KR102522510B1

KR102522510B1 - 회생 제동 장치

Info

Publication number: KR102522510B1
Application number: KR1020180143410A
Authority: KR
Inventors: 송민철; 김홍주; 박영식; 송영훈; 홍지태
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2023-04-17
Also published as: WO2020105786A1; KR20200058822A

Abstract

본 발명은 회생 제동 장치를 공개한다. 본 발명은 저항, 인덕터 및 반도체 스위칭 소자 등과 같은 전자 부품들을 조합하여 회생 제동 장치를 구성함으로써, 그 설계가 용이하면서도 급격한 회생 전류로부터 전자 회로들을 보호할 수 있는 회생 제동 장치를 제공할 수 있다.

Description

회생 제동 장치{REGENERATION BRAKING APPARATUS}

본 발명은 회생 제동 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 모터로 전원을 공급하여 모터를 구동하는 전원 공급 장치에 있어서, 모터로부터 발생한 회생 전류가 전원 공급 장치로 순간적으로 유입되는 것을 차단하는 회생 제동 장치에 관한 것이다.

전기자동차와 같이 전원을 공급받아 모터를 구동시키는 전원 공급 장치의 경우, DC 전원을 고속으로 스위칭하여 AC로 변환하여 모터를 구동하게 된다.

그런데, 전원 공급 장치에 연결된 모터가 감속하는 경우에, 모터 회전자의 회전 관성으로 인하여 모터가 발전기 모드로 동작하게 되어 회생 전류가 발생하고, 그 회생 전류가 DC 링크 단에 순간적인 전압 상승을 일으킨다.

도 1은 회생 제동 장치가 적용되지 않은 경우의 전원 공급 장치와, 회생 전류가 발생하였을때의 전압과 전류의 타이밍도를 도시한 그래프이다.

도 1을 참조하여 예시적으로 설명하면, 1ms 시점에서 DC 전원(DC Voltage Supply)(20)가 300V 전압을 출력하면, DC 전원(20)의 내부 저항(50옴) 때문에 DC 링크 전압은 다소 늦게 상승한다.

3ms 시점에서, 모터(30)로부터 서지 형태의 회생 전류 (I_Regeneration) 피크 10A 가 발생하면, 회생 전류는 다른 곳으로 흐를 경로가 없으므로 DC 전원(20)의 내부 저항을 통해 Ground로 흘러나간다.

이 때, DC 전원(20)의 내부 저항(50Ω)에 10A의 전류가 흐르면서, DC 링크 전압은 800V 까지 상승(300V+10AX50Ω=800V)한다. 상기한 바와 같은 순간적인 전압 상승은 인버터(40) 뿐만 아니라, 인버터 앞단에 배치된 다른 전자 회로 부분(예컨대, 컨버터 및 DC 전원)까지 파손시킬 수 있는 위험이 존재하여 적절한 보호 장치가 요구된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술의 일 예가, 한국특허 제10-1120757호에 공개되어 있다. 도 2에 도시된 상기 종래 기술의 경우, 회생 전류가 인가되어 DC Link 전압이 기준 전압보다 높아질 경우, 비교기(16)를 통하여 스위치(12)를 켬으로서 회생 전류가 제동 저항(11)을 통해 방출되도록 한다.

도 2에 도시된 종래 기술의 저항 방식의 회생 제동 회로는, 높은 DC Link 전압을 사용하는 경우 DC Link 전압 이상의 절연 성능을 가진 전압 검출기(14) 및 구동 회로(17)를 사용하거나 또는 직접 DC Link 전압과 비교할 수 있도록 공통 접지를 가진 동작 레벨 연산기(15) 및 비교기(16)를 만들어 주어야 하는 단점이 있다.

또한 에너지 효율 측면에서, 기준 전압 이상의 전압에 대해서는 제동 저항을 통해서 전부 소모시키기 때문에 DC Link 앞단 컨버터에서 수행할 수 있는 에너지 회생 기능과 상충되는 문제 또한 존재한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복잡한 회로를 구성하지 않고서도 급격한 회생 전류로부터 전자 회로들을 보호할 수 있는 회생 제동 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회생 제동 장치는, DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서, 상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 제 2 저항; 상기 제 2 저항과 접지 노드 사이에 연결되는 커패시터; 상기 접지 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및 상기 제 1 저항 및 상기 제 1 노드 사이에 배치되고, 상기 제 2 저항 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 제 1 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함한다.

또한, 상기 스위칭 소자는, pnp 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고, 상기 BJT의 베이스는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 제 1 노드에 연결될 수 있다.

또한, 상기 스위칭 소자는, p-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고, 상기 FET의 게이트는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 제 1 노드에 연결될 수 있다.

또한, 상기 회생 제동 장치는, 상기 제 2 저항에 병렬로 연결되는 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 스위치는 상기 DC 전원에서 DC 전압이 출력되어 DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달할 때까지 스위치 온 상태가 유지되고, DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달하면 스위치 오프될 수 있다.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 회생 제동 장치는, DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서, 상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 인덕터; 상기 인덕터에 병렬로 연결되는 환류 다이오드; 상기 인덕터와 접지 노드 사이에 연결되는 커패시터; 상기 접지 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및 상기 제 1 저항 및 상기 제 1 노드 사이에 배치되고, 상기 인덕터 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 제 1 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함한다.

또한, 상기 스위칭 소자는, pnp 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고, 상기 BJT의 베이스는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 제 1 노드에 연결될 수 있다.

또한, 상기 스위칭 소자는, p-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고, 상기 FET의 게이트는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 제 1 노드에 연결될 수 있다.

또한, 상기 회생 제동 장치는, 상기 인덕터에 병렬로 연결되는 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 스위치는 상기 DC 전원에서 DC 전압이 출력되어 DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달할 때까지 스위치 온 상태가 유지되고, DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달하면 스위치 오프될 수 있다.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 회생 제동 장치는, DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서, 상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 커패시터; 상기 커패시터와 접지 노드 사이에 연결된 제 2 저항; 상기 제 1 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및 상기 제 1 저항 및 상기 접지 노드 사이에 배치되고, 상기 제 2 저항 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 접지 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.

또한, 상기 스위칭 소자는, npn 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고, 상기 BJT의 베이스는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 접지 노드에 연결될 수 있다.

또한, 상기 스위칭 소자는, n-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고, 상기 FET의 게이트는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 접지 노드에 연결될 수 있다.

한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 회생 제동 장치는, DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서, 상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 커패시터; 상기 커패시터와 접지 노드 사이에 연결된 인덕터; 상기 인덕터에 병렬로 연결되는 환류 다이오드; 상기 제 1 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및 상기 제 1 저항 및 상기 접지 노드 사이에 배치되고, 상기 인덕터 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 접지 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함한다.

또한, 상기 스위칭 소자는, npn 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고, 상기 BJT의 베이스는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 접지 노드에 연결될 수 있다.

또한, 상기 스위칭 소자는, n-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고, 상기 FET의 게이트는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 접지 노드에 연결될 수 있다.

또한, 상기 회생 제동 장치는 상기 인덕터에 병렬로 연결되는 스위치를 더 포함할 수 있고, 상기 스위치는 상기 DC 전원에서 DC 전압이 출력되어 DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달할 때까지 스위치 온 상태가 유지되고, DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달하면 스위치 오프될 수 있다.

본 발명은 저항, 인덕터 및 반도체 스위칭 소자 등과 같은 전자 부품들을 조합하여 회생 제동 장치를 구성함으로써, 그 설계가 용이하면서도 급격한 회생 전류로부터 전자 회로들을 보호할 수 있는 회생 제동 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 회생 제동 장치가 적용되지 않은 경우의 모터 구동 시스템과 회생 전류가 발생하였을 때의 전압과 전류의 타이밍도를 도시한 그래프이다.
도 2는 종래 기술에 따른 회생 제동 장치의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 3a 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 3b는 도 3a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 3c는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 다른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 4b는 도 4a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 4c는 도 4a의 pnp BJT를 p-채널 FET로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 변형 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 5b는 도 5a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 5c는 도 5a의 pnp BJT를 p-채널 FET로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 또 다른 변형 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 6b는 도 6a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 6c는 도 6a의 npn BJT를 n-채널 FET로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 또 다른 변형 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 7b는 도 7a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 7c는 도 7a의 npn BJT를 n-채널 FET로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

도 3a 는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 3b는 도 3a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 3c는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 다른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에서 따른 회생 제동 장치(100)는 DC 전원(20)에 연결되고, DC 전원(20)으로부터 입력된 DC를 AC로 변환하여 모터(30)로 제공하는 인버터(40)는 DC 전원(20)에 연결됨과 동시에 회생 제동 장치(100)와 병렬로 연결된다. 설명의 편의를 위하여 DC 전원(20), 회생 제동 장치(100) 및 인버터(40)가 연결되는 공통 노드를 제 1 노드(N1)라 칭하면, 상기한 DC 전원(20), 회생 제동 장치(100) 및 인버터(40)는 모두 제 1 노드(N1)와 접지 노드 사이에 연결되고, 제 1 노드(N1)의 전위가 DC 링크 전압값(DC Link Voltage)이 된다.

여기서, DC 전원(20)은 DC 전원(20)을 출력하는 모든 장치 또는 회로 부분을 포함하는 개념으로서, 예컨대, AC 상용 전원을 DC로 변환하여 출력하는 컨버터를 포함한다.

모터(30)는 종래 기술과 동일하게 인버터(40)의 각 스위칭 소자와 연결되고, 인버터(40)에 포함된 각 스위칭 소자의 온/오프를 제어하는 제어신호는 제어기(50)로부터 입력된다.

한편, 회생 제동 장치(100)는 스위칭 소자(113), 제 1 저항(111), 커패시터(114), 및 제 2 저항(112)을 포함하여 구성되고, 스위칭 소자(113)는 반도체 스위칭 소자로 구현될 수 있다. 회생 제동 장치(100)의 커패시터(114)와 제 2 저항(112)은 서로 직렬로 연결되고, 커패시터(114)와 제 2 저항(112)이 직렬로 연결된 구조는 DC 전원(20) 및 인버터(40)와 병렬로 연결된다. 도 3a에 도시된 예에서, 제 2 저항(112)의 일단은 제 1 노드(N1)에 연결되고, 커패시터(114)의 일단은 접지 노드에 연결된다.

스위칭 소자(113)는 상술한 바와 같이 반도체 스위칭 소자로 구현될 수 있고, 반도체 소자가 pnp BJT(Bipolar Junction Transistor)로 구현되는 경우에 제 1 저항(111)의 일단은 스위칭 소자의 콜렉터(Collector)와 연결되고, 반도체 소자가 p-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되는 경우에 제 1 저항(111)의 일단은 스위칭 소자의 드레인(Drain)과 연결되며, 제 1 저항(111)의 타단은 커패시터(114)와 동일한 접지 노드에 연결된다.

또한, 스위칭 소자가 pnp BJT 또는 p-채널 FET로 구현되는 경우에, 스위칭 소자의 이미터(Emitter) 또는 소오스(Source)는 제 2 저항(112)과 동일한 제 1 노드(N1)에 연결되고, 스위칭 소자의 베이스(Base) 또는 게이트(Gate)는 제 2 저항(112) 및 커패시터(114)가 연결된 노드에 함께 연결된다. 따라서, 스위칭 소자는 제 2 저항(112)에 걸리는 전압에 따라서 온/오프 제어될 수 있다.

도 3a에 도시된 회생 제동 장치의 동작을, 도 3b를 참조하여 구체적으로 살펴보면, DC 전원(20)으로부터 DC 전압이 인가되면 DC 링크 전압(DC Link Voltage)이 상승한다. 그 후, 모터(30)에서 회생전류(I_Regen)가 발생하여, DC 전원(20) 및 회생 제동 장치(100)의 공통 노드인 제 1 노드(N1)로 유입되면 DC 링크 전압이 높아지고, 제 2 저항(112)을 통해 커패시터(114)에 전하가 충전되는데, 충전 전류가 제 2 저항(112)에 의해 제한되기 때문에 커패시터(114)의 전압은 DC 링크 전압에 비해 느리게 상승한다.

이 때, 제 2 저항(112)의 양단에 걸리는 전압에 의해서, pnp BJT(113)의 이미터(제 1 노드(N1))와 베이스 사이에 전위차가 발생하고, 전위차에 의해서 BJT(113)가 턴온되어 제 1 저항(111)(R_Regen)을 통해 전류(I_Release)가 흘러서 제 1 노드(N1)의 DC 링크 전압이 낮아진다.

제 1 저항(111)(R_Regen)을 통해서 회생 전류가 계속 흘러서 DC 링크 전압이 커패시터(114)의 충전 전압과 같거나, 이 보다 낮아지게 되면, BJT(113)의 이미터(emitter)와 베이스(base) 사이에 존재하던 전위차가 제거되고 BJT(113)가 턴오프된다.

상기한 바와 같은 과정은 DC 링크 전압이 순간적으로 상승하는 잠시 동안만 동작하여 DC 링크 전압 피크를 감쇠시키고, smoothing 된 DC 링크 전압은 컨버터 에서 에너지 회생 기능을 통해 흡수할 수 있게 된다.

아울러, 도 3a 에 도시된 제 1 실시예의 경우에는 스위칭 소자로서 pnp BJT(113)가 이용되었으나, npn BJT가 이용될 수도 있다.

도 3c를 참조하면, npn BJT(113-1)가 스위칭 소자로 이용되는 경우에는, 서로 직렬로 연결된 제 2 저항(112)의 일단이 접지 노드에 연결되고, 커패시터(114)의 일단이 제 1 노드(N1)에 연결되며, npn BJT(113-1)의 이미터가 접지 노드에 연결되고, 제 1 저항(111)이 npn BJT(113-1)의 콜렉터와 제 1 노드(N1)에 연결된다는 점에서만 차이가 있고, 동작 방식은 동일하다.

다만, 상기한 제 1 실시예에 따른 회생 제동 장치의 경우, DC 전원(20)에서 DC 전압이 출력되고 커패시터(114)가 충전되는 동안 BJT(113)의 이미터와 베이스간에 전위차가 발생하여 BJT(113)가 턴온됨으로써 제 1 저항(111)을 통해서 전류가 흐르는 문제가 발생한다.(도 3b의 도면부호 39 참조)

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 제 2 실시예를 도 4a 내지 도 7c 에 도시된 바와 같이 제공한다.

도 4a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 4b는 도 4a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 4c는 도 4a의 pnp BJT(213)를 p-채널 FET(219)로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하여 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 회생 제동 장치의 동작 과정을 설명하면, 제 2 실시예의 회생 제동 장치는 제 2 저항(212) 양단에 제어기(50)의 제어 신호에 따라서 온/오프되는 스위치(215)가 추가로 설치되어, DC 전원(20)으로부터 DC 전압이 공급되는 시점부터 커패시터(214)가 충전되어 DC 링크 전압에 도달하는 시점까지 스위치 온(ON) 상태가 유지되고, 커패시터(214)의 초기 충전이 완료되면 스위치 오프(OFF) 됨으로써, 도 3b의 도면부호 39에 도시된 바와 같이, 커패시터(214)가 충전되는 중에 스위칭 소자가 턴온되어 제 1 저항(211)으로 전류가 흐르는 것을 차단한다는 점에서 차이가 있고, 나머지 구성은 제 1 실시예와 실질적으로 동일하다.

도 4a 및 도 4b를 참조하여 구체적으로 동작을 설명하면, 1ms 시점에 스위치(215)가 온(ON)된 상태에서, DC 전원(20)으로부터 300V 전압이 출력되면, DC 링크 전압은 커패시터(214) 및 DC 전원(20)의 내부 저항(이하 "내부 저항"이라 칭함) 때문에 도 4b에 도시된 바와 같이, 약간 느리게 상승한다.

현재, 스위치(215)가 온된 상태이므로, BJT(213)의 베이스와 이미터 간에는 전위차가 없고, 따라서 BJT(213)는 오프된 상태를 유지하며 제 1 저항(211)(R_Regeneration)을 통해 흐르는 전류 I_Release는 0이 된다. 즉, 도 3b의 39에 도시된 바와 같은 초기 방전 전류는 해소된다.

그 후, 2.5ms 시점에, 제어기(50)가 DC 링크 전압을 모니터링 하고 있다가 300V가 되면 커패시터(214)의 초기 충전이 완료되었다고 판단하여 스위치(215)를 오프시키고, 커패시터(214)는 이미 300V로 충전되어 있으므로, BJT(213)의 베이스와 이미터간 전압 차이가 없어 BJT(213)는 여전히 오프(OFF) 상태를 유지한다.

상기한 과정을 통해서, 제 2 실시예의 경우, 커패시터(214)가 초기에 충전될 때 스위치(215)가 온된 상태를 유지하여 회생 제동이 동작하지 않도록 함으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

그 후, 3ms 시점에, 모터(30)로부터 서지 형태의 회생 전류(I_Regeneration)가 발생하고, 회생 전류 중 일부는 DC 전원(20)으로 흐르고, 나머지는 제 2 저항(212)을 통해서 커패시터(214)로 흐르게 된다.

이 순간, BJT(213) 의 이미터에 걸리는 DC 링크 전압은 즉시 상승하지만, 커패시터(214)는 제 2 저항(212) 때문에 천천히 충전되므로 BJT(213)의 베이스에 걸리는 커패시터(214) 전압은 완만하게 상승하게 되어, BJT(213)의 베이스와 이미터간에 전압차가 발생한다. 즉, 제 2 저항(212)에 걸리는 전압만큼의 전압차가 발생한다. BJT(213)의 베이스와 이미터간의 전압차가 BJT(213)의 문턱전압 이상이 되면 BJT(213)가 턴 온(ON)되고, 회생 전류(I_Regeneration)가 제 1 저항(211)을 통해 I_Release 만큼 흐르게 된다.

DC 링크 전압은 기존 300V에서 (회생 전류-제 1 저항(211)에 흐르는 전류)(I_Regeneration-I_Release)의 영향 만큼만 상승하되, 커패시터(214)로 인해 완만하게 상승한다. 즉, 도 4a에 도시된 회생 제동 장치에 의해서, 회생 전류로 인한 DC 링크 전압의 상승을 작고 완만하게 만들 수 있고, 따라서 컨버터의 회생 기능을 통해 에너지 재생을 가능하게 한다.

그 후, 커패시터(214)가 충전됨에 따라서, 3.8ms 시점에서 커패시터(214)의 양단 전압이 DC 링크 전압에 근접하여 BJT(213)의 베이스와 이미터간 전압차의 크기가 BJT(213)의 문턱전압 크기보다 작아지게 되면, BJT(213)는 턴 오프(OFF)된다. 따라서, 상술한 과정을 통해서, 회생 제동은 커패시터(214)의 충전 속도가 DC 링크 전압의 상승 속도를 못 따라가는 시간 동안에만 이루어지고, 이후에는 자동적으로 회생 제동이 정지된다.

한편, 도 4a 에 도시한 pnp 타입의 BJT(213)는 p-channel FET(219)로 대체될 수 있다. 즉, 도 4c에 도시된 바와 같이, p-채널 FET(219)의 게이트, 소오스 및 드레인을 각각 pnp BJT(213)의 베이스, 이미터 및 콜렉터 자리에 연결하면, 도 4a에 도시된 회생 제동 장치와 동일하게 동작된다. 도 4c에 도시된 회생 제동 장치의 동작 과정은 도 4a에 도시된 회생 제동 장치의 동작 과정과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

도 5a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 변형 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 5b는 도 5a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 5c는 도 5a의 pnp BJT(223)를 p-채널 FET(229)로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 회생 제동 장치의 변형 실시예는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 회생 재생 장치의 제 2 저항(222)을 서로 병렬로 연결된 인덕터(inductor)(226)와 환류 다이오드(227)로 대체하였다는 점에서만 차이가 있고, 나머지 구성은 동일하다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 구체적으로 동작을 설명하면, 1ms 시점에 스위치(225)가 온된 상태에서, DC 전원(20)으로부터 300V 전압이 출력되면, DC 링크 전압은 커패시터(224) 및 DC 전원(20)의 내부 저항 때문에 도 5b에 도시된 바와 같이, 약간 느리게 상승한다.

현재, 스위치(225)가 온된 상태이므로, BJT(223)의 베이스와 이미터 간에는 전위차가 없고, 따라서 BJT(223)는 오프된 상태를 유지하며 제 1 저항(221)(R_Regeneration)을 통해 흐르는 전류 I_Release는 0이 된다. 즉, 도 3b의 39에 도시된 바와 같은 초기 방전 전류는 해소된다.

그 후, 3ms 시점에 모터(30)로부터 서지 형태의 회생 전류(I_Regeneration)가 발생하고, 회생 전류 중 일부는 DC 전원(20)으로 흐르고, 나머지는 인덕터(226)를 통해서 커패시터(224)로 흐르게 된다.

이 순간, BJT(223)의 이미터에 걸리는 DC 링크 전압은 즉시 상승하지만, 커패시터(224)는 인덕터(226) 때문에 천천히 충전되므로 BJT(223)의 베이스에 걸리는 커패시터(224) 전압은 완만하게 상승하게 되어, BJT(223)의 베이스와 이미터간에 전압차가 발생한다. BJT(223)의 베이스와 이미터간의 전압차가 BJT(223)의 문턱전압 이상이 되면 BJT(223)가 턴 온(ON)되고, 회생 전류(I_Regeneration)가 제 1 저항(221)을 통해 I_Release 만큼 흐르게 된다.

DC 링크 전압은 기존 300V에서 (회생 전류-제 1 저항(221)에 흐르는 전류)(I_Regeneration-I_Release)의 영향 만큼만 상승하되, 커패시터(224)로 인해 완만하게 상승한다. 즉, 도 5a에 도시된 회생 제동 장치에 의해서, 회생 전류로 인한 DC 링크 전압의 상승을 작고 완만하게 만들 수 있고, 따라서 컨버터의 회생 기능을 통해 에너지 재생을 가능하게 한다.

특히, 도 4b 및 도 5b의 I_Release 및 DC Link Voltage 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제 2 저항(222) 대신에 인덕터(226)를 이용하는 경우에는 회생 제동 시간이 크게 단축됨을 알 수 있다.

그 후, 3.2ms 시점에서 커패시터(224)가 충전됨에 따라서 커패시터(224)의 양단 전압이 DC 링크 전압에 근접하여 BJT(223)의 베이스와 이미터간 전압차의 크기가 BJT(223)의 문턱전압 크기보다 작아지게 되면, BJT(223)는 턴 오프(OFF)된다. 이 때, 인덕터(226)에 저장된 에너지는 환류 다이오드(227)를 통해서 방출된다.

결과적으로, 도 5a에 도시된 회생 제동 장치는 도 4a에 도시된 회생 제동 장치에 비해, 전압 상승 폭은 크지만 회생 제동 동작이 신속히 마무리되어 전류 및 전압 피크가 빠르게 해소되므로, DC 전원(20)측에 배치된 컨버터 단에서 에너지 회생으로 처리가 가능하다.

한편, 도 5a 에 도시한 pnp 타입의 BJT(223)는 p-channel FET(229)로 대체될 수 있다. 즉, 도 5c에 도시된 바와 같이, p-채널 FET(229)의 게이트, 소오스 및 드레인을 각각 pnp BJT(223)의 베이스, 이미터 및 콜렉터 자리에 연결하면, 도 5a 도시된 회생 제동 장치와 동일하게 동작된다. 도 5c에 도시된 회생 제동 장치의 동작 과정은 도 5a에 도시된 회생 제동 장치의 동작 과정과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

도 6a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 또 다른 변형 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 6b는 도 6a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 6c는 도 6a의 npn BJT(233)를 n-채널 FET(239)로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 6a 및 도 6c 에 도시된 회생 제동 장치는 도 4a 및 도 4c에 도시된 제 2 실시예의 회생 제동 장치에서 스위칭 소자를 npn BJT(233) 및 n-채널 FET(239)로 각각 교체하고, 이에 따라서 제 1 저항(231) 및 커패시터(234)를 제 1 노드(N1)와 연결되도록 배치하고, 제 2 저항(232)이 접지 노드와 연결되도록 배치되었다는 점을 제외하면 전체적인 구성 및 동작은 유사하다.

먼저, 도 6a을 참조하여 회생 제동 장치의 구체적인 구성을 살펴보면, 회생 제동 장치의 커패시터(234)와 제 2 저항(232)은 서로 직렬로 연결되고, 커패시터(234)와 제 2 저항(232)이 직렬로 연결된 구조는 DC 전원(20) 및 인버터(40)와 병렬로 연결된다. 도 6a에 도시된 예에서, 제 2 저항(232)의 일단은 접지 노드에 연결되고, 커패시터(234)의 일단은 제 1 노드(N1)에 연결되며, 제 2 저항(232)의 양단에 스위치(235)가 병렬로 연결된다.

아울러, 제 1 저항(231)의 일단은 제 1 노드(N1)와 연결되고, 타단은 npn BJT(233)의 콜렉터와 연결되며, npn BJT(233)의 이미터는 접지 노드에 연결되고, 베이스는 커패시터(234)와 제 2 저항(232)의 공통 노드에 연결된다. 따라서, npn BJT(233)는 제 2 저항(232)에 걸리는 전압에 따라서 온/오프 제어될 수 있다.

도 6a 및 도 6b를 참조하여 회생 제동 장치의 동작 과정을 설명하면, 1ms 시점에 스위치(235)가 온된 상태에서, DC 전원(20)으로부터 300V 전압이 출력되면, DC 링크 전압은 커패시터(234) 및 DC 전원(20)의 내부 저항 때문에 도 6b에 도시된 바와 같이, 약간 느리게 상승한다.

현재, 스위치(235)가 온된 상태이므로, BJT(233)의 베이스와 이미터는 모두 접지된 상태이므로, BJT(233)는 오프 상태를 유지하며, 제 1 저항(231)(R_Regeneration)을 통해 흐르는 전류 I_Release는 0이 된다. 즉, 도 3b의 39에 도시된 바와 같은 초기 방전 전류는 해소된다.

그 후, 2.5ms 시점에서 제어기(50)가 DC 링크 전압을 모니터링 하고 있다가 300V가 되면 커패시터(234)의 초기 충전이 완료되었다고 판단하여 스위치(235)를 오프시키고, 커패시터(234)는 이미 300V로 충전되어 있으므로, BJT(233)의 베이스-이미터간 전압 차이가 없어 BJT(233)는 여전히 오프 상태를 유지한다.

상기한 과정을 통해서, 커패시터(234)가 초기에 충전될 때 스위치(235)가 온된 상태를 유지하여 회생 제동이 동작하지 않도록 함으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

그 후, 3ms 시점에 모터(30)로부터 서지 형태의 회생 전류(I_Regeneration)가 발생하고, 회생 전류 중 일부가 DC 전원(20)으로 흐르면, DC 링크 전압은 DC 전원(20)에서 출력된 DC 전압 300V에서, DC 전원(20) 내부 저항에 걸리는 전압만큼 상승한다.

DC 링크 전압이 상승하면 커패시터(234)를 통해서 회생 전류 중 일부가 흐르게 되고, 제 2 저항(232)에 전류가 흐르면서 제 2 저항(232)의 양단에 전압이 걸리면서 BJT(233)의 베이스에 양(+)전압이 걸린다. BJT(233)의 이미터는 접지 노드에 연결되어 있으므로 BJT(233)의 베이스-이미터간에는 양(+)의 전압이 걸리고, 이 전압이 문턱 전압 이상이 되면 BJT(233)가 턴온되며, 회생 전류가 제 1 저항(231)을 통해 I_Release 만큼 흐르게 된다.

DC 링크 전압은 기존 300V에서 (회생 전류-제 1 저항(231)에 흐르는 전류)(I_Regeneration-I_Release)의 영향 만큼만 상승하되, 커패시터(234)로 인해 완만하게 상승한다. 즉, 도 6a에 도시된 회생 제동 장치(230)에 의해서, 회생 전류로 인한 DC 링크 전압의 상승을 작고 완만하게 만들 수 있고, 따라서 컨버터의 회생 기능을 통해 에너지 재생을 가능하게 한다.

그 후, 커패시터(234)가 충전됨에 따라서, 3.8ms 시점에서 커패시터(234)의 양단 전압이 DC 링크 전압에 근접하면 커패시터(234) 및 제 2 저항(232)을 통해서 흐르는 전류가 0에 근접하면서, BJT(233)의 베이스에 걸리는 전압이 0에 근접하고, 베이스와 이미터간 전압차의 크기가 BJT(233)의 문턱전압 크기보다 작아지게 되면, BJT(233)는 턴 오프(OFF)된다. 따라서, 상술한 과정을 통해서, 회생 제동은 커패시터(234)의 충전 속도가 DC 링크 전압의 상승 속도를 못 따라가는 시간 동안에만 이루어지고, 이후에는 자동적으로 회생 제동이 정지된다.

한편, 도 6a 에 도시한 npn 타입의 BJT(233)는 n-channel FET(239)로 대체될 수 있다. 즉, 도 6c에 도시된 바와 같이, n-채널 FET(239)의 게이트, 소오스 및 드레인을 각각 npn BJT(233)의 베이스, 이미터 및 콜렉터 자리에 연결하면, 도 6a에 도시된 회생 제동 장치와 동일하게 동작된다. 도 6c에 도시된 회생 제동 장치의 동작 과정은 도 6a에 도시된 회생 제동 장치의 동작 과정과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

도 7a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 또 다른 변형 실시예에 따른 회생 제동 장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도 7b는 도 7a 에 도시된 회생 제동 장치에서 측정된 전압과 전류 파형을 도시한 도면이며, 도 7c는 도 7a의 npn BJT(243)를 n-채널 FET(249)로 대체한 회생 제동 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 7a 및 도 7c에 도시된 회생 제동 장치(240)는, 상기 도 6a 및 도 6c에 도시된 회생 제동 장치(230)의 제 2 저항(232)을, 서로 병렬로 연결된 인덕터(246)와 환류 다이오드(247)로 대체한 구조이고, 나머지 구성은 동일하다.

먼저, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 구체적인 동작을 설명하면, 1ms 시점에 스위치(245)가 온된 상태에서, DC 전원(20)으로부터 300V 전압이 출력되면, DC 링크 전압은 커패시터(244) 및 DC 전원(20)의 내부 저항 때문에 도 7b에 도시된 바와 같이, 약간 느리게 상승한다.

현재, 스위치(245)가 온된 상태이므로, BJT(243)의 베이스와 이미터는 모두 접지된 상태이므로, BJT(243)는 오프 상태를 유지하며, 제 1 저항(241)(R_Regeneration)을 통해 흐르는 전류 I_Release는 0이 된다. 즉, 도 3b의 39에 도시된 바와 같은 초기 방전 전류는 해소된다.

그 후, 2.5ms 시점에서 제어기(50)가 DC 링크 전압을 모니터링 하고 있다가 300V가 되면 커패시터(244)의 초기 충전이 완료되었다고 판단하여 스위치(245)를 오프시키고, 커패시터(244)는 이미 300V로 충전되어 있으므로, BJT(243)의 베이스-이미터간 전압 차이가 없어 BJT(243)는 여전히 오프 상태를 유지한다.

상기한 과정을 통해서, 커패시터(244)가 초기에 충전될 때 스위치(245)가 온된 상태를 유지하여 회생 제동이 동작하지 않도록 함으로써 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

그 후, 3ms 시점에 모터(30)로부터 서지 형태의 회생 전류(I_Regeneration)가 발생하고, 회생 전류 중 일부가 DC 전원(20)으로 흐르면, DC 링크 전압은 DC 전원(20)에서 출력된 DC 전압 300V에서, DC 전원(20)의 내부 저항에 걸리는 전압만큼 상승한다.

DC 링크 전압이 상승하면 회생 전류 중 일부가 커패시터(244)와 인덕터(246)를 통해서 흐르게 되고, 인덕터(246)에 전류가 흐름에 따라서 인덕터(246)의 양단에 전압이 걸리면서 BJT(243)의 베이스에 양(+)전압이 걸린다. BJT(243)의 이미터는 접지 노드에 연결되어 있으므로 BJT(243)의 베이스-이미터간에는 양(+)의 전압이 걸리고, 이 전압이 문턱 전압 이상이 되면 BJT(243)가 턴온되며, 회생 전류가 제 1 저항(241)을 통해 I_Release 만큼 흐르게 된다.

DC 링크 전압은 기존 300V에서 (회생 전류-제 1 저항(241)에 흐르는 전류)(I_Regeneration-I_Release)의 영향 만큼만 상승하되, 커패시터(244)로 인해 완만하게 상승한다. 즉, 도 7a에 도시된 회생 제동 장치(240)에 의해서, 회생 전류로 인한 DC 링크 전압의 상승을 작고 완만하게 만들 수 있고, 따라서 컨버터의 회생 기능을 통해 에너지 재생을 가능하게 한다.

그 후, 커패시터(244)가 충전됨에 따라서, 3.4ms 시점에서 커패시터(244)의 양단 전압이 DC 링크 전압에 근접하면 커패시터(244) 및 인덕터(246)를 통해서 흐르는 전류가 0에 근접하면서, BJT(243)의 베이스에 걸리는 전압이 0에 근접하고, 베이스와 이미터간 전압차의 크기가 BJT(243)의 문턱전압 크기보다 작아지게 되면, BJT(243)는 턴 오프(OFF)된다. 이 때, 인덕터(246)에 저장된 에너지는 환류 다이오드(247)를 통해서 방출된다.

결과적으로, 상술한 과정을 통해서, 회생 제동은 커패시터(244)의 충전 속도가 DC 링크 전압의 상승 속도를 못 따라가는 시간 동안에만 이루어지고, 이후에는 자동적으로 회생 제동이 정지된다. 또한, 도 7a에 도시된 회생 제동 장치(240)는 도 6a에 도시된 회생 제동 장치(240)에 비해, 전압 상승 폭은 크지만 회생 제동 동작이 신속히 마무리되어 전류 및 전압 피크가 빠르게 해소되므로, DC 전원(20)측에 배치된 컨버터 단에서 에너지 회생으로 처리가 가능하다.

한편, 도 7a 에 도시한 npn 타입의 BJT(243)는 n-channel FET(249)로 대체될 수 있다. 즉, 도 7c에 도시된 바와 같이, n-채널 FET(249)의 게이트, 소오스 및 드레인을 각각 npn BJT(243)의 베이스, 이미터 및 콜렉터 자리에 연결하면, 도 7a 도시된 회생 제동 장치(240)와 동일하게 동작된다. 도 7c에 도시된 회생 제동 장치(240)의 동작 과정은 도 7a에 도시된 회생 제동 장치(240)의 동작 과정과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 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 것으로 해석되어야 할 것이다.

20 : DC 전원 30 : 모터(MOTOR)
40 : 인버터 50 : 제어기
100,210,220,230,240 : 회생 제동 장치
111,211,221,231,241 : 제 1 저항
112,212,222,232,242 : 제 2 저항
113,213,223,233,243 : BJT
114,214,224,234,244 : 커패시터
226,246 : 인덕터
227,247 : 환류 다이오드
219,229,239,249 : BJT

Claims

DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서,
상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 제 2 저항;
상기 제 2 저항과 접지 노드 사이에 연결되는 커패시터;
상기 접지 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및
상기 제 1 저항 및 상기 제 1 노드 사이에 배치되고, 상기 제 2 저항 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 제 1 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
pnp 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고,
상기 BJT의 베이스는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 제 1 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
p-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고,
상기 FET의 게이트는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 제 1 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 저항에 병렬로 연결되는 스위치를 더 포함하고,
상기 스위치는 상기 DC 전원에서 DC 전압이 출력되어 DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달할 때까지 스위치 온 상태가 유지되고, DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달하면 스위치 오프되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서,
상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 인덕터;
상기 인덕터에 병렬로 연결되는 환류 다이오드;
상기 인덕터와 접지 노드 사이에 연결되는 커패시터;
상기 접지 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및
상기 제 1 저항 및 상기 제 1 노드 사이에 배치되고, 상기 인덕터 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 제 1 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
pnp 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고,
상기 BJT의 베이스는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 제 1 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
p-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고,
상기 FET의 게이트는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 제 1 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 인덕터에 병렬로 연결되는 스위치를 더 포함하고,
상기 스위치는 상기 DC 전원에서 DC 전압이 출력되어 DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달할 때까지 스위치 온 상태가 유지되고, DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달하면 스위치 오프되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서,
상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 커패시터;
상기 커패시터와 접지 노드 사이에 연결된 제 2 저항;
상기 제 1 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및
상기 제 1 저항 및 상기 접지 노드 사이에 배치되고, 상기 제 2 저항 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 접지 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
npn 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고,
상기 BJT의 베이스는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 접지 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
n-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고,
상기 FET의 게이트는 상기 제 2 저항과 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 접지 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제 2 저항에 병렬로 연결되는 스위치를 더 포함하고,
상기 스위치는 상기 DC 전원에서 DC 전압이 출력되어 DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달할 때까지 스위치 온 상태가 유지되고, DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달하면 스위치 오프되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
DC 전원에서 출력된 DC 전압을 AC로 변환하여 모터로 출력하는 인버터를 포함하는 전원 공급 장치에 포함되는 회생 제동 장치로서,
상기 DC 전원과 상기 인버터가 연결되는 제 1 노드에 연결된 커패시터;
상기 커패시터와 접지 노드 사이에 연결된 인덕터;
상기 인덕터에 병렬로 연결되는 환류 다이오드;
상기 제 1 노드에 일단이 연결되는 제 1 저항; 및
상기 제 1 저항 및 상기 접지 노드 사이에 배치되고, 상기 인덕터 양단의 전위차에 따라서 온 또는 오프되어 상기 접지 노드와 상기 제 1 저항의 타단을 서로 도통시키거나 차단하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
npn 타입의 BJT(Bipolar Juction Transistor)로 구현되고,
상기 BJT의 베이스는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 BJT의 콜렉터는 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 BJT의 이미터는 상기 접지 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
n-채널 FET(Field Effect Transistor)로 구현되고,
상기 FET의 게이트는 상기 인덕터와 상기 커패시터의 공통 노드에 연결되고, 상기 FET의 드레인은 상기 제 1 저항과 연결되며, 상기 FET의 소오스는 상기 접지 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 인덕터에 병렬로 연결되는 스위치를 더 포함하고,
상기 스위치는 상기 DC 전원에서 DC 전압이 출력되어 DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달할 때까지 스위치 온 상태가 유지되고, DC 링크 전압이 상기 DC 전압에 도달하면 스위치 오프되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 장치.