상 교류 전원(PS)을 온으로 한다.

그러면, 3상 교류 전원(PS)의 R상을 통해 콘덴서(C1, C2)가 충전된다. 즉, R상이 양(+)의 위상일 때 정류 다이오드(Dc1)를 통해 콘덴서(C1)가 충전된다. 한편, R상이 음(-)의 위상일 때 정류 다이오드(Dc2)를 통해 콘덴서(C2)가 충전된다. 즉, R상이 양의 위상일 때에는 정류 다이오드(Dc2)가 역방향으로 접속되고 있으므로, 3상 교류 전원(PS)의 R상으로부터는 콘덴서(C1) 밖에 보이지 않는다. 반대로, R상이 음의 위상일 때에는 정류 다이오드(Dc1)가 역방향으로 접속되어 있으므로, 3상 교류 전원(PS)의 R상으로부터는 콘덴서(C2) 밖에 보이지 않는다.

그리고, 콘덴서(C1)가 충전되어 있을 때, 콘덴서(C2)에 축적된 전하에 의해 평활 콘덴서(Cs)가 충전된다. 반대로, 콘덴서(C2)가 충전되어 있을 때, 콘덴서(C1)에 축적된 전하에 의해 평활 콘덴서(Cs)가 충전된다.

그리고, 평활 콘덴서(Cs)가 미리 정해진 전압으로 충전된 후, 스위치 Sw1을 폐쇄(오프)함과 동시에 스위치 Sw2, 스위치 Sw3를 개방(온)으로 한다.

또한, 3상 교류 전원(PS)을 온으로 하고 나서, 미리 정해진 시간이 경과한 후에 스위치(Sw1)를 폐쇄(오프)로 함과 동시에, 스위치 Sw2와 스위치 Sw3를 개방(온) 할 수도 있다.

이에 따라, 인버터 회로(100)는 통상적인 동작 상태로 이행된다.

제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서는 3상 교류 전원(PS)의 R상에 의해 콘덴서 C1과 콘덴서 C2를 교대로 충전한다. 그리고, 충전한 콘덴서(C1, C2)에 축적된 전하에 의해 평활 콘덴서(Cs)를 서서히 충전한다. 이 반복에 의해 평활 콘덴서(Cs)가 충전된다.

즉, 스위치 Sw1과 전류 제한 저항(R5)으로 구성되는 회로는 충전 회로이다.

한편, 인버터 회로(100)가 억제부(6C)를 구비하지 않는 경우에서는, 3상 교류 전원(PS)을 온으로 하면 평활 콘덴서(Cs)를 충전하는 전류가 흐른다. 이 전류는 돌입전류로 불리며, 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량이 클수록 크다. 돌입전류가 크면 정류부(1)의 정류 다이오드(Dc)가 파괴될 우려가 있다. 따라서, 정류부(1)의 정류 다이오드(Dc)를 파괴할 우려가 있는 전류를 과전류로서 억제하는 것이 요구된다.

이것에 대해서, 제3 실시 형태에 의한 인버터 회로(100)에서는 콘덴서 C1과 콘덴서 C2의 정전 용량을 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량보다 작게 설정하고 있다. 그리고, 전류 제한 저항(R5)을 설치하고 있다. 이에 따라, 3상 교류 전원(PS)의 R상으로부터 인버터 회로(100)에 흘러 들어오는 돌입전류를 작게 억제하고 있다. 따라서, 정류부(1)의 정류 다이오드(Dc)가 과전류에 의해 파괴되는 것을 억제하여, 이에 따라 인버터 회로(100)가 고장나는 것이 억제된다.

또한, 콘덴서 C1과 콘덴서 C2 대신에 평활 콘덴서(Cs)를 2개의 콘덴서의 직렬 회로로 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 콘덴서 C1과 콘덴서 C2 각각의 정전 용량은 평활 콘덴서(Cs)의 2배가 되어 대형화되어 버린다. 또한, 삼상 교류 전원(PS)의 R상으로부터 콘덴서 C1과 콘덴서 C2 각각에 큰 돌입전류가 흐르게 된다.

또한, 3상 교류 전원(PS)은 선간 전압이 400V인 경우, N상과 R상, S상, T상의 사이는 230V이다. 따라서, 스위치(Sw1, Sw2, Sw3)에는 400V에 대응하는 고가의 대형 릴레이가 아니라, 200V계에 널리 사용되고 있는 저가의 소형 릴레이를 적용할 수 있다. 따라서, 인버터 회로(100)를 저가의 소형으로 형성할 수 있다.

또한, 평활 콘덴서(Cs)를 2개의 콘덴서의 직렬 회로로 하는 경우에 비해 정전 용량이 작은 콘덴서(C1, C2)를 이용하므로 인버터 회로(100)를 소형으로 형성할 수 있다.

＜고조파 전류의 억제＞

제1 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)는 전원 전류에서의 고조파 전류를 억제할 수 있다는 것을 설명하였다.

제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에서도 전원 전류에서의 고조파 전류가 억제된다는 것을 설명한다. 인버터 회로(100)의 억제부(6C)에서의 콘덴서(C1, C2)의 직렬 회로는 평활 콘덴서(Cs)와 병렬로 설치되어 있다. 따라서, 콘덴서(C1, C2)도 평활 콘덴서(Cs)와 마찬가지로 평활 콘덴서로서 기능하다.

도 15는 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)에 대한 전원 전류를 도시한 도면이다. 도 15의 (a)는 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100), 도 15의 (b)는 제3 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)에 대한 전원 전류이다.

도 15의 (a)의 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)는 도 14에 도시한 인버터 회로(100)이다. 여기에서는, 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량은 10㎌, 콘덴서(C1, C2)의 정전 용량은 각각 20㎌이다. 즉, 평활 콘덴서(Cs)와 콘덴서 C1, 콘덴서C2를 합산한 정전 용량은 20㎌이다. 그리고, 전류 제한 저항(R5)은 25Ω이다.

한편, 도 15의 (b)의 제3 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)는 도 14에 도시한 인버터 회로(100)에서 억제부(6C)를 제외한 것이다. 그리고, 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량은 20㎌이다.

즉, DC링크(4)에서의 정전 용량은 모두 20㎌로 같다.

또한, 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100) 및 제3 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)는 정류부(1)와 억제부(6) 사이에 DC리액터를 구비한다. 이 DC리액터의 리액턴스는 75μH이다.

도 15의 (a)의 전원 전류와 도 15의 (b)의 전원 전류를 비교하면, 도 15의 (a)가 도 15의 (b)에 비해 전원 전류의 진폭의 변동이 적다.

표 2는 고조파 전류 스펙트럼 진폭(Ih)을 전원 주파수(h=1)의 전류 스펙트럼 진폭(Iref)에서 뺀 값(Ih/Iref)을 나타내는 표이다. 여기에서는, 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)와 제3 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)를 나타내고 있다. 또한, 표 2에는 THC 및 PWHC도 나타내고 있다.

h	제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로	제3 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로
2	0.3%	0.1%
4	0.1%	0.1%
5	27.0%	28.7%
6	0.0%	0.0%
7	5.5%	5.9%
8	0.2%	0.1%
10	0.2%	0.1%
11	8.6%	9.4%
12	0.0%	0.0%
13	3.9%	4.2%
THC	30.7%	32.4%
PWHC	42.7%	45.7%

제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)는 제3 실시 형태가 적용되지 않는 인버터 회로(100)에 비해 I5/Iref, I11/Iref, I13/Iref가 개선되고 있다. 따라서, THC 및 PWHC가 개선되고 있다.

즉, DC링크(4)에서의 정전 용량은 같지만, 콘덴서(C1, C2)의 직렬 회로를 평활 콘덴서(Cs)에 병렬로 배치했을 경우가 THC 등이 개선된다.

＜제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 변형예＞

다음, 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 변형예를 설명한다.

도 14에 도시한 인버터 회로(100)는 3상 4선식의 3상 교류 전원(PS)에 접속되어 있었다. 변형예의 인버터 회로(100)는 3상 3선식의 3상 교류 전원(PS)에 접속되어 있다.

도 16은 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 변형예를 도시한 도면이다.

변형예의 인버터 회로(100)에서는 3상 교류 전원(PS)의 S상에 스위치(Sw1)가 접속되어 있다. 그리고, N상을 이용하지 않았다.

일례로서 3상 교류 전원(PS)의 선간 전압은 200V, 평활 콘덴서(Cs)의 정전 용량은 40㎌, 콘덴서(C1, C2)의 정전 용량은 각각 0.22㎌이다. 그리고, 전류 제한 저항(R5)는 800Ω이다.

인버터 회로(100)에 전원을 투입할 때, 스위치 Sw1을 폐쇄(온)하고, 스위치Sw2와 Sw3를 개방(오프) 한다. 그리고, 3상 교류 전원(PS)을 온으로 한다. 그러면, R상과 S상의 선간 전압이 양(+)의 위상일 때 콘덴서(C1)가 충전되고, R상과 S상의 선간 전압이 음(-)의 위상일 때 콘덴서(C2)가 충전된다. 그 후의 동작은, 도 14에 도시한 3상 4선식의 인버터 회로(100)와 동일하므로 설명을 생략한다.

또한, 스위치 Sw1는 스위치 Sw2가 설치된 S상 또는 스위치 Sw3가 설치된 T상 중 어느 하나에 접속될 필요가 있다. 도 16으로부터 알 수 있듯이, 스위치 Sw1을 R상에 접속하더라도 콘덴서 C1, C2에는 전압이 인가되지 않는다.

도 16에 도시한 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 변형예에서도 억제부(6)는 인버터 회로(100)에 전원을 투입했을 때의 과전류를 억제한다. 이에 따라, 인버터 회로(100)가 고장나는 것이 억제된다. 또한, 억제부(6)는 전원 전류에서의 고조파 전류를 억제한다.

이상, 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)를 설명하였다. 도 14에 도시한 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 정류부(1)와 억제부(6)의 사이에 도 3에 도시한 DC리액터(Ldc)를 이용할 수도 있다. 또한, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태와 조합하여 이용할 수도 있다. 도 16에 도시한 제3 실시 형태가 적용되는 인버터 회로(100)의 변형예에서도 마찬가지이다.

제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 있어서, 인버터 회로(100)의 부하를 모터(M)로 했지만 다른 부하로 할 수도 있다. 또한, 유도성 부하(리액턴스의 요소가 큰 부하)의 경우에 효과가 크다.

또한, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 있어서 3상의 경우를 설명했지만, 단상의 교류 전원과 단상의 모터 등의 부하를 접속하는 인버터 회로(100)에 억제부(6A, 6B, 6C)를 적용할 수도 있다.

제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태에 있어서, 인버터 회로(100)에는 상기한 리액턴스, 정전 용량, 저항값의 소자가 이용되고 있으므로 소형으로 구성할 수가 있다.

본 발명에서 개시하는 인버터 회로는 공기조화기와 냉장고의 압축기에 적용되는 것이 가능하다 할 것이다. 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 실시 형태에서 설명하는 인버터 회로는 공기조화기의 압축기 또는 냉장고의 압축기에 이용되는 모터 등의 부하에 전력을 공급하기 위해서 적용될 수 있는 것이다. 이때, 인버터 회로는 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환(정류)하여 그 직류 전압을 평활화한 후에, 부하를 제어하는데 적합한 교류 전압으로 변환할 수 있는 것이다. 이로 인해, 개시된 인버터 회로가 적용된 공기조화기 및 냉장고는 직류 전압이 인가되는 부분(DC링크)에서의 과전압 또는 과전류의 발생을 미연에 방지할 수 있다.

그 외, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한 다양한 변형이나 실시 형태의 조합을 실시할 수 있다.

1: 정류부
2: 평활화부
3: 인버터부
4: DC링크
5: 공통 전위선
6, 6A, 6B, 6C: 억제부
7: EMI 필터
61: 과전압 검출 회로
100: 인버터 회로
C1, C2, Cf, Cp, Cp: 콘덴서
CC: 부하 전류원
Cs: 평활 콘덴서
Dc, Dc1, Dc2, Dc3, Dc4, Dc5, Dc6: 정류 다이오드
Df: 귀환 다이오드
Ldc, Lf, Lp: DC리액터
M: 모터
Op: 차동증폭기
PS: 3상 교류 전원
R1, R2, R3, R4, Rp: 저항
R5: 전류 제한 저항
SA: 서지 압소버
Sc: 제어 스위치 소자
St: 스위칭 소자
Sw1, Sw2, Sw3, Sw4: 스위치
Tr: pnp 바이폴라 트랜지스터
Vdd: 구동 전원
Vref: 참조 전원

Claims

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입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부;
상기 정류부로부터 출력되는 직류 전압을 평활화하는 평활화부;
부하에 접속되며 상기 평활화부에 의해서 평활화된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 해당 부하에 출력하는 인버터부; 및
상기 정류부와 상기 평활화부 사이에 설치되어 상기 평활화부에서의 직류 전압이 인가된 DC링크의 과전압 또는 과전류를 억제하는 억제부;를 포함하는 인버터 회로를 포함하고,
상기 인버터 회로는 R상, S상, T상 및 중성점을 포함하는 3상 교류 전원에 접속되며,
상기 억제부는,
상기 평활화부에 병렬로 접속된 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 직렬 회로와,
상기 3상 교류 전원의 상기 S상 및 상기 T상 각각과 상기 정류부 사이에 설치된 제1 스위치와,
상기 직렬 회로에서의 상기 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 접속점과, 상기 3상 교류 전원의 상기 중성점에 접속된 전류 제한 저항과 제2 스위치의 직렬 회로를 포함하는 장치.
제8항에 있어서,
상기 평활화부는 평활 콘덴서를 포함하고,
상기 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 정전 용량은 상기 평활 콘덴서의 정전 용량 보다 작은 장치.
입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부;
상기 정류부로부터 출력되는 직류 전압을 평활화하는 평활화부;
부하에 접속되며 상기 평활화부에 의해서 평활화된 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 해당 부하에 출력하는 인버터부; 및
상기 정류부와 상기 평활화부 사이에 설치되어 상기 평활화부에서의 직류 전압이 인가된 DC링크의 과전압 또는 과전류를 억제하는 억제부;를 포함하는 인버터 회로를 포함하고,
상기 인버터 회로는 R상, S상 및 T상을 포함하는 3상 교류 전원에 접속되며,
상기 억제부는,
상기 평활화부에 병렬로 접속된 제1 콘덴서와 제2 콘덴서의 직렬 회로와,
상기 3상 교류 전원의 S상 및 T상 각각과 상기 정류부 사이에 설치된 제1 스위치와,
상기 S 상 및 상기 T 상 중 어느 하나와 상기 직렬 회로에서의 상기 제1 콘덴서와 상기 제2 콘덴서의 접속점에 접속된 전류 제한 저항과 제2 스위치의 직렬 회로를 포함하는 장치.
제 8 항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는,
압축기를 포함하는 공기 조화기이고,
상기 압축기는,
상기 인버터 회로를 포함하는 장치.
제 8 항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는,
압축기를 포함하는 냉장고이고,
상기 압축기는,
상기 인버터 회로를 포함하는 장치.