KR102380055B1 - 인버터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 단위 인버터 모듈로 구성되는 병렬 구조의 인버터에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터는, n개의 단위 인버터 모듈, 동기 신호에 기초하여 상기 n개의 단위 인버터 모듈을 제어하기 위한 PWM 신호를 각각 생성하는 n개의 단위 제어기 및 상기 동기 신호를 생성하여 제1 방향 및 제2 방향으로 송신하는 메인 제어기를 포함하고, 상기 n개의 단위 제어기는 상기 제1 방향으로부터 수신되는 동기 신호 및 상기 제2 방향으로부터 수신되는 동기 신호 중 우선적으로 수신되는 동기 신호에 기초하여 상기 PWM 신호를 생성한다.

Description

인버터{INVERTER}
본 발명은 인버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 단위 인버터 모듈로 구성되는 병렬 구조의 인버터에 관한 것이다.
인버터는 직류를 교류로 변환하는 장치로, PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 온/오프되는 스위칭 소자를 통해 직류 전압을 스위칭시켜 교류 전압을 생성하며, 생성된 교류 전압을 부하로 출력시키는 회로이다. 인버터를 사용할 경우 사용자가 원하는 전압 및 주파수의 교류 전압을 부하로 공급하여 부하의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다. 산업설비의 대용량화 추세와 고압화에 따라 고압 대용량 인버터 시스템에 대한 수요가 증가하고 있으며, 전력용 반도체 소자의 제한된 정격을 극복할 수 있는 멀티레벨 인버터에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
최근에는 보다 높은 전력을 얻기 위하여 다수의 단위 인버터 모듈을 병렬로 연결하는 인버터가 사용되고 있다. 도 1은 종래 기술에 따른 단위 인버터 모듈이 병렬로 연결되어 이루어진 인버터의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 두 개의 단위 인버터 모듈(11, 13)은 하나의 직류 전원으로부터 공급되는 직류 전압(VDC)을 변환하여 3상의 교류 전류(Iu, Iv, Iw)를 출력한다.
직류 전원으로부터 공급되는 직류 전압(VDC)은 각각의 단위 인버터 모듈(11, 13)에 포함된 제1 커패시터(C1, C3) 및 제2 커패시터(C2, C4)에 의해서 분배된다. 각각의 단위 인버터 모듈(11, 13)은 대응되는 단위 제어기(110, 130)로부터 출력되는 PWM 신호를 수신하고, 수신된 PWM 신호에 기초하여 각각의 단위 인버터 모듈(11, 13)에 포함된 스위칭 소자를 교대로 온/오프 시켜 스위칭 동작을 수행한다.
단위 제어기(110, 130)는 단위 인버터 모듈(11, 13)에 포함된 스위칭 소자들의 스위칭 동작을 위한 PWM 신호를 생성한다. 보다 구체적으로, 단위 제어기(110, 130)는 캐리어 신호 생성부(111, 131) 및 PWM 신호 생성부(112, 132)를 포함한다. PWM 신호 생성부(112, 132)는 캐리어 신호 생성부(111, 131)에 의해서 생성되는 캐리어 신호와 기준 신호를 비교하고, 비교 결과에 따라서 PWM 신호를 생성한다.
도 2는 종래 기술에 따른 단위 제어기에 의한 PWM 신호 생성 과정을 나타내는 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이 단위 제어기(110)에 포함된 캐리어 신호 생성부(111)는 삼각파 형상의 캐리어 신호(210)를 출력한다. 그러면 캐리어 신호(210)를 수신한 단위 제어기(110)에 포함된 PWM 신호 생성부(112)는 캐리어 신호(210)와 기준 신호(20)를 비교하고, 기준 신호(20)가 캐리어 신호(210)보다 작은 구간에서는 오프 상태를, 그렇지 않은 구간에서는 온 상태를 나타내는 PWM 신호(212)를 생성한다. 마찬가지로, 단위 제어기(130)에 포함된 캐리어 신호 생성부(131)는 캐리어 신호(230)를 출력하고, 단위 제어기(130)에 포함된 PWM 신호 생성부(132)는 캐리어 신호(230)와 기준 신호(20)를 비교하여 PWM 신호(232)를 생성한다.
그런데 도 2에 도시된 바와 같이 단위 제어기(110) 및 단위 제어기(130)가 캐리어 신호(210)를 생성하는 타이밍이 서로 일치하지 않아 지연 시간(T)이 발생할 수 있다. 이와 같이 발생되는 지연 시간(T)은 PWM 신호 생성 시에도 그대로 반영되어 PWM 신호(212)와 PWM 신호(232) 사이에 지연 시간(T)이 발생하게 된다.
만약 도 2와 같이 지연 시간(T)을 갖는 PWM 신호(212)와 PWM 신호(232)가 도 1의 단위 인버터 모듈(11) 및 단위 인버터 모듈(13)에 각각 입력될 경우, 지연 시간(T) 동안 단위 인버터 모듈(13)의 스위칭 동작이 지연될 수 있다. 그 결과, 도 1에 표시된 경로(140)와 같은 단락 경로(short circuit path)가 형성되어 스위칭 소자 및 다른 소자의 소손이 발생하게 된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 도 1과 같이 전류 제한용 리액터(L1, L2)가 인버터에 포함된다.
도 3은 종래 기술에 따른 인버터에 포함되는 메인 제어기 및 다수의 단위 제어기의 구성도이다.
도 1 및 도 2를 통해 설명된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 도 3과 같이 메인 제어기(30)를 이용하여 동기 신호를 생성하고, 생성된 동기 신호를 다수의 단위 제어기(32a 내지 32n)에 순차적으로 전달한다. 즉, 메인 제어기(30)는 생성된 동기 신호를 인접한 제1 단위 제어기(32a)로 송신하고, 제1 단위 제어기(32a)는 수신된 동기 신호를 인접한 제2 단위 제어기(32b)로 송신한다. 또한 마지막으로 동기 신호를 수신한 제n 단위 제어기(32n)는 수신된 동기 신호를 다시 메인 제어기(30)로 송신한다. 이처럼 종래 기술에 따른 메인 제어기(30) 및 단위 제어기들(32a 내지 32n)은 일방향으로만 동기 신호를 전달한다.
도 3과 같은 구성을 갖는 각각의 단위 제어기(32a 내지 32n)는 수신된 동기 신호에 기초하여 캐리어 신호 또는 PWM 신호를 생성함으로써 전술한 바와 같은 지연 시간(T)을 감소시킬 수 있다. 그러나 도 3과 같이 메인 제어기(30)를 통하여 동기 신호를 공급하더라도, 메인 제어기(30)와 단위 제어기(32a) 사이, 또는 단위 제어기들(32a 내지 32n) 사이의 동기 신호 전송 지연으로 인하여, 전술한 바와 같은 지연 시간은 여전히 존재하게 된다. 이러한 지연 시간의 존재로 인하여 단락 경로 형성 및 스위칭 소자나 다른 소자의 소손 가능성이 여전히 남게 되는 문제가 있다.
또한 종래 기술에 따르면 도 3과 같이 일방향으로만 동기 신호가 전달되므로, 단위 제어기들(32a 내지 32n) 중 어느 하나의 단위 제어기에 이상이 발생할 경우 동기 신호 전달이 제대로 이루어질 수 없다. 이와 같이 동기 신호 전달이 단절될 경우 전술한 바와 같은 지연 시간 발생으로 인하여 소자가 소손되고 인버터의 동작이 정지되는 문제가 있다.
본 발명은 다수의 단위 인버터 모듈 각각을 제어하기 위한 다수의 단위 제어기들이 PWM 신호를 생성할 때 발생하는 지연 시간을 감소시킴으로써 소자가 소손되거나 인버터 동작이 정지되는 현상을 방지할 수 있는 인버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 다수의 단위 제어기들 중 일부 단위 제어기에 이상이 발생하더라도 동기 신호의 전달이 단절되지 않는 인버터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인버터는, n개의 단위 인버터 모듈, 동기 신호에 기초하여 상기 n개의 단위 인버터 모듈을 제어하기 위한 PWM 신호를 각각 생성하는 n개의 단위 제어기 및 상기 동기 신호를 생성하여 제1 방향 및 제2 방향으로 송신하는 메인 제어기를 포함하고, 상기 n개의 단위 제어기는 상기 제1 방향으로부터 수신되는 동기 신호 및 상기 제2 방향으로부터 수신되는 동기 신호 중 우선적으로 수신되는 동기 신호에 기초하여 상기 PWM 신호를 생성한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 n개의 단위 제어기는 수신된 동기 신호의 송신 방향에 따라서, 상기 수신된 동기 신호를 인접하는 다른 단위 제어기 또는 상기 메인 제어기로 전달할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 메인 제어기 또는 상기 n개의 단위 제어기는 상기 동기 신호를 상기 제1 방향으로 송신하기 위한 제1 송신 포트, 상기 제1 방향으로 송신된 동기 신호를 수신하기 위한 제1 수신 포트, 상기 동기 신호를 상기 제2 방향으로 송신하기 위한 제2 송신 포트 및 상기 제2 방향으로 송신된 동기 신호를 수신하기 위한 제2 수신 포트를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 메인 제어기가 상기 제1 방향으로 동기 신호를 송신할 경우, 상기 메인 제어기는 1번째 단위 제어기로 상기 동기 신호를 송신하고, n번째 단위 제어기로부터 상기 동기 신호를 수신할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 메인 제어기가 상기 제2 방향으로 동기 신호를 송신할 경우, 상기 메인 제어기는 n번째 단위 제어기로 상기 동기 신호를 송신하고, 1번째 단위 제어기로부터 상기 동기 신호를 수신할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 n개의 단위 제어기는 상기 제1 방향으로부터 수신되는 동기 신호 및 상기 제2 방향으로부터 수신되는 동기 신호를 입력받아 상기 PWM 신호를 생성하기 위한 동기 신호를 출력하는 OR 게이트를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 다수의 단위 인버터 모듈 각각을 제어하기 위한 다수의 단위 제어기들이 PWM 신호를 생성할 때 발생하는 지연 시간을 감소시킴으로써 소자가 소손되거나 인버터 동작이 정지되는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면 다수의 단위 제어기들 중 일부 단위 제어기에 이상이 발생하더라도 동기 신호의 전달이 단절되지 않는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 단위 인버터 모듈이 병렬로 연결되어 이루어진 인버터의 회로도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 단위 제어기에 의한 PWM 신호 생성 과정을 나타내는 그래프이다.
도 3은 종래 기술에 따른 인버터에 포함되는 메인 제어기 및 다수의 단위 제어기의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터에 포함되는 메인 제어기 및 다수의 단위 제어기의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 제어기의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 4개의 단위 제어기로 인버터를 구성할 때 각각의 단위 제어기의 동기 신호 수신 타이밍 및 수신된 동기 신호에 기초한 PWM 신호의 생성 타이밍을 나타내는 그래프이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터에 포함되는 메인 제어기 및 다수의 단위 제어기의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터는 메인 제어기(40) 및 다수의 단위 제어기(42a 내지 42n)를 포함한다.
메인 제어기(40)는 단위 제어기들(42a 내지 42n)이 PWM 신호를 생성하는 타이밍을 제어하기 위한 동기 신호를 생성한다. 메인 제어기(40)는 생성된 동기 신호를 2개의 송신 포트(TX1, TX2)를 통해서 각각 송신한다. 보다 구체적으로, 메인 제어기(40)는 제1 송신 포트(TX1)를 통해서 제1 방향으로 동기 신호를 송신하고, 제2 송신 포트(TX2)를 통해서 제2 방향으로 동기 신호를 송신한다. 본 발명의 일 실시예에서, 메인 제어기(40)는 제1 방향 및 제2 방향으로 동시에 동기 신호를 송신할 수 있다.
참고로 본 발명에서 제1 방향은 제1 단위 제어기(42a)로부터 제n 단위 제어기(42n)를 향하는 방향을 의미하고, 제2 방향은 제n 단위 제어기(42n)로부터 제1 단위 제어기(42a)를 향하는 방향을 의미한다. 실시예에 따라서 제1 방향 및 제2 방향은 서로 반대로 정의될 수도 있다.
n개의 단위 제어기들(42a 내지 42n)은 메인 제어기(40)로부터 송신되는 동기 신호에 기초하여, 각 단위 제어기(42a 내지 42n)에 대응되는 단위 인버터 모듈(미도시)을 제어하기 위한 PWM 신호를 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 각각의 단위 제어기(42a 내지 42n)는 제1 방향으로부터 수신되는 동기 신호 및 제2 방향으로부터 수신되는 동기 신호 중 우선적으로 수신되는 동기 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 메인 제어기(40) 또는 단위 제어기들(42a 내지 42n)은 동기 신호를 송신하기 위한 송신 포트 및 동기 신호를 수신하기 위한 수신 포트를 포함한다. 보다 구체적으로, 메인 제어기(40) 또는 단위 제어기들(42a 내지 42n)은 동기 신호를 제1 방향으로 송신하기 위한 제1 송신 포트(TX1), 제1 방향으로 송신된 동기 신호를 수신하기 위한 제1 수신 포트(RX1), 동기 신호를 제2 방향으로 송신하기 위한 제2 송신 포트(TX2), 제2 방향으로 송신된 동기 신호를 수신하기 위한 제2 수신 포트(RX2)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 메인 제어기(40)는 제1 방향 및 제2 방향으로 동기 신호를 송신할 수 있다. 메인 제어기(40)가 제1 방향으로 동기 신호를 송신할 경우, 메인 제어기(40)는 인접한 1번째 단위 제어기, 즉 제1 단위 제어기(42a)로 동기 신호를 송신하고, n번째 단위 제어기, 즉 제n 단위 제어기(42n)로부터 동기 신호를 수신할 수 있다. 또한 메인 제어기(40)가 제2 방향으로 동기 신호를 송신할 경우, 메인 제어기(40)는 n번째 단위 제어기, 즉 제n 단위 제어기(42n)로 동기 신호를 송신하고, 인접한 1번째 단위 제어기, 즉 제1 단위 제어기(42a)로부터 동기 신호를 수신할 수 있다.
단위 제어기들(42a 내지 42n)은 수신된 동기 신호의 송신 방향, 즉 제1 방향 또는 제2 방향에 따라서, 수신된 동기 신호를 인접하는 다른 단위 제어기 또는 메인 제어기(40)로 전달할 수 있다.
메인 제어기(40)가 제1 방향 및 제2 방향으로 동기 신호를 송신하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
메인 제어기(40)는 제1 송신 포트(TX1)를 통해 제1 방향으로 인접하는 제1 단위 제어기(42a)로 동기 신호를 송신한다. 메인 제어기(40)가 제1 방향으로 송신한 동기 신호를 제1 수신 포트(RX1)를 통해 수신한 제1 단위 제어기(42a)는 수신된 동기 신호의 송신 방향, 즉 제1 방향에 존재하는 인접한 단위 제어기, 즉 제2 단위 제어기(42b)로 제1 송신 포트(TX1)를 통해 동기 신호를 송신한다. 마찬가지로, 제1 단위 제어기(42a)로부터 제1 수신 포트(RX1)를 통해 동기 신호를 수신한 제2 단위 제어기(42b)는 제1 송신 포트(TX1)를 통해 제3 단위 제어기(미도시)로 동기 신호를 송신한다.
이와 같은 과정을 통해 마지막으로 제1 수신 포트(RX1)를 통해 동기 신호를 수신한 제n 단위 제어기(42n)는 제1 송신 포트(TX1)를 통해 동기 신호를 메인 제어기(40)로 송신한다. 미리 정해진 기준 시간 이내에 제1 수신 포트(RX1)를 통해 제n 단위 제어기(42n)로부터 송신된 동기 신호를 수신한 메인 제어기(40)는 제1 방향으로의 동기 신호 전송이 정상적으로 이루어진 것으로 판단한다. 만약 미리 정해진 기준 시간 이내에 제1 수신 포트(RX1)를 통해 동기 신호가 수신되지 않을 경우, 메인 제어기(40)는 제1 방향으로의 동기 신호 전송이 정상적으로 이루어지지 않은 것으로 판단한다.
한편, 메인 제어기(40)는 제2 송신 포트(TX2)를 통해 제2 방향으로 인접하는 제n 단위 제어기(42n)로 동기 신호를 송신한다. 메인 제어기(40)가 제2 방향으로 송신한 동기 신호를 제2 수신 포트(RX2)를 통해 수신한 제2 단위 제어기(42n)는 수신된 동기 신호의 송신 방향, 즉 제2 방향에 존재하는 인접한 단위 제어기, 즉 제n-1 단위 제어기(미도시)로 제2 송신 포트(TX2)를 통해 동기 신호를 송신한다. 마찬가지로, 제n-1 단위 제어기(미도시)로부터 제2 수신 포트(RX2)를 통해 동기 신호를 수신한 제n-2 단위 제어기(미도시)는 제2 송신 포트(TX2)를 통해 제n-3 단위 제어기(미도시)로 동기 신호를 송신한다.
이와 같은 과정을 통해 마지막으로 제2 수신 포트(RX2)를 통해 동기 신호를 수신한 제1 단위 제어기(42a)는 제2 송신 포트(TX2)를 통해 동기 신호를 메인 제어기(40)로 송신한다. 미리 정해진 기준 시간 이내에 제2 수신 포트(RX2)를 통해 제a 단위 제어기(42a)로부터 송신된 동기 신호를 수신한 메인 제어기(40)는 제2 방향으로의 동기 신호 전송이 정상적으로 이루어진 것으로 판단한다. 만약 미리 정해진 기준 시간 이내에 제2 수신 포트(RX2)를 통해 동기 신호가 수신되지 않을 경우, 메인 제어기(40)는 제2 방향으로의 동기 신호 전송이 정상적으로 이루어지지 않은 것으로 판단한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 메인 제어기(40)는 제1 방향 및 제2 방향으로 동시에 동기 신호를 전송할 수 있다. 이에 따르면 제1 단위 제어기(42a)와 제n 단위 제어기(42n)는 서로 동일한 타이밍에 동기 신호를 수신한다. 마찬가지로, 제2 단위 제어기(42b)와 제n-1 단위 제어기(미도시), 제3 단위 제어기(42c)와 제n-2 단위 제어기(미도시), ...는 각각 서로 동일한 타이밍에 동기 신호를 수신한다.
본 발명의 일 실시예에서, 메인 제어기(40)는 제1 방향 및 제2 방향으로의 동기 신호 중 적어도 하나의 전송이 정상적으로 이루어지지 않은 것으로 판단되면 모든 방향으로의 동기 신호 전송을 중단할 수 있다. 실시예에 따라서 메인 제어기(40)는 제1 방향 및 제2 방향으로의 동기 신호 전송이 모두 정상적으로 이루어지지 않은 것으로 판단될 때에만 동기 신호 전송을 중단할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 제어기의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 제어기(42a)는 제1 수신 포트(RX1) 및 제2 수신 포트(RX2)를 통해서 각각 입력되는 동기 신호를 입력받아 캐리어 신호 생성부(504)로 동기 신호를 출력하는 OR 게이트(502)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 OR 게이트(502)를 사용함에 따라서, 제1 수신 포트(RX1) 및 제2 수신 포트(RX2)를 통해서 각각 입력되는 동기 신호 중 우선적으로 입력되는 동기 신호가 캐리어 신호 생성부(504)로 전달된다.
캐리어 신호 생성부(504)는 OR 게이트(502)를 통해 출력되는 동기 신호에 기초하여 캐리어 신호를 생성한다. PWM 신호 생성부(506)는 캐리어 신호 생성부(504)에 의해 생성된 캐리어 신호와 기준 신호를 비교하여 PWM 신호를 생성하고, 생성된 PWM 신호를 대응되는 단위 인버터 모듈(미도시)로 전달한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서 4개의 단위 제어기로 인버터를 구성할 때 각각의 단위 제어기의 동기 신호 수신 타이밍 및 수신된 동기 신호에 기초한 PWM 신호의 생성 타이밍을 나타내는 그래프이다.
도 6에 도시된 그래프는 4개의 단위 인버터 모듈을 각각 제어하기 위한 4개의 단위 제어기, 즉 제1 단위 제어기, 제2 단위 제어기, 제3 단위 제어기, 제4 단위 제어기와, 각 단위 제어기에 동기 신호를 전송하기 위한 메인 제어기로 구성되는 인버터의 동기 신호 수신 타이밍이 도시되어 있다. 본 실시예에서 메인 제어기는 제1 단위 제어기 및 제4 단위 제어기와 인접하게 배치된다.
도 6에서 Inverter1 RX1은 제1 단위 제어기의 제1 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을 나타내고, Inverter2 RX1은 제2 단위 제어기의 제1 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을 나타낸다. 또한 Inverter3 RX1은 제3 단위 제어기의 제1 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을, Inverter4 RX1은 제4 단위 제어기의 제1 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을 각각 나타낸다.
또한 도 6에서 Inverter1 RX2는 제1 단위 제어기의 제2 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을 나타내고, Inverter2 RX2는 제2 단위 제어기의 제2 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을 나타낸다. 또한 Inverter3 RX2는 제3 단위 제어기의 제2 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을, Inverter4 RX2는 제4 단위 제어기의 제2 수신 포트를 통해 수신되는 동기 신호의 파형을 각각 나타낸다.
또한 도 6에서 Inverter1 PWM은 제1 단위 제어기에 의해서 생성되는 PWM 신호의 파형을 나타내고, Inverter2 PWM은 제2 단위 제어기에 의해서 생성되는 PWM 신호의 파형을 나타낸다. 또한 Inverter3 PWM은 제3 단위 제어기에 의해서 생성되는 PWM 신호의 파형을 나타내고, Inverter4 PWM은 제4 단위 제어기에 의해서 생성되는 PWM 신호의 파형을 나타낸다.
앞서 도 4 및 도 5를 통해 설명된 본 발명의 동기 신호 전송 방법에 따르면, 메인 제어기는 제1 단위 제어기(제1 방향) 및 제4 단위 제어기(제2 방향)로 동시에 동기 신호를 송신한다. 이에 따라서 시점(T1)에서 제1 단위 제어기의 제1 수신 포트(Inverter1 RX1) 및 제4 단위 제어기의 제2 수신 포트(Inverter4 RX2)를 통해 동기 신호가 동시에 수신된다. 이에 따라서 제1 단위 제어기 및 제4 단위 제어기는 동일한 시점(T1)에 PWM 신호를 출력한다.
다음으로, 제1 방향으로 송신된 동기 신호를 수신한 제1 단위 제어기는 시점(T2)에 인접한 제2 단위 제어기에 동기 신호를 전달한다. 마찬가지로, 제2 방향으로 송신된 동기 신호를 수신한 제2 단위 제어기는 시점(T2)에 인접한 제3 단위 제어기에 동기 신호를 전달한다. 이에 따라서 제2 단위 제어기 및 제3 단위 제어기는 동일한 시점(T2)에 PWM 신호를 출력한다.
다음으로, 제1 방향으로 송신된 동기 신호를 수신한 제2 단위 제어기는 시점(T3)에 인접한 제3 단위 제어기에 동기 신호를 전달한다. 마찬가지로, 제2 방향으로 송신된 동기 신호를 수신한 제3 단위 제어기는 시점(T3)에 인접한 제2 단위 제어기에 동기 신호를 전달한다. 그러나 제3 단위 제어기 및 제2 단위 제어기는 이미 시점(T2)에 수신된 동기 신호를 기초로 PWM 신호를 출력했으므로 PWM 신호의 파형에는 변화가 없다.
마지막으로, 제1 방향으로 송신된 동기 신호를 수신한 제3 단위 제어기는 시점(T4)에 인접한 제4 단위 제어기에 동기 신호를 전달한다. 마찬가지로, 제2 방향으로 송신된 동기 신호를 수신한 제2 단위 제어기는 시점(T4)에 인접한 제1 단위 제어기에 동기 신호를 전달한다. 그러나 제4 단위 제어기 및 제1 단위 제어기는 이미 시점(T1)에 수신된 동기 신호를 기초로 PWM 신호를 출력했으므로 PWM 신호의 파형에는 변화가 없다.
이후 제4 단위 제어기는 제1 방향으로 송신된 동기 신호를 메인 제어기에 전달하고, 제1 단위 제어기는 제2 방향으로 송신된 동기 신호를 메인 제어기에 전달한다.
만약 도 6의 실시예에서 종래의 동기 신호 전송 방법(도 3)에 따라서 하나의 방향으로만 동기 신호가 전달된다면 제1 단위 제어기, 제2 단위 제어기, 제3 단위 제어기, 제4 단위 제어기는 각각 동기 신호를 수신한 순서에 따라서 순차적으로 PWM 신호를 생성할 것이다.
그러나 도 4 및 도 5를 통해 설명된 본 발명의 동기 신호 전송 방법에 따라서 양방향으로 동기 신호가 전송될 경우, 전술한 바와 같이 제1 단위 제어기와 제4 단위 제어기가 동일한 시점(T1)에, 그리고 제2 단위 제어기와 제3 단위 제어기가 동일한 시점(T2)에 PWM 신호를 생성할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 인버터의 동기 신호의 지연 시간은 종래 기술의 지연 시간의 1/2로 감소하는 효과가 있다. 이에 따라서 앞서 도 1을 통해 설명한 바와 같은 단락 경로가 형성될 가능성이 종래에 비해 1/2로 감소된다. 따라서 소자의 소손으로 인한 회로의 고장 및 인버터의 동작이 정지될 가능성이 감소한다.
또한 전술한 바와 같은 본 발명의 동기 신호 전송 방법을 사용할 경우, 인버터를 구성하는 단위 제어기 중 어느 하나에 이상이 발생하더라도 동기 신호의 전송이 단절되지 않는 효과가 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 인버터에 포함된 단위 제어기 중 제2 단위 제어기(42b)의 제1 송신 포트(TX1) 또는 제1 수신 포트(RX1)에 이상이 발생하여 제1 방향으로의 동기 신호 전송이 중단되더라도, 제2 방향으로의 동기 신호 전송을 통해 동기 신호 전송이 지속될 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 보다 안정적인 동기 신호 전송이 가능하다는 장점이 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (6)

  1. n개의 단위 인버터 모듈;
    동기 신호에 기초하여 상기 n개의 단위 인버터 모듈을 제어하기 위한 PWM 신호를 각각 생성하는 n개의 단위 제어기; 및
    상기 동기 신호를 생성하여 제1 방향 및 제2 방향으로 송신하는 메인 제어기를 포함하고,
    상기 n개의 단위 제어기는
    상기 제1 방향으로부터 수신되는 동기 신호 및 상기 제2 방향으로부터 수신되는 동기 신호 중 우선적으로 수신되는 동기 신호에 기초하여 상기 PWM 신호를 생성하고,
    상기 메인 제어기는 제1 방향으로 제1 동기 신호와 제2 방향으로 제2 동기 신호를 동시에 송신하되, 상기 제1 방향으로 제1 단위 제어기로 상기 제1 동기 신호를 송신하고, 상기 제2 방향으로 제n 단위 제어기로 상기 제2 동기 신호를 송신하고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 반대 방향이고,
    상기 제1 방향의 상기 제1 단위 제어기는 수신된 상기 제1 동기 신호의 송신 방향인 상기 제1 방향에 존재하는 인접한 제2 단위 제어기로 상기 제1 동기 신호를 송신하고, 상기 제2 단위 제어기는 동일한 방식으로 제3 단위 제어기로 상기 제1 동기 신호를 송신하고, 동일한 방식으로 상기 제1 동기 신호는 상기 제3 단위 제어기 내지 제n 단위 제어기로 송신되고, 상기 제1방향의 상기 제n 단위 제어기는 수신된 상기 제1 동기 신호를 상기 메인 제어기로 송신하고,
    상기 제2 방향의 상기 제n 단위 제어기는 수신된 상기 제2 동기 신호의 송신 방향인 상기 제2 방향에 존재하는 인접한 제n-1 단위 제어기로 상기 제2 동기 신호를 송신하고, 상기 제n-1 단위 제어기는 동일한 방식으로 제n-2 단위 제어기로 상기 제2 동기 신호를 송신하고, 동일한 방식으로 상기 제2 동기 신호가 상기 제n-2 단위 제어기 내지 제2 단위 제어기로 송신되고, 상기 제2 단위 제어기는 동일한 방식으로 제1 단위 제어기로 상기 제2 동기 신호를 송신하고, 상기 제2 방향의 상기 제1 단위 제어기는 동일한 방식으로 상기 제2 동기 신호를 상기 메인 제어기에 송신하고, 상기 메인 제어기는 미리 정해진 기준 시간 이내에 상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 동기 신호가 수신되면 상기 제1 방향으로의 제1 동기 신호의 전송 및 상기 제2 방향으로의 상기 제2 동기 신호의 전송이 이루어진 것으로 판단하는
    인버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 n개의 단위 제어기는
    수신된 동기 신호의 송신 방향에 따라서, 상기 수신된 동기 신호를 인접하는 다른 단위 제어기 또는 상기 메인 제어기로 전달하는
    인버터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 제어기 또는 상기 n개의 단위 제어기는
    상기 동기 신호를 상기 제1 방향으로 송신하기 위한 제1 송신 포트;
    상기 제1 방향으로 송신된 동기 신호를 수신하기 위한 제1 수신 포트;
    상기 동기 신호를 상기 제2 방향으로 송신하기 위한 제2 송신 포트; 및
    상기 제2 방향으로 송신된 동기 신호를 수신하기 위한 제2 수신 포트를 포함하는
    인버터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 제어기가 상기 제1 방향으로 동기 신호를 송신할 경우,
    상기 메인 제어기는 1번째 단위 제어기로 상기 동기 신호를 송신하고, n번째 단위 제어기로부터 상기 동기 신호를 수신하는
    인버터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인 제어기가 상기 제2 방향으로 동기 신호를 송신할 경우,
    상기 메인 제어기는 n번째 단위 제어기로 상기 동기 신호를 송신하고, 1번째 단위 제어기로부터 상기 동기 신호를 수신하는
    인버터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 n개의 단위 제어기는
    상기 제1 방향으로부터 수신되는 동기 신호 및 상기 제2 방향으로부터 수신되는 동기 신호를 입력받아 상기 PWM 신호를 생성하기 위한 동기 신호를 출력하는 OR 게이트를 포함하는
    인버터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100289582B1 (ko) * 1998-08-31 2001-05-02 전주범 스위칭전원의 pwm 제어신호 생성회로
KR100496385B1 (ko) * 2003-01-10 2005-06-17 맥슨씨아이씨 주식회사 아날로그/디지털 변환기를 이용한 이중화 위상보상클럭발생장치
KR101792040B1 (ko) * 2011-11-25 2017-11-02 엘에스산전 주식회사 병렬 인버터 시스템
KR102245408B1 (ko) * 2014-05-10 2021-04-29 삼성전자주식회사 디바이스 대 디바이스 통신 시스템에서 동기화 방법 및 장치
KR20150141316A (ko) * 2014-06-10 2015-12-18 엘에스산전 주식회사 병렬운전 인버터 시스템의 pwm 동기화 장치

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