KR102584809B1 - Failure prediction apparatus for power converting apparatus by detecting deterioration of power semiconductor device and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a failure prediction device of a power conversion device, and more specifically, to a failure prediction device of a power conversion device, which can predict failure of a power conversion device by detecting the deterioration of a power semiconductor element in the power conversion device based on information obtained while the power conversion device performs power conversion, so that failure prediction of the power conversion device can be performed in real time, and has a convenient technical effect because reference data which serves as a comparison standard for detecting the deterioration of the power semiconductor element is automatically collected and stored during the operation of the power semiconductor element, so the reference data does not need to be input into the failure prediction device in advance.

Description

전력반도체소자의 열화 검출에 의한 전력변환장치의 고장예측장치 및 그 방법 {FAILURE PREDICTION APPARATUS FOR POWER CONVERTING APPARATUS BY DETECTING DETERIORATION OF POWER SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD THEREOF}FAILURE PREDICTION APPARATUS FOR POWER CONVERTING APPARATUS BY DETECTING DETERIORATION OF POWER SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD THEREOF}

전력변환장치의 고장을 예측하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력변환장치 내의 전력반도체소자의 열화를 검출함으로써 전력반도체소자의 고장을 예측하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.This relates to an apparatus and method for predicting failure of a power conversion device, and more specifically, to an apparatus and method for predicting failure of a power semiconductor device by detecting deterioration of the power semiconductor device within a power conversion device.

AC-DC 정류기, DC-DC 컨버터, 및 DC-AC 인버터 등과 같은 전력변환장치는 산업계를 비롯하여 일반 가전제품에도 전력의 스위칭 및 변환과 전동기 등의 속도 제어 수단으로 널리 활용되고 있다. 이러한 전력변환장치의 운용 중 고장이 발생하면 전력변환장치가 설치된 설비 전체가 동작이 정지되므로 막대한 경제적 손실 및 불편함을 초래하는 문제가 있다. Power conversion devices such as AC-DC rectifiers, DC-DC converters, and DC-AC inverters are widely used in industry and general home appliances as a means of switching and converting power and controlling the speed of electric motors. If a breakdown occurs during the operation of such a power conversion device, the entire facility in which the power conversion device is installed stops operating, resulting in enormous economic loss and inconvenience.

한편, 이러한 전력변환장치의 주요 고장 원인 중 하나로 전력변환장치 내의 전력반도체소자의 열화가 있다. 보다 구체적으로, 전력반도체소자에는 본드와이어와 칩 사이, 기판의 내부 층(Cu층-세라믹층-Cu층)사이 등과 같이 열팽창 계수가 서로 다른 물질이 접합하는 접합부가 복수 개 존재하는데, 전기자동차용 모터와 같은 대용량 부하를 제어할 때에는 전력반도체소자의 온도가 증가하게 된다. 이러한 온도 증가로 인해 전력반도체소자의 접합부에 크랙, 박리 등이 발생함에 따라 전력반도체소자는 열화되고, 이를 장시간 방치 시 전력반도체소자의 파손으로 이루어진다. 이러한 전력반도체소자의 열화는 전력반도체소자 내부의 접합부 상태를 모니터링 할 수 없기 때문에 크랙 및 박리 등의 문제를 조기의 발견할 수 없어 전력반도체소자가 소손된 후에야 알 수 있으며, 전력반도체소자와 연결된 제어보드를 함께 소손시키는 경우가 많아 전력반도체소자의 열화를 사전에 검출하여 전력변환장치의 고장을 예측하는 것은 매우 중요하다.Meanwhile, one of the main causes of failure of such power conversion devices is deterioration of the power semiconductor elements within the power conversion devices. More specifically, in power semiconductor devices, there are a plurality of junctions where materials with different thermal expansion coefficients are joined, such as between the bond wire and the chip and between the internal layers of the substrate (Cu layer-ceramic layer-Cu layer). When controlling a large load such as a motor, the temperature of the power semiconductor device increases. Due to this increase in temperature, cracks and peeling occur at the junction of the power semiconductor device, causing the power semiconductor device to deteriorate, and if left for a long period of time, the power semiconductor device is damaged. This deterioration of the power semiconductor device cannot be monitored because the state of the joints inside the power semiconductor device cannot be detected early, so problems such as cracks and peeling cannot be detected at an early stage, so it can be detected only after the power semiconductor device is burned out, and the control connected to the power semiconductor device can be detected. It is very important to detect deterioration of power semiconductor devices in advance and predict failure of power conversion devices, as the boards are often burned out together.

전력반도체소자의 열화를 검출함으로써 전력변환장치의 고장을 예측하기 위한 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2020-0112758호 “전력반도체 모듈의 실시간 고장진단 방법 및 장치”가 있다. 이러한 종래기술은 인버터의 각 상 중 적어도 일부에 정션온도 측정용 전류를 인가하고 이에 따른 전력반도체소자의 정션온도 변화량을 측정한 후, 사전에 설정된 기준 정션온도 변화량과 측정된 정션온도 변화량을 비교함으로써 전력반도체소자의 열화를 검출하는 구성을 개시하고 있다. As a prior art for predicting failure of power conversion devices by detecting deterioration of power semiconductor elements, there is Korean Patent Publication No. 10-2020-0112758, “Real-time failure diagnosis method and device for power semiconductor modules.” This prior art applies a current for measuring junction temperature to at least some of each phase of the inverter, measures the resulting change in junction temperature of the power semiconductor device, and then compares the measured change in junction temperature with a preset reference junction temperature change. A configuration for detecting deterioration of power semiconductor devices is disclosed.

그러나 이러한 종래기술에 의하면, 전력반도체소자의 열화를 진단하기 위해 별도의 정션온도 측정용 전류를 인가해야 하므로 번거롭고, 전력반도체소자의 열화 검출이 자동차의 운행 중 구동 모터가 회전하지 않는 상황 또는 자동차가 운행하지 않는 오프라인 상황, 즉 전력변환장치가 동작하지 않는 상황에서만 이루어질 수 있어 비효율적이고, 실시간 검출에 어려움이 있다. However, according to this prior art, it is cumbersome because a separate current for measuring the junction temperature must be applied to diagnose deterioration of the power semiconductor device, and deterioration of the power semiconductor device cannot be detected in situations where the drive motor does not rotate while the vehicle is running or when the vehicle is not running. This can only be done in offline situations where the power conversion device is not operating, making it inefficient and difficult to detect in real time.

전력변환장치의 동작 중 실시간으로 전력반도체소자의 열화를 진단할 수 있어 전력변환장치의 고장을 즉각적으로 예측할 수 있는 전력변환장치의 고장예측장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.The purpose of the present invention is to provide a failure prediction device and method for power conversion devices that can diagnose deterioration of power semiconductor elements in real time during operation of the power conversion device and thereby immediately predict failure of the power conversion device.

이에 더해, 전력변환장치의 고장예측을 위해 별도의 시험전류를 공급함 없이 전력변환장치의 전력변환 동작 중 획득할 수 있는 데이터만으로 전력반도체소자의 열화를 검출할 수 있음으로써 시간 및 비용면에서 효율적인 전력변환장치의 고장예측장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다. In addition, the deterioration of power semiconductor devices can be detected only with data that can be obtained during the power conversion operation of the power conversion device without supplying a separate test current to predict failure of the power conversion device, which is efficient in terms of time and cost. The purpose is to provide a failure prediction device and method for conversion devices.

또한, 전력반도체소자의 열화를 검출하기 위해 기준으로 이용되는 데이터가 전력변환장치의 동작 중 데이터베이스에 자동으로 수집 및 저장됨으로써 사전에 미리 기준데이터를 입력해야 하는 번거로움이 없어 편리하다. 전력반도체소자의 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.In addition, the data used as a standard for detecting deterioration of power semiconductor devices is automatically collected and stored in the database during the operation of the power conversion device, so it is convenient because there is no need to input the reference data in advance. The power semiconductor device is not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may be derived from the description below.

본 발명의 일 측면에 따른 고장예측장치는 동작 중인 전력변환장치 내의 전력반도체소자의 열화를 검출함으로써 상기 전력변환장치의 고장을 예측하는 고장예측장치로서, 상기 동작 중인 전력변환장치 내의 복수 개의 센서에 의해 감지된 상기 전력변환장치의 현재 상태데이터를 수신하고, 수신된 상기 현재 상태데이터에 기초하여 상기 전력변환장치의 현재 성능을 나타내는 현재성능정보를 생성하는 성능정보생성부; 상기 전력반도체소자의 열화를 검출하기 위해 상기 현재성능정보와 비교되는 복수 개의 기준성능정보가 저장되는 데이터저장부; 상기 성능정보생성부에 의해 생성된 전력변환장치의 현재성능정보를 상기 기준성능정보로서 상기 데이터저장부에 저장할 것인지 여부를 상기 데이터저장부에 기 저장된 복수 개의 기준성능정보에 기초하여 결정하는 기록여부결정부; 상기 기록여부결정부의 결정에 기초하여, 상기 데이터저장부로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 어느 하나의 기준성능정보를 로딩하는 기준성능정보로딩부; 및 상기 로딩된 기준성능정보와 상기 현재성능정보를 비교함으로써 상기 전력반도체소자의 열화를 검출하는 열화검출부로 구성된다.A failure prediction device according to an aspect of the present invention is a failure prediction device that predicts failure of a power conversion device by detecting deterioration of a power semiconductor element in the power conversion device in operation, and detects a failure of the power conversion device in operation. A performance information generating unit that receives current state data of the power conversion device detected by and generates current performance information indicating the current performance of the power conversion device based on the received current state data; a data storage unit that stores a plurality of reference performance information compared with the current performance information to detect deterioration of the power semiconductor device; Whether to record or not determine whether to store the current performance information of the power conversion device generated by the performance information generation unit as the reference performance information in the data storage unit based on a plurality of reference performance information previously stored in the data storage unit. decision part; a reference performance information loading unit that loads one piece of reference performance information among the plurality of reference performance information from the data storage unit, based on the decision of the recording decision section; and a deterioration detection unit that detects deterioration of the power semiconductor device by comparing the loaded reference performance information with the current performance information.

상기 전력변환장치의 현재상태데이터는 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량을 포함하고, 상기 각 기준성능정보는 상기 전력변환장치의 요구전력량에 대응하여 상기 데이터저장부에 저장될 수 있다.The current state data of the power conversion device includes the current required power amount of the power conversion device, and each of the reference performance information may be stored in the data storage unit in response to the required power amount of the power conversion device.

상기 기록여부결정부는 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부에 저장되어 있는지에 기초하여 상기 성능정보생성부에 의해 생성된 현재성능정보를 상기 기준성능정보로서 상기 데이터저장부에 저장할 것인지를 결정할 수 있다.The recording determination unit uses the current performance information generated by the performance information generation unit as the reference performance information based on whether reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device is stored in the data storage unit. You can decide whether to save it in the data storage.

상기 기록여부결정부는 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부에 이미 저장되어 있는 경우 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 상기 데이터저장부에 저장하지 않는 것으로 결정하고, 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부에 저장되어 있지 않은 경우 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 상기 데이터저장부에 저장하는 것으로 결정하고, 상기 현재성능정보를 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보로서 저장할 수 있다.The recording determination unit determines not to store the current performance information as reference performance information in the data storage unit when the reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device is already stored in the data storage unit, and , if the reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device is not stored in the data storage unit, it is determined to store the current performance information in the data storage unit as reference performance information, and the current performance information Can be stored as reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device.

상기 기준성능정보로딩부는 상기 기록여부결정부에 의해 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 저장하지 않는 것으로 결정된 경우, 상기 데이터저장부로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩하고, 상기 기록여부결정부에 의해 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 저장하는 것으로 결정된 경우, 상기 데이터저장부로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량과 전력량임계값 이내로 차이나는 어느 하나의 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩할 수 있다.When the reference performance information loading unit determines not to store the current performance information as reference performance information by the recording determination unit, the current required power amount of the power conversion device is received from the data storage unit among the plurality of reference performance information. When the correspondingly stored reference performance information is loaded and the recording determination unit determines to store the current performance information as reference performance information, the current performance information of the power conversion device is selected from the plurality of reference performance information from the data storage unit. The standard performance information stored in response to the required power amount that is different from the required power amount within the power amount threshold can be loaded.

상기 전력량임계값은 상기 전력변환장치의 출력용량의 10%일 수 있다.The power amount threshold may be 10% of the output capacity of the power conversion device.

상기 열화검출부는 상기 로딩된 기준성능정보가 나타내는 값과 상기 현재성능정보가 나타내는 값의 차이가 임계값 보다 큰 경우 상기 전력반도체소자에 열화가 발생하였음을 결정할 수 있다.The deterioration detection unit may determine that deterioration has occurred in the power semiconductor device when the difference between the value indicated by the loaded reference performance information and the value indicated by the current performance information is greater than a threshold value.

상기 전력변환장치의 현재 상태데이터는 상기 전력반도체소자를 포함하는 전력변환회로의 입력전류량 및 출력전류량, 상기 전력반도체소자가 설치된 방열판의 온도 및 상기 전력변환장치의 하우징의 온도 데이터를 더 포함할 수 있다.The current state data of the power conversion device may further include the input current amount and output current amount of the power conversion circuit including the power semiconductor device, the temperature of the heat sink on which the power semiconductor device is installed, and the temperature data of the housing of the power conversion device. there is.

상기 성능정보생성부는 상기 전력변환회로의 입력전류량 및 출력전류량에 기초하여 상기 전력변환회로의 현재효율을 산출하고, 상기 방열판의 온도 및 상기 하우징의 온도에 기초하여 상기 전력변환장치의 현재온도변화량을 산출하며, 산출된 현재효율 및 상기 현재온도변화량을 상기 전력변환장치의 요구전력량에 대응하는 현재성능정보로서 생성할 수 있다.The performance information generator calculates the current efficiency of the power conversion circuit based on the input current and output current of the power conversion circuit, and calculates the current temperature change amount of the power conversion device based on the temperature of the heat sink and the temperature of the housing. Calculate, and the calculated current efficiency and the current temperature change amount can be generated as current performance information corresponding to the required amount of power of the power conversion device.

상기 기록여부결정부는 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부에 저장되어 있지 않은 경우 상기 산출된 현재효율 및 상기 현재온도변화량을 각각 기준효율 및 기준온도변화량으로서 상기 전력변환장치의 현재 요구전력량에 대응하여 저장할 수 있다.If the reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device is not stored in the data storage unit, the recording determination unit uses the calculated current efficiency and the current temperature change amount as the reference efficiency and the reference temperature change amount, respectively. It can be stored in response to the current power requirement of the power conversion device.

본 발명의 다른 측면에 따른 고장예측방법은 동작 중인 전력변환장치 내의 전력반도체소자의 열화를 검출함으로써 상기 전력변환장치의 고장을 예측하는 고장예측방법으로서, 상기 동작 중인 전력변환장치 내의 복수 개의 센서에 의해 감지된 상기 전력변환장치의 현재 상태데이터를 수신하고, 수신된 상기 현재 상태데이터에 기초하여 상기 전력변환장치의 현재 성능을 나타내는 현재성능정보를 생성하는 단계; 상기 생성된 전력변환장치의 현재성능정보를 복수 개의 기준성능정보가 저장된 데이터저장부에 하나의 기준성능정보로서 저장할 것인지 여부를 결정하는 단계; 상기 결정에 기초하여, 상기 데이터저장부로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 어느 하나의 기준성능정보를 로딩하는 단계; 및 상기 로딩된 기준성능정보와 상기 현재성능정보를 비교함으로써 상기 전력반도체소자의 열화를 검출하는 단계에 의해 수행된다.A failure prediction method according to another aspect of the present invention is a failure prediction method that predicts failure of a power conversion device by detecting deterioration of power semiconductor elements in the power conversion device in operation, and detects deterioration of a power semiconductor element in the power conversion device in operation. Receiving current state data of the power conversion device detected by and generating current performance information indicating current performance of the power conversion device based on the received current state data; Determining whether to store the generated current performance information of the power conversion device as a single reference performance information in a data storage where a plurality of reference performance information is stored; Based on the determination, loading any one of the plurality of reference performance information from the data storage unit; and detecting deterioration of the power semiconductor device by comparing the loaded reference performance information with the current performance information.

본 발명의 실시예에 따르는 전력변환장치 고장예측장치에 따르면 전력변환장치의 고장을 예측하기 위해 전력변환장치의 구동을 정지시키거나, 별도의 테스트 전류를 인가하는 등의 부가적인 작업 없이 전력변환장치가 전력 변환을 수행하는 과정에서 전력변환장치의 제어부가 획득하는 정보들에 기초하여 전력변환장치 내의 전력반도체소자의 열화를 검출하고, 이에 따라 전력변환장치의 고장을 예측할 수 있으므로 전력변환장치의 고장 예측이 실시간으로 수행될 수 있으며, 시간 및 비용면에서 매우 효율적이다.According to the power conversion device failure prediction device according to an embodiment of the present invention, in order to predict a failure of the power conversion device, there is no additional work, such as stopping the operation of the power conversion device or applying a separate test current. In the process of performing power conversion, the deterioration of the power semiconductor elements in the power conversion device can be detected based on the information acquired by the control unit of the power conversion device, and failure of the power conversion device can be predicted accordingly, thereby preventing the failure of the power conversion device. Predictions can be performed in real time and are very efficient in terms of time and cost.

이에 더해, 전력반도체소자의 열화를 검출하기 위해 비교 기준이 되는 기준데이터가 사전에 고장예측장치에 입력될 필요 없이 전력반도체소자의 동작 중 자동으로 수집 및 저장됨에 따라 편리하고, 다양한 환경에서 적용될 수 있어 유리하다. In addition, the reference data that serves as a comparison standard for detecting deterioration of power semiconductor devices is automatically collected and stored during operation of the power semiconductor devices without having to be inputted in advance into the failure prediction device, making it convenient and applicable in various environments. It is advantageous to have

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 전력변환장치의 고장예측장치가 전력변환장치에 연결된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력변환장치의 고장예측장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 고장예측장치의 열화검출부가 전력반도체소자의 열화를 검출하는 알고리즘을 개략적으로 개시한 개념도이다.
도 4는 도 2에 도시된 데이터 저장부에 저장된 기준성능정보 테이블을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 전력변환장치의 고장예측방법의 흐름도이다.Figure 1 is a diagram showing a failure prediction device of a power conversion device according to an embodiment of the present invention connected to the power conversion device.
FIG. 2 is a configuration diagram of a failure prediction device for the power conversion device shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a conceptual diagram schematically showing an algorithm by which the deterioration detection unit of the failure prediction device shown in FIG. 2 detects deterioration of a power semiconductor device.
FIG. 4 is a diagram showing a reference performance information table stored in the data storage unit shown in FIG. 2.
Figure 5 is a flowchart of a method for predicting failure of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예는 전력반도체소자의 열화 검출에 의한 전력변환장치의 고장예측장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 간략하게 전력반도체소자의 열화 검출에 의한 전력변환장치의 고장예측장치는 “전력변환장치 고장예측장치” 또는 보다 간략하게“고장예측장치”로, 전력반도체소자의 열화 검출에 의한 전력변환장치의 고장예측방법은 “전력변환장치 고장예측방법” 또는 보다 간략하게 “고장예측방법”으로 호칭될 수도 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Embodiments of the present invention described below relate to a failure prediction device and method of a power conversion device by detecting deterioration of a power semiconductor device. Briefly, the device for predicting failure of a power conversion device by detecting deterioration of a power semiconductor device is “Power conversion device failure prediction device” or more simply “failure prediction device”, the failure prediction method of power conversion device by detecting deterioration of power semiconductor elements is “power conversion device failure prediction method” or more briefly “failure prediction method”. It may also be called “method.”

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 전력변환장치 고장예측장치(1)가 전력변환장치(2)와 알림장치(3)에 연결된 모습을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따르는 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)와 연결되어 전력변환장치(2)로부터 획득한 정보에 기초하여 전력변환장치(2) 내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하고, 이로부터 전력변환장치(2)의 고장을 예측하며, 예측결과를 알림장치(3)로 출력함으로써 알림장치(3)가 고장예측 결과를 알리도록 한다. 도 1에서, 실선 화살표는 전류의 흐름을 나타내고, 점선 화살표는 데이터의 흐름을 나타낸다. Figure 1 is a diagram showing the power conversion device failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention connected to the power conversion device 2 and the notification device 3. The failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention is connected to the power conversion device 2 and determines the power semiconductor device 221 in the power conversion device 2 based on the information obtained from the power conversion device 2. Deterioration is detected, failure of the power conversion device 2 is predicted from this, and the prediction result is output to the notification device 3 so that the notification device 3 notifies the failure prediction result. In Figure 1, solid arrows represent the flow of current, and dotted arrows represent the flow of data.

전력변환장치(2)는 다양한 전력변환시스템 내에 설치되고, 전력변환시스템의 입력단에 연결된 외부전원으로부터 입력된 전력을 변환하여 출력함으로써 전력변환시스템의 출력단에 연결된 부하에 변환된 전력이 공급될 수 있도록 한다. 예를 들어, 전력변환장치(2)가 설치되는 전력변환시스템은 전기차 충전장치에 적용되어 상용 교류전력을 입력받아 직류전력으로 변환시킨 후 배터리로 출력함으로써 배터리를 충전하는 전기차 충전시스템일 수 있다.The power conversion device 2 is installed in various power conversion systems and converts and outputs power input from an external power source connected to the input terminal of the power conversion system so that the converted power can be supplied to the load connected to the output terminal of the power conversion system. do. For example, the power conversion system in which the power conversion device 2 is installed may be an electric vehicle charging system that is applied to an electric vehicle charging device to charge the battery by receiving commercial alternating current power, converting it into direct current power, and then outputting it to the battery.

도 1에는 전력변환장치(2)의 일 예가 도시되어 있다. 도 1을 참조하여 살펴보면, 전력변환장치(2)의 하우징(21) 내에는 대표적으로 전력변환회로(22), 제어부(23) 및 하우징온도센서(24)가 설치된다. 전력변환회로(22)는 예컨대, 직류 전력을 다른 직류 전력으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터 회로, 또는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하기 위한 인버터 회로를 포함할 수 있다. 전력변환회로(22)는 효율적으로 전력을 변환할 수 있는 고속 스위칭 전력반도체소자(221)를 포함한다. 본 실시예에서, 전력반도체소자는 IGBT(insulated gate bipolar transistor)일 수 있다. Figure 1 shows an example of a power conversion device 2. Referring to FIG. 1, a power conversion circuit 22, a control unit 23, and a housing temperature sensor 24 are typically installed in the housing 21 of the power conversion device 2. The power conversion circuit 22 may include, for example, a DC-DC converter circuit for converting direct current power into other direct current power, or an inverter circuit for converting direct current power into alternating current power. The power conversion circuit 22 includes a high-speed switching power semiconductor device 221 that can efficiently convert power. In this embodiment, the power semiconductor device may be an insulated gate bipolar transistor (IGBT).

일반적으로, 전력반도체소자(221)는 동작 시 매우 큰 열을 발생시키므로 전력반도체소자(221)의 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 방열판(222) 상에 설치된다. 이때, 방열판(222)에는 방열판온도센서(223)가 설치되어 방열판(222)의 온도를 실시간으로 감지한다. In general, the power semiconductor device 221 generates a large amount of heat when operating, so it is installed on the heat sink 222 to effectively dissipate the heat of the power semiconductor device 221. At this time, a heat sink temperature sensor 223 is installed on the heat sink 222 to detect the temperature of the heat sink 222 in real time.

제어부(23)는 전력변환장치(2)에 의해 출력되어야 할 전력의 양, 즉 요구전력량을 결정하고, 전력변환회로(22)가 요구전력량을 출력할 수 있도록 전력변환회로(22)를 제어한다. 이를 위해, 제어부(23)는 전력변환회로(22)의 입력단에 설치된 입력전류센서(25) 및 출력단에 설치된 출력전류센서(26)에 의해 감지된 전류량에 기초하여 전력변환회로(22)를 제어한다. The control unit 23 determines the amount of power to be output by the power conversion device 2, that is, the required amount of power, and controls the power conversion circuit 22 so that the power conversion circuit 22 can output the required amount of power. . To this end, the control unit 23 controls the power conversion circuit 22 based on the amount of current detected by the input current sensor 25 installed at the input terminal of the power conversion circuit 22 and the output current sensor 26 installed at the output terminal. do.

한편, 제어부(23)는 전력변환장치(2)의 안전성을 확보하기 위해 전력변환장치(2)의 온도를 지속적으로 모니터링한다. 보다 구체적으로, 제어부(23)는 전력반도체소자(221)가 설치된 방열판(222)의 방열판온도센서(223) 및 하우징(21)의 온도를 감지하기 위해 하우징(21)의 내부에 설치된 하우징온도센서(24) 각각에 의해 감지된 방열판(222)의 온도 및 하우징(21)의 온도를 모니터링함으로써 전력변환장치(2)의 과열을 방지하고, 과열에 의한 사고를 미연에 방지한다. 전력변환장치(2)의 구성 및 동작은 통상의 기술자에게 널리 알려진 바, 이에 관한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, the control unit 23 continuously monitors the temperature of the power conversion device 2 to ensure the safety of the power conversion device 2. More specifically, the control unit 23 includes a heat sink temperature sensor 223 of the heat sink 222 on which the power semiconductor device 221 is installed and a housing temperature sensor installed inside the housing 21 to detect the temperature of the housing 21. (24) By monitoring the temperature of the heat sink 222 and the housing 21 detected by each, overheating of the power conversion device 2 is prevented and accidents due to overheating are prevented in advance. The configuration and operation of the power conversion device 2 are widely known to those skilled in the art, so detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에 따른 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 전력변환장치(2)에 의해 출력되어야 하는 요구전력량, 전력변환회로(22)로 입력되는 입력전류량, 전력변환회로(22)로부터 출력되는 출력전류량, 방열판온도 및 하우징온도 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기초하여 전력변환장치(2) 내에 설치된 전력반도체소자(221)의 열화를 검출함으로써 전력변환장치(2)의 고장을 예측한다.The failure prediction device 1 according to this embodiment includes the amount of power required to be output by the power conversion device 2 from the control unit 23 of the power conversion device 2, the amount of input current input to the power conversion circuit 22, The power conversion device acquires the output current amount, heat sink temperature, and housing temperature information output from the power conversion circuit 22, and detects deterioration of the power semiconductor device 221 installed in the power conversion device 2 based on the obtained information. Predict failure in (2).

한편, 도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 고장예측장치(1)가 전력변환장치(2)의 외부에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 실시예에 따른 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2) 내에 설치되는 것이 가능하다. 이에 더해, 본 발명의 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 제어부(23)에 통합되어 구현될 수도 있다. Meanwhile, in Figure 1, the failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention is shown as being installed outside the power conversion device 2, but the failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention is not limited thereto. The device (1) can be installed within the power conversion device (2). In addition, the failure prediction device 1 of the present invention may be implemented by being integrated into the control unit 23 of the power conversion device 2.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고장예측장치(1)의 구성도이다. 도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 고장예측장치(1)는 데이터저장부(10), 성능정보생성부(11), 기록여부결정부(12), 기준성능정보로딩부(13), 열화검출부(14) 및 고장예측부(15)로 구성된다. 도 2에서 실선으로 표시된 화살표는 데이터의 흐름을 나타낸다.Figure 2 is a configuration diagram of a failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 2, the failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention includes a data storage unit 10, a performance information generation unit 11, a recording determination unit 12, and a reference performance information loading unit ( 13), a deterioration detection unit 14, and a failure prediction unit 15. In Figure 2, the arrow indicated by a solid line represents the flow of data.

본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 구성 요소들은 특정 기능을 제공하는 하드웨어로 구현될 수도 있고, 특정 기능을 제공하는 소프트웨어가 기록된 메모리, 프로세서, 버스 등의 조합으로 구현될 수도 있음을 이해할 수 있다. 상기된 각 구성 요소는 반드시 별개의 하드웨어로 구현되는 것은 아니며, 여러 개의 구성 요소가 공통 하드웨어, 예를 들어 프로세서, 메모리, 버스 등의 조합에 의해 구현될 수도 있다. Those of ordinary skill in the technical field to which this embodiment belongs will know that these components may be implemented as hardware that provides specific functions, or may be implemented as a combination of memory, processor, bus, etc. in which software that provides specific functions is recorded. I can understand that it may be possible. Each of the above components is not necessarily implemented as separate hardware, and several components may be implemented by a combination of common hardware, such as a processor, memory, and bus.

데이터저장부(10)에는 전력변환장치(2)내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하기 위해 이용될 적어도 하나의 기준성능정보가 저장된다. 본 발명의 실시예에서, 전력반도체소자(221)의 열화 검출에 이용되는 각 기준성능정보란 전력변환장치(2)의 현재성능정보와 비교됨으로써 현재 전력반도체소자(221)가 정상 상태에 있는지를 판단하기 위한 기준이 되는 전력변환장치(2)의 성능정보를 나타낸다.At least one piece of reference performance information to be used to detect deterioration of the power semiconductor device 221 in the power conversion device 2 is stored in the data storage unit 10. In an embodiment of the present invention, each reference performance information used to detect deterioration of the power semiconductor device 221 is compared with the current performance information of the power conversion device 2 to determine whether the power semiconductor device 221 is currently in a normal state. It indicates the performance information of the power conversion device 2, which is the standard for judgment.

본 발명의 실시예에서, 전력변환장치(2)의 성능정보는 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 성능을 나타내는 정보로서, 전력변환회로(22)의 효율 및 전력변환장치(2)의 온도변화량을 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 전력변환장치(2)의 온도변화량이란 전력반도체소자(221)가 설치된 방열판(222)의 온도와 전력변환장치(2)의 하우징(21)의 온도의 차이를 나타낸다. 예컨대, 방열판(222)의 온도가 39℃이고, 하우징(21)의 온도가 36℃인 경우, 온도변화량은 3℃이다. 본 발명의 실시예에서, 데이터저장부(10)는 F-RAM(Ferroelectric RAM)으로 구현될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the performance information of the power conversion device 2 is information indicating the performance of the power conversion device 2 corresponding to the required amount of power of the power conversion device 2, and the efficiency of the power conversion circuit 22 and the amount of temperature change of the power conversion device (2). In an embodiment of the present invention, the temperature change amount of the power conversion device 2 refers to the difference between the temperature of the heat sink 222 on which the power semiconductor device 221 is installed and the temperature of the housing 21 of the power conversion device 2. For example, when the temperature of the heat sink 222 is 39°C and the temperature of the housing 21 is 36°C, the temperature change amount is 3°C. In an embodiment of the present invention, the data storage unit 10 may be implemented as F-RAM (Ferroelectric RAM).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터저장부(10)에 저장된 복수 개의 기준성능정보를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각 기준성능정보는 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 성능정보, 즉 전력변환회로(22)의 효율과 전력변환장치(2)의 온도변화량이 각각 기준효율과 기준온도변화량으로서 전력변환장치(2)의 요구전력량에 매칭되어 테이블 형식으로 저장된다. Figure 4 shows a plurality of reference performance information stored in the data storage unit 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, each reference performance information is performance information of the power conversion device 2 corresponding to the required amount of power of the power conversion device 2, that is, the efficiency of the power conversion circuit 22 and the power conversion device 2. ) The temperature change amount is matched to the required power amount of the power conversion device 2 as the reference efficiency and the reference temperature change amount, respectively, and is stored in table format.

도 4를 참조하여 살펴보면, 전력변환장치(2)의 요구전력량이 1kW인 경우 전력변환회로(22)의 기준효율은 0.53이고, 전력변환장치(2)의 기준온도변화량은 6℃이다.Referring to FIG. 4, when the required power of the power conversion device 2 is 1 kW, the standard efficiency of the power conversion circuit 22 is 0.53, and the standard temperature change amount of the power conversion device 2 is 6°C.

성능정보생성부(11)는 현재 동작 중인 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 전력변환장치(2)의 현재 상태와 관련된 데이터를 수신한 후, 수신한 전력변환장치(2)의 현재 상태 정보에 기초하여 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 생성한다. The performance information generation unit 11 receives data related to the current state of the power conversion device 2 from the control unit 23 of the power conversion device 2 that is currently in operation, and then receives the current state of the power conversion device 2. Based on the status information, current performance information of the power conversion device 2 corresponding to the required amount of power of the power conversion device 2 is generated.

본 실시예에서, 성능정보생성부(11)는 제어부(23)로부터 수신된 전력변환장치(2)의 요구전력량, 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량, 방열판(222)의 온도 및 하우징(21)의 온도 데이터에 기초하여 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환회로(22)의 효율 및 전력변환장치(2)의 온도변화량을 전력변환장치(2)의 성능정보로서 생성할 수 있다.In this embodiment, the performance information generation unit 11 includes the required power amount of the power conversion device 2 received from the control unit 23, the input current amount and output current amount of the power conversion circuit 22, the temperature of the heat sink 222, and Based on the temperature data of the housing 21, the efficiency of the power conversion circuit 22 corresponding to the required power amount of the power conversion device 2 and the temperature change amount of the power conversion device 2 are calculated as performance information of the power conversion device 2. It can be created as .

예컨대, 성능정보생성부(11)는 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 획득한 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량 데이터를 이용하여 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환회로(22)의 현재효율을 산출한다. 보다 구체적으로, 성능정보생성부(11)는 실시간으로 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량 데이터를 수신하여 전력변환회로(22)의 입력 전력과 출력 전력을 산출하고, 산출된 입력 전력과 출력 전력의 차이를 측정함으로써 전력변환회로(22)의 현재효율을 실시간으로 산출할 수 있다.For example, the performance information generation unit 11 uses the input current amount and output current amount data of the power conversion circuit 22 obtained from the control unit 23 of the power conversion device 2 to determine the required power amount of the power conversion device 2. The current efficiency of the corresponding power conversion circuit 22 is calculated. More specifically, the performance information generation unit 11 receives the input current amount and output current amount data of the power conversion circuit 22 in real time, calculates the input power and output power of the power conversion circuit 22, and calculates the calculated input power. By measuring the difference between and output power, the current efficiency of the power conversion circuit 22 can be calculated in real time.

한편, 성능정보생성부(11)는 실시간으로 전력반도체소자(221)가 설치된 방열판(222)의 온도 및 하우징(21)의 온도 데이터를 수신하여 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 현재온도변화량을 실시간으로 산출한다. 보다 구체적으로, 성능정보생성부(11)는 방열판(222)의 온도에서 하우징(21)의 온도의 차이값, 즉 방열판(222)의 온도에서 하우징(21)의 온도를 뺌으로써 전력변환장치(2)의 현재온도변화량을 실시간으로 산출할 수 있다.Meanwhile, the performance information generation unit 11 receives the temperature data of the heat sink 222 on which the power semiconductor element 221 is installed and the temperature data of the housing 21 in real time and provides a current corresponding to the required power amount of the power conversion device 2. Temperature change is calculated in real time. More specifically, the performance information generation unit 11 subtracts the difference between the temperature of the housing 21 from the temperature of the heat sink 222, that is, the temperature of the housing 21 from the temperature of the heat sink 222, and generates a power conversion device ( 2) The current temperature change can be calculated in real time.

기록여부결정부(12)는 성능정보생성부(11)에 의해 생성된 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 전력반도체소자의 고장예측에 이용되는 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장할지 여부를 데이터저장부(10)에 기 저장된 적어도 하나의 기준성능정보에 기초하여 결정한다.The recording determination unit 12 stores the current performance information of the power conversion device 2 generated by the performance information generation unit 11 as reference performance information used to predict failure of power semiconductor devices. Whether to save is determined based on at least one piece of reference performance information previously stored in the data storage unit 10.

기록여부결정부(12)는 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 수신된 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 성능정보가 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 이미 저장되어 있는지를 확인한다. 수신된 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 성능정보가 데이터저장부(10)에 저장되어 있지 않은 경우, 기록여부결정부(12)는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 수신된 요구전력량에 대응하는 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장해야 하는 것으로 결정한다. The recording determination unit 12 uses the performance information of the power conversion device 2 corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 received from the control unit 23 of the power conversion device 2 as reference performance information. Check whether it is already stored in the storage unit 10. If the performance information of the power conversion device (2) corresponding to the received amount of required power is not stored in the data storage unit (10), the recording determination unit (12) receives the current performance information of the power conversion device (2). It is determined that it should be stored in the data storage unit 10 as reference performance information corresponding to the required amount of power.

전력변환장치(2)의 현재성능정보를 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장해야 하는 것으로 결정하면, 기록여부결정부(12)는 성능정보생성부(11)에 의해 생성된 전력변환장치(2)의 현재성능정보, 예컨대 현재효율 및 현재온도변화량을 전력변환장치(2)의 요구전력량과 매칭하여 데이터저장부(10)에 저장한다.If it is determined that the current performance information of the power conversion device 2 should be stored in the data storage unit 10 as reference performance information, the recording determination unit 12 converts the power conversion generated by the performance information generation unit 11. Current performance information of the device 2, such as current efficiency and current temperature change, is matched with the amount of power required for the power conversion device 2 and stored in the data storage unit 10.

이와 같이, 본 실시예에 따른 고장예측장치(1)는 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 따른 현재성능정보를 생성하고, 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 저장되어 있지 않은 경우 생성된 성능정보를 기준성능정보로서 저장하고, 추후 전력변환장치(2)가 동일한 요구전력량을 변환하도록 동작하는 경우 과거에 해당 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩하여 전력반도체소자(221)의 열화검출에 이용한다. 따라서, 본 실시예에 따르는 고장예측장치(1)는 사전에 기준성능정보를 저장할 필요가 없이 전력변환장치(2)가 동작함에 따라 기준성능정보가 수집되고 저장됨에 따라 매우 편리하고 효율적이다.In this way, the failure prediction device 1 according to this embodiment generates current performance information according to the current required power amount of the power conversion device 2, and reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2. If it is not stored, the generated performance information is stored as reference performance information, and when the power conversion device 2 operates to convert the same required power amount in the future, the reference performance information stored in the past corresponding to the required power amount is loaded. It is used to detect deterioration of the power semiconductor device 221. Therefore, the failure prediction device 1 according to this embodiment is very convenient and efficient because the reference performance information is collected and stored as the power conversion device 2 operates without the need to store reference performance information in advance.

한편, 데이터저장부(10)에 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 성능정보가 기준성능정보로서 이미 저장되어 있는 것으로 결정되면, 기록여부결정부(12)는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 데이터저장부(10)에 저장할 필요가 없는 것으로 결정한다.On the other hand, when it is determined that the performance information of the power conversion device 2 corresponding to the amount of power currently required by the power conversion device 2 is already stored in the data storage unit 10 as reference performance information, the recording determination unit 12 ) determines that there is no need to store the current performance information of the power conversion device (2) in the data storage unit (10).

도 4를 참조하여 살펴보면, 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 수신한 현재 동작중인 전력변환장치(2)의 요구전력량이 1.5kW인 경우, 기록여부결정부(12)는 데이터저장부(10)에 1.5kW의 요구전력량에 대응하는 성능정보가 저장되어 있지 않으므로 1.5kW의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장하는 것으로 결정한다. Referring to FIG. 4, when the required power of the currently operating power conversion device 2 received from the control unit 23 of the power conversion device 2 is 1.5 kW, the recording determination unit 12 is a data storage unit. Since performance information corresponding to the required power amount of 1.5 kW is not stored in (10), the current performance information of the power conversion device (2) corresponding to the required power amount of 1.5 kW is stored in the data storage unit 10 as reference performance information. Decide to do it.

이에 반해, 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 수신한 현재 동작중인 전력변환장치(2)의 요구전력량이 2kW인 경우, 기록여부결정부(12)는 데이터저장부(10)에 2kW의 요구전력량에 대응하는 성능정보가 기준성능정보로서 이미 저장되어 있으므로 2kW의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장하지 않는 것으로 결정한다.On the other hand, when the required power of the currently operating power conversion device 2 received from the control unit 23 of the power conversion device 2 is 2 kW, the recording determination unit 12 stores 2 kW in the data storage unit 10. Since the performance information corresponding to the required power amount has already been stored as reference performance information, the current performance information of the power conversion device 2 corresponding to the required power amount of 2 kW is not stored in the data storage unit 10 as reference performance information. decide

기준성능정보로딩부(13)는 전력변환장치(2)내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하기 위해 전력변환장치(2)의 현재성능정보와 비교될 어느 하나의 기준성능정보를 데이터저장부(10)로부터 로딩한다. 본 발명의 실시예에서, 기준성능정보로딩부(13)는 기록여부결정부(12)의 결정에 기초하여 데이터저장부(10)로부터 로딩할 기준성능정보를 결정한다. The reference performance information loading unit 13 stores data of any reference performance information to be compared with the current performance information of the power conversion device 2 in order to detect deterioration of the power semiconductor element 221 in the power conversion device 2. Loading from unit 10. In an embodiment of the present invention, the reference performance information loading unit 13 determines the reference performance information to be loaded from the data storage unit 10 based on the decision of the recording determination unit 12.

본 발명의 실시예에서, 기록여부결정부(12)에 의해 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 성능정보가 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 이미 저장되어 있는 것으로 결정된 경우, 기준성능정보로딩부(13)는 하나 이상의 기준성능정보 중 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하여 데이터저장부(10)에 기 저장된 기준성능정보를 로딩한다. In an embodiment of the present invention, when the recording decision unit 12 determines that performance information corresponding to the amount of power currently required by the power conversion device 2 is already stored in the data storage unit 10 as reference performance information. , the reference performance information loading unit 13 loads the reference performance information previously stored in the data storage unit 10 in response to the amount of power currently required by the power conversion device 2 among one or more reference performance information.

이에 반해, 기록여부결정부(12)에 의해 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 데이터저장부(10)에 저장되어 있지 않은 것으로 결정된 경우, 기준성능정보로딩부(13)는 데이터저장부(10)에 저장된 기준성능정보 중 현재 동작 중인 전력변환장치(2)의 요구전력량과 전력량임계값 이내로 차이나는 다른 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩한다.On the other hand, when the recording determination unit 12 determines that the reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 is not stored in the data storage unit 10, the reference performance information loading unit ( 13) loads the standard performance information stored in the data storage unit 10 in response to the required power amount of the power conversion device 2 currently in operation and another required power amount that differs within the power amount threshold.

본 발명의 실시예에서, 전력량임계값은 전력변환장치(2)의 출력용량의 10%의 값일 수 있다. 예컨대, 전력변환장치(2)의 요구전력량이 1.8kW이고, 전력변환장치(2)의 출력용량이 5kW인 경우, 전력량임계값은 0.5kW이고, 따라서 기준성능정보로딩부(13)는 1.3kW 내지 2.3kW의 요구전력량값에 대응하는 기준성능정보 중 어느 하나의 기준성능정보를 로딩할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the power amount threshold may be a value of 10% of the output capacity of the power conversion device 2. For example, if the required power of the power conversion device 2 is 1.8 kW and the output capacity of the power conversion device 2 is 5 kW, the power amount threshold is 0.5 kW, and therefore the reference performance information loading unit 13 is 1.3 kW. Any one of the standard performance information corresponding to the required power amount value of 2.3 kW can be loaded.

예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 데이터저장부(10)에 1.8kW의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 저장되어 있지 않은 경우, 기준성능정보로딩부(13)는 1.8kW의 요구전력량의 임계범위인 1.3kW 내지 2.3kW의 요구전력량 범위 내에 존재하는 2kW의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보, 즉 기준효율 0.67 및 기준온도변화량 10℃를 기준성능정보로 로딩할 수 있다. 본 실시예에서는 전력량임계값을 전력변환장치(2)의 출력용량의 10%인 것으로 예를 들었으나, 이는 어디까지나 이해를 돕기위한 예시일 뿐 고장예측장치(1)의 사용 환경에 따라 전력량임계값은 통상의 기술자에 의해 용이하게 변경될 수 있다. For example, as shown in FIG. 4, when reference performance information corresponding to the required power amount of 1.8 kW is not stored in the data storage unit 10, the reference performance information loading unit 13 sets the threshold of the required power amount of 1.8 kW. The standard performance information corresponding to the required power amount of 2kW within the required power amount range of 1.3kW to 2.3kW, that is, the reference efficiency of 0.67 and the reference temperature change of 10°C, can be loaded as reference performance information. In this embodiment, the power amount threshold is 10% of the output capacity of the power conversion device (2), but this is only an example to aid understanding and the power amount threshold may vary depending on the usage environment of the failure prediction device (1). The value can be easily changed by a person skilled in the art.

한편, 기준성능정보로딩부(13)는 데이터저장부(10)에 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보는 저장되어 있지 않지만, 현재 요구전력량과 전력량임계값 이내로 차이나는 다른 요구전력량 값에 대응하는 기준성능정보가 두 개 이상인 경우, 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량과 가장 차이가 적은 요구전력량에 대응하는 기준성능정보를 로딩한다. Meanwhile, the standard performance information loading unit 13 does not store the standard performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 in the data storage unit 10, but the difference between the current required power amount and the power amount threshold value is stored in the standard performance information loading unit 13. If there is more than one reference performance information corresponding to different required power values, the reference performance information corresponding to the required power amount that has the smallest difference from the current required power amount of the power conversion device 2 is loaded.

열화검출부(14)는 기준성능정보로딩부(13)에 의해 로딩된 기준성능정보와 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 비교함으로써 전력변환장치(2) 내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출한다. 보다 구체적으로, 열화검출부(14)는 현재 전력변환장치(2)의 성능정보가 데이터저장부(10)로부터 로딩된 기준성능정보와의 차이값이 임계범위 내에 있는지를 결정함으로써 전력반도체소자(221)의 열화를 검출한다.The deterioration detection unit 14 compares the reference performance information loaded by the reference performance information loading unit 13 with the current performance information of the power conversion device 2 to determine the deterioration of the power semiconductor device 221 in the power conversion device 2. Detect. More specifically, the deterioration detection unit 14 determines whether the difference between the current performance information of the power conversion device 2 and the reference performance information loaded from the data storage unit 10 is within a critical range, thereby detecting the power semiconductor device 221. ) detects deterioration.

본 발명의 실시예에서, 열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재성능정보, 즉 현재 효율 및 현재 온도변화량과 데이터저장부(10)로부터 로딩된 기준효율 및 기준온도변화량을 비교함으로써 전력변환장치(2) 내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출한다. In an embodiment of the present invention, the deterioration detection unit 14 compares the current performance information of the power conversion device 2, that is, the current efficiency and current temperature change amount, with the reference efficiency and reference temperature change amount loaded from the data storage unit 10. Deterioration of the power semiconductor element 221 in the power conversion device 2 is detected.

본 발명의 일 실시예에서, 열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재효율이 기준효율보다 낮고, 현재온도변화량이 기준온도변화량보다 큰 경우 전력반도체소자(221)에 열화가 발생하였음을 결정한다.In one embodiment of the present invention, the deterioration detection unit 14 detects that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221 when the current efficiency of the power conversion device 2 is lower than the reference efficiency and the current temperature change is greater than the reference temperature change. decide.

도 3은 본 실시예에 따르는 고장예측장치(1)의 열화검출부(14)가 전력반도체소자의 열화를 검출하는 알고리즘을 개략적으로 개시한 개념도이다. 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 실시예의 열화검출부(14)는 두 개의 비교기(301, 302)와 하나의 AND게이트(303)로 구성될 수 있다. Figure 3 is a conceptual diagram schematically showing an algorithm by which the deterioration detection unit 14 of the failure prediction device 1 according to this embodiment detects deterioration of a power semiconductor device. Referring to FIG. 3, the deterioration detection unit 14 of this embodiment may be composed of two comparators 301 and 302 and one AND gate 303.

먼저, 제1 비교기(301)에 기준성능정보로딩부(13)에 의해 데이터저장부(10)로부터 로딩된 기준온도변화량과 성능정보생성부(11)에 의해 생성된 전력변환장치(2)의 현재 온도변화량이 입력된다. 제1 비교기(301)는 입력된 기준온도변화량과 현재온도변화량을 비교하여 현재온도변화량이 기준온도변화량보다 큰 경우에는 1을 출력하고, 현재온도변화량이 기준온도변화량보다 작은 경우에는 0을 출력한다. First, the reference temperature change amount loaded from the data storage unit 10 by the reference performance information loading unit 13 to the first comparator 301 and the power conversion device 2 generated by the performance information generating unit 11 The current temperature change amount is entered. The first comparator 301 compares the input reference temperature change amount and the current temperature change amount and outputs 1 when the current temperature change amount is greater than the reference temperature change amount, and outputs 0 when the current temperature change amount is smaller than the reference temperature change amount. .

전력반도체소자(221)는 열화가 발생한 경우 소재의 열저항 상승으로 인해 발열이 증가하므로, 방열판(222)의 온도가 정상상태 보다 증가하게 되고, 따라서 동일한 요구전력량을 출력하는 경우에도 열화가 발생한 전력반도체소자(221)의 온도변화량은 열화가 발생하지 않은 전력반도체소자(221)의 온도변화량보다 크다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르는 고장예측장치(1)의 열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재 온도변화량과 데이터저장부(10)에 저장된 기준 온도변화량을 비교함으로써 전력반도체소자(221)의 열화를 검출할 수 있다.When deterioration occurs in the power semiconductor device 221, heat generation increases due to an increase in the thermal resistance of the material, so the temperature of the heat sink 222 increases compared to the normal state. Therefore, even when the same required amount of power is output, the power generated by the deterioration The amount of temperature change of the semiconductor device 221 is greater than the amount of temperature change of the power semiconductor device 221 in which no deterioration has occurred. Therefore, the deterioration detection unit 14 of the failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention compares the current temperature change amount of the power conversion device 2 and the reference temperature change amount stored in the data storage unit 10 to determine the power semiconductor Deterioration of the element 221 can be detected.

한편, 제2 비교기(302)에 성능정보생성부(11)에 의해 생성된 전력변환장치(2)의 현재 효율과 기준성능정보로딩부(13)에 의해 데이터저장부(10)로부터 로딩된 기준효율이 입력된다. 제2 비교기(302)는 입력된 현재효율 기준효율을 비교하여 기준효율이 현재효율보다 큰 경우에는 1을 출력하고, 기준효율이 현재효율보다 작은 경우에는 0을 출력한다.Meanwhile, the current efficiency of the power conversion device 2 generated by the performance information generation unit 11 and the standard loaded from the data storage unit 10 by the reference performance information loading unit 13 are stored in the second comparator 302. Efficiency is entered. The second comparator 302 compares the input current efficiency with the reference efficiency and outputs 1 when the reference efficiency is greater than the current efficiency, and outputs 0 when the reference efficiency is less than the current efficiency.

전력반도체소자(221)는 열화가 발생한 경우 소재의 열저항 상승으로 인해 효율 저하가 발생하기 때문에 동일한 요구전력량을 출력하는 경우에 열화가 발생한 전력반도체소자(221)의 효율은 열화가 발생하지 않은 전력반도체소자(221)의 효율보다 작다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르는 고장예측장치(1)의 열화검출부(14)는 전력변환회로(22)의 현재 효율과 데이터저장부(10)에 저장된 기준효율을 비교함으로써 전력반도체소자(221)의 열화를 검출할 수 있다.When deterioration of the power semiconductor device 221 occurs, the efficiency decreases due to an increase in the thermal resistance of the material. Therefore, when outputting the same required power amount, the efficiency of the power semiconductor device 221 with deterioration is lower than the power without deterioration. It is smaller than the efficiency of the semiconductor device 221. Therefore, the deterioration detection unit 14 of the failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention compares the current efficiency of the power conversion circuit 22 with the reference efficiency stored in the data storage unit 10 to determine the power semiconductor device ( 221) deterioration can be detected.

제1 비교기(301)와 제2 비교기(302) 각각의 출력은 AND게이트(303)에 입력되며, AND게이트(303)는 제1 비교기(301)의 출력값과 제2 비교기(302)의 출력값이 모두 1인 경우, 즉 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량보다 크고, 현재효율이 기준효율보다 작은 경우 1을 출력한다.The output of each of the first comparator 301 and the second comparator 302 is input to the AND gate 303, and the AND gate 303 is the output value of the first comparator 301 and the output value of the second comparator 302. If all are 1, that is, if the current temperature change of the power conversion device 2 is greater than the reference temperature change and the current efficiency is less than the reference efficiency, 1 is output.

한편, AND게이트(303)는 제1 비교기(301)와 제2 비교기(302)의 출력값이 모두 0인 경우 또는 제1 비교기(301)와 제2 비교기(302)의 출력값이 서로 다른 경우에는 0을 출력한다. Meanwhile, the AND gate 303 is 0 when the output values of the first comparator 301 and the second comparator 302 are both 0 or when the output values of the first comparator 301 and the second comparator 302 are different from each other. Outputs .

본 실시예에서, 열화검출부(14)는 AND게이트(303)의 출력값이 1인 경우 전력반도체소자(221)에 열화가 발생하였음을 결정한다. In this embodiment, the deterioration detection unit 14 determines that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221 when the output value of the AND gate 303 is 1.

본 발명의 다른 실시예에서, 열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재성능정보가 기준성능정보와 비교하여 임계값 이상의 차이를 갖는 경우 전력반도체소자(221)에 열화가 발생한 것으로 결정할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the deterioration detection unit 14 determines that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221 when the current performance information of the power conversion device 2 has a difference greater than a threshold value compared to the reference performance information. You can.

본 실시예에서, 열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 온도임계값 이상 상승했는지 여부를 결정한다. 온도임계값은 기준온도변화량의 5%에 해당하는 값일 수 있다. 예컨대, 기준온도변화량이 12℃인 경우, 열화검출부는 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 0.6℃ 이상 큰지 여부를 결정할 수 있다.In this embodiment, the deterioration detection unit 14 determines whether the current temperature change of the power conversion device 2 rises above the temperature threshold compared to the reference temperature change. The temperature threshold may be a value equivalent to 5% of the standard temperature change. For example, when the reference temperature change amount is 12°C, the deterioration detection unit may determine whether the current temperature change amount of the power conversion device 2 is greater than the reference temperature change amount by 0.6°C or more.

한편, 열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재효율이 기준효율대비 효율임계값 이하로 하락했는지 여부를 결정한다. 본 발명의 실시예에서, 효율임계값은 기준효율의 5%에 해당하는 값일 수 있다. 예컨대, 기준효율이 0.71인 경우, 열화검출부는 전력변환장치(2)의 전력변환회로(22)의 현재효율이 기준효율 대비 0.0335 이상 작은지 여부를 결정할 수 있다.Meanwhile, the deterioration detection unit 14 determines whether the current efficiency of the power conversion device 2 has fallen below the efficiency threshold compared to the standard efficiency. In an embodiment of the present invention, the efficiency threshold may be a value corresponding to 5% of the reference efficiency. For example, when the standard efficiency is 0.71, the deterioration detection unit can determine whether the current efficiency of the power conversion circuit 22 of the power conversion device 2 is less than the standard efficiency by 0.0335 or more.

본 실시예에서는, 온도임계값 및 효율임계값이 각각 기준온도변화량 및 기준효율의 5%인 것으로 기재되었으나, 이는 어디까지나 발명의 쉬운 이해를 돕기위한 예시일 뿐, 통상의 기술자는 고장예측장치(1)의 사용환경에 따라 각 임계값을 적절하게 조정할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.In this embodiment, the temperature threshold and the efficiency threshold are described as being 5% of the reference temperature change and the reference efficiency, respectively. However, this is only an example to facilitate easy understanding of the invention, and those skilled in the art will not use the failure prediction device ( It will be easy to see that each threshold can be appropriately adjusted depending on the usage environment in 1).

열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 온도임계값 이상으로 크고, 전력변환회로(22)의 현재효율이 기준효율 대비 효율임계값 이상 작은 경우에 전력반도체소자(221)에 열화가 발생한 것으로 결정한다. 이와 같이, 전력변환장치(2)의 현재온도변화량과 현재효율이 모두 기준수치대비 일정 이상 차이나는 경우에 전력반도체소자(221)에 열화가 발생한 것으로 결정하는 경우 전력변환장치(2)의 고장 발생 예측의 신뢰도를 상승시킬 수 있다.The deterioration detection unit 14 detects the power semiconductor when the current temperature change of the power conversion device 2 is greater than the temperature threshold compared to the reference temperature change and the current efficiency of the power conversion circuit 22 is less than the efficiency threshold compared to the reference efficiency. It is determined that deterioration has occurred in the element 221. In this way, if the current temperature change and the current efficiency of the power conversion device 2 are both different from the standard value by a certain amount, and it is determined that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221, a failure of the power conversion device 2 occurs. It can increase the reliability of predictions.

본 발명의 다른 실시예에서, 열화검출부(14)는 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 온도임계값 이상으로 크거나, 전력변환회로(22)의 현재효율이 기준효율 대비 효율임계값 이상 작은 경우에 전력반도체소자(221)에 열화가 발생한 것으로 결정한다. 이와 같이, 전력변환장치(2)의 현재온도변화량과 현재효율 중 어느 하나만이라도 기준수치대비 일정 이상 차이나는 경우에 전력반도체소자(221)의 열화 발생을 결정함으로써, 전력변환장치(2)의 고장을 보다 미연에 검출할 수 있으나, 이는 고장예측의 신뢰도를 하락시킬 수 있다.In another embodiment of the present invention, the deterioration detection unit 14 detects that the current temperature change of the power conversion device 2 is greater than the temperature threshold compared to the reference temperature change, or the current efficiency of the power conversion circuit 22 is compared to the reference efficiency. If it is less than the efficiency threshold, it is determined that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221. In this way, by determining the occurrence of deterioration of the power semiconductor device 221 when any one of the current temperature change and the current efficiency of the power conversion device 2 differs by a certain amount or more compared to the standard value, the power conversion device 2 malfunctions. can be detected in advance, but this can reduce the reliability of failure prediction.

고장예측부(15)는 열화검출부(14)에 의해 전력반도체소자(221)의 열화가 검출되면 전력변환장치(2)에 고장이 발생할 것으로 예측하고, 이를 나타내는 알림을 발생하기 위한 신호를 생성한다 고장예측부(15)는 소리나 경고화면 표시 중 적어도 하나를 통해 알림을 발생하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 고장예측부(15)로부터 생성된 신호는 알림장치(3)로 출력되고, 알림장치(3)는 고장예측부(15)로부터 신호를 수신하여 알림을 발생한다. 이를 위해, 알림장치(3)는 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 알림장치(3)의 알림에 따라, 작업자는 전력변환장치(2)가 고장으로 인해 불시에 동작이 정지하기 전에 미리 전력반도체소자(221)를 교체하는 등의 작업을 통해 보다 안정적으로 전력변환장치(2)를 운용할 수 있다.The failure prediction unit 15 predicts that a failure will occur in the power conversion device 2 when deterioration of the power semiconductor device 221 is detected by the deterioration detection unit 14, and generates a signal to generate a notification indicating this. The failure prediction unit 15 may generate a signal to generate a notification through at least one of a sound or a warning screen display. The signal generated from the failure prediction unit 15 is output to the notification device 3, and the notification device 3 receives the signal from the failure prediction unit 15 and generates a notification. To this end, the notification device 3 may include at least one of a display device and a speaker. According to the notification from the notification device (3), the operator performs tasks such as replacing the power semiconductor element (221) in advance before the power conversion device (2) suddenly stops operating due to a malfunction, thereby ensuring a more stable power conversion device. (2) can be operated.

도 1에는 알림장치(3)가 고장예측장치(1)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐 알림장치(3)는 고장예측장치(1) 내에 구비될 수 있다.In Figure 1, the notification device 3 is shown as being disposed outside the failure prediction device 1, but this is only an example and the notification device 3 may be provided within the failure prediction device 1.

본 발명의 실시예에 따르는 전력변환장치 고장예측장치(1)에 따르면 전력변환장치(2)의 고장을 예측하기 위해 전력변환장치(2)의 구동을 정지시키거나, 별도의 테스트 전류를 인가하는 등의 부가적인 작업 없이 전력변환장치(2)가 전력 변환을 수행하는 과정에서 전력변환장치(2)의 제어부(23)가 획득하는 정보들에 기초하여 전력변환장치(2) 내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하고, 이에 기초하여 전력변환장치(2)의 고장을 예측할 수 있으므로 전력변환장치(2)의 고장 예측이 실시간으로 수행될 수 있으며, 시간 및 비용면에서 매우 효율적이다.According to the power conversion device failure prediction device 1 according to an embodiment of the present invention, in order to predict a failure of the power conversion device 2, the operation of the power conversion device 2 is stopped or a separate test current is applied. The power semiconductor device ( Since the deterioration of 221) can be detected and the failure of the power conversion device 2 can be predicted based on this, the failure prediction of the power conversion device 2 can be performed in real time and is very efficient in terms of time and cost.

이에 더해, 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하기 위해 비교 기준이 되는 기준데이터가 사전에 고장예측장치(1)에 입력될 필요 없이 전력반도체소자(221)의 동작 중 자동으로 수집 및 저장됨에 따라 편리하고, 다양한 환경에서 적용될 수 있어 유리하다. In addition, in order to detect deterioration of the power semiconductor device 221, the reference data that serves as a comparison standard is automatically collected and stored during the operation of the power semiconductor device 221 without having to be input into the failure prediction device 1 in advance. It is advantageous because it is convenient and can be applied in various environments.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 전력변환장치(2)의 고장예측방법의 흐름도이다. 501 단계에서, 고장예측장치(1)는 현재 동작 중인 전력변환장치(2)로부터 전력변환장치(2)의 현재 상태와 관련된 데이터를 수신한다. 본 발명의 이 실시예에서, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 현재 상태와 관련된 데이터로서 전력변환장치(2)로부터 전력변환장치(2)의 요구전력량, 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량, 방열판(222)의 온도 및 하우징(21)의 온도 데이터를 수신할 수 있다. Figure 5 is a flowchart of a method for predicting failure of the power conversion device 2 according to an embodiment of the present invention. In step 501, the failure prediction device 1 receives data related to the current state of the power conversion device 2 from the power conversion device 2 that is currently in operation. In this embodiment of the present invention, the failure prediction device 1 contains data related to the current state of the power conversion device 2, such as the amount of power required for the power conversion device 2 and the power conversion circuit 22. ), the input current amount and output current amount, the temperature of the heat sink 222, and the temperature data of the housing 21 can be received.

502 단계에서, 고장예측장치(1)는 501 단계에서 전력변환장치(2)로부터 수신한 전력변환장치(2)의 현재 상태와 관련된 데이터에 기초하여 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 생성한다.In step 502, the failure prediction device 1 generates a device corresponding to the required amount of power of the power conversion device 2 based on data related to the current state of the power conversion device 2 received from the power conversion device 2 in step 501. Generates current performance information of the power conversion device (2).

본 발명의 실시예에서, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 수신한 전력변환장치(2)의 요구전력량, 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량, 방열판(222)의 온도 및 하우징(21)의 온도 데이터에 기초하여 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환회로(22)의 효율 및 전력변환장치(2)의 온도변화량을 전력변환장치(2)의 성능정보로서 생성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the failure prediction device 1 receives the required power of the power conversion device 2 from the control unit 23 of the power conversion device 2, the input current amount, and the output current amount of the power conversion circuit 22. , based on the temperature data of the heat sink 222 and the temperature data of the housing 21, the efficiency of the power conversion circuit 22 corresponding to the required power amount of the power conversion device 2 and the temperature change amount of the power conversion device 2 are calculated as power. It can be generated as performance information of the conversion device 2.

예컨대, 고장예측장치(1)는 실시간으로 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량 데이터를 수신하여 전력변환회로(22)의 입력 전력과 출력 전력을 산출하고, 산출된 입력전력과 출력 전력의 차이를 측정함으로써 실시간으로 전력변환회로(22)의 현재효율을 산출할 수 있다.For example, the failure prediction device 1 receives the input current amount and output current amount data of the power conversion circuit 22 in real time, calculates the input power and output power of the power conversion circuit 22, and calculates the input power and output power. By measuring the difference, the current efficiency of the power conversion circuit 22 can be calculated in real time.

한편, 고장예측장치(1)는 실시간으로 전력반도체소자(221)가 설치된 방열판(222)의 온도 및 하우징(21)의 온도 데이터를 수신하고, 방열판(222)과 하우징(21)의 온도 차이값을 산출함으로써 전력변환장치(2)의 현재온도변화량을 실시간으로 산출할 수 있다. Meanwhile, the failure prediction device 1 receives the temperature data of the heat sink 222 and the housing 21 on which the power semiconductor device 221 is installed in real time, and the temperature difference value between the heat sink 222 and the housing 21. By calculating , the current temperature change amount of the power conversion device 2 can be calculated in real time.

503 단계에서, 고장예측장치(1)는 502 단계에서 생성된 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 전력반도체소자(221)의 고장예측에 이용되는 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장할지 여부를 데이터저장부(10)에 기 저장된 적어도 하나의 기준성능정보에 기초하여 결정한다.In step 503, the failure prediction device 1 sends the current performance information of the power conversion device 2 generated in step 502 to the data storage unit 10 as reference performance information used to predict failure of the power semiconductor device 221. Whether to save is determined based on at least one piece of reference performance information previously stored in the data storage unit 10.

고장예측장치(1)는 501 단계에서 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 수신된 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 기준성능정보가 데이터저장부(10)에 이미 저장되어 있는지를 확인한다. The failure prediction device 1 stores standard performance information of the power conversion device 2 corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 received from the control unit 23 of the power conversion device 2 in step 501. Check whether it is already stored in unit 10.

확인 결과, 데이터저장부(10)에 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 이미 저장되어 있는 것으로 결정되면, 기록여부결정부(12)는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 데이터저장부(10)에 저장할 필요가 없는 것으로 결정하고 504 단계로 진입한다.As a result of the confirmation, if it is determined that the standard performance information corresponding to the amount of power currently required by the power conversion device 2 is already stored in the data storage unit 10, the recording determination unit 12 determines whether to record the power conversion device 2. It is determined that there is no need to store the current performance information in the data storage unit 10, and step 504 is entered.

예컨대, 고장예측장치(1)가 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 수신한 현재 동작중인 전력변환장치(2)의 요구전력량이 2kW이고, 데이터저장부(10)에 저장된 기준성능정보가 도 4에 도시된 바와 같다면, 고장예측장치(1)는 데이터저장부(10)에 2kW의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 이미 저장되어 있으므로 2kW의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장하지 않는 것으로 결정한다.For example, the power requirement of the currently operating power conversion device 2 received by the failure prediction device 1 from the control unit 23 of the power conversion device 2 is 2 kW, and the reference performance information stored in the data storage unit 10 As shown in FIG. 4, the failure prediction device 1 already has reference performance information corresponding to the required power amount of 2 kW stored in the data storage unit 10, so it uses a power conversion device ( It is decided not to store the current performance information of 2) in the data storage unit 10 as reference performance information.

한편, 고장예측장치(1)는 수신된 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 기준성능정보가 데이터저장부(10)에 저장되어 있지 않은 경우, 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 수신된 요구전력량에 대응하는 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장해야 하는 것으로 결정하고 505 단계로 진입한다.Meanwhile, if the reference performance information of the power conversion device 2 corresponding to the received amount of required power is not stored in the data storage unit 10, the failure prediction device 1 provides current performance information of the power conversion device 2. It is determined that should be stored in the data storage unit 10 as reference performance information corresponding to the received amount of required power, and step 505 is entered.

예컨대, 고장예측장치(1)가 전력변환장치(2)의 제어부(23)로부터 수신한 현재 동작중인 전력변환장치(2)의 요구전력량이 1.5kW 이고, 데이터저장부(10)에 저장된 기준성능정보가 도 4에 도시된 바와 같다면, 고장예측장치(1)는 데이터저장부(10)에 1.5kW의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 저장되어 있지 않으므로 1.5kW의 요구전력량에 대응하는 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 기준성능정보로서 데이터저장부(10)에 저장하는 것으로 결정한다. For example, the required power of the currently operating power conversion device 2 received by the failure prediction device 1 from the control unit 23 of the power conversion device 2 is 1.5 kW, and the reference performance stored in the data storage unit 10 is 1.5 kW. If the information is as shown in FIG. 4, the failure prediction device 1 does not store reference performance information corresponding to the required power amount of 1.5 kW in the data storage unit 10, so the power corresponding to the required power amount of 1.5 kW It is decided to store the current performance information of the conversion device 2 in the data storage unit 10 as reference performance information.

이와 같이, 본 실시예에 따른 고장예측방법은 현재 전력변환장치(2)의 요구 전력량에 따른 현재성능정보를 생성하고, 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응 하는 기준성능정보가 저장되어 있지 않은 경우 생성된 현재성능정보를 기준성능정보로서 저장하고, 추후 전력변환장치(2)가 동일한 요구전력량을 변환하도록 동작하는 경우 과거에 해당 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩하여 전력반도체소자(221)의 열화검출에 이용한다. 따라서, 본 실시예에 따르는 고장예측방법에 따르면 고장에측장치(1)에 사전에 기준성능정보가 저장되어 있지 않아도 전력변환장치(2)가 동작함에 따라 기준성능정보가 수집되고 저장됨에 따라 매우 편리하고 효율적이다.In this way, the failure prediction method according to this embodiment generates current performance information according to the amount of power currently required by the power conversion device 2, and standard performance information corresponding to the amount of power currently required by the power conversion device 2 is stored. If not, the generated current performance information is stored as reference performance information, and when the power conversion device 2 operates to convert the same required power amount in the future, the reference performance information stored in the past corresponding to the required power amount is loaded and the power semiconductor It is used to detect deterioration of the element 221. Therefore, according to the failure prediction method according to the present embodiment, even if the reference performance information is not stored in advance in the failure prediction device 1, the reference performance information is collected and stored as the power conversion device 2 operates. Convenient and efficient.

505 단계에서, 고장예측장치(1)는 502 단계에서 생성된 전력변환장치(2)의 현재성능정보, 예컨대 현재효율 및 현재온도변화량을 전력변환장치(2)의 요구전력량과 매칭하여 데이터저장부(10)에 저장하고, 506 단계로 진입한다.In step 505, the failure prediction device 1 matches the current performance information of the power conversion device 2 generated in step 502, such as current efficiency and current temperature change, with the required power amount of the power conversion device 2 to store the data in the data storage unit. Save at (10) and enter step 506.

503 단계에서 고장예측장치(1)에 의해 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 이미 저장된 것으로 결정되면, 504 단계에서, 고장예측장치(1)는 501 단계에서 수신한 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보를 데이터저장부(10)로부터 로딩한다. If in step 503 it is determined by the failure prediction device 1 that the reference performance information corresponding to the amount of power currently required by the power conversion device 2 has already been stored, in step 504 the failure prediction device 1 receives the information in step 501. Reference performance information corresponding to the amount of power currently required by the power conversion device 2 is loaded from the data storage unit 10.

예컨대, 501 단계에서 수신한 현재 동작중인 전력변환장치(2)의 요구전력량이 2kW이고, 데이터저장부(10)에 저장된 기준성능정보가 도 4에 도시된 바와 같다면, 고장예측장치(1)는 데이터저장부(10)에 2kW의 요구전력량에 대응하여 기 저장된 기준성능정보인 기준효율 0.67 및 기준온도변화량 10℃를 로딩한다.For example, if the required power of the currently operating power conversion device 2 received in step 501 is 2 kW and the reference performance information stored in the data storage unit 10 is as shown in FIG. 4, the failure prediction device 1 Loads the previously stored standard performance information, the standard efficiency of 0.67 and the standard temperature change amount of 10°C, into the data storage unit 10 in response to the required power amount of 2 kW.

한편, 503 단계에서 고장예측장치(1)에 의해 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 저장되어 있지 않은 것으로 결정되고, 이에 따라 505 단계로 진입하여 기준성능정보로서 전력변환장치(2)의 현재성능정보가 저장되는 경우 고장예측장치(1)는 506 단계로 진입하여 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량과 전력량임계값 이내로 차이나는 다른 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩한다.Meanwhile, in step 503, it is determined by the failure prediction device 1 that the reference performance information corresponding to the amount of power currently required by the power conversion device 2 is not stored, and accordingly, step 505 is entered and the power is stored as the reference performance information. When the current performance information of the conversion device (2) is stored, the failure prediction device (1) enters step 506 and sets the standard stored in response to the current required power amount of the power conversion device (2) and other required power amounts that differ within the power amount threshold. Load performance information.

본 발명의 실시예에서, 전력량임계값은 전력변환장치(2)의 출력용량의 10%의 값일 수 있다. 예컨대, 전력변환장치(2)의 요구전력량이 1.8kW이고, 전력변환장치(2)의 출력용량이 5kW인 경우, 전력량임계값은 0.5kW이고, 따라서 기준성능정보로딩부(13)는 1.3kW 내지 2.3kW의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보 중 어느 하나의 기준성능정보를 로딩할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the power amount threshold may be a value of 10% of the output capacity of the power conversion device 2. For example, if the required power of the power conversion device 2 is 1.8 kW and the output capacity of the power conversion device 2 is 5 kW, the power amount threshold is 0.5 kW, and therefore the reference performance information loading unit 13 is 1.3 kW. Any one of the standard performance information corresponding to the required power amount of 2.3 kW can be loaded.

만약, 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량이 1.8kW이고, 도 4에 도시된 바와 같이 데이터저장부(10)에 1.8kW의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 저장되어 있지 않은 경우, 기준성능정보로딩부(13)는 1.8kW의 요구전력량의 임계범위인 1.3kW 내지 2.3kW의 요구전력량 범위 내에 존재하는 2kW의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보, 즉 기준효율 0.67 및 기준온도변화량 10℃를 로딩할 수 있다. 본 실시예에서는 전력량임계값을 전력변환장치(2)의 출력용량의 10%인 것으로 예를 들었으나, 이는 어디까지나 이해를 돕기위한 예시일 뿐 고장예측장치(1)의 사용 환경에 따라 전력량임계값은 통상의 기술자에 의해 용이하게 변경될 수 있다. If the current required power of the power conversion device 2 is 1.8 kW, and the data storage unit 10 does not store standard performance information corresponding to the required power of 1.8 kW as shown in FIG. 4, the standard The performance information loading unit 13 provides reference performance information corresponding to a required power amount of 2 kW that exists within the required power amount range of 1.3 kW to 2.3 kW, which is the critical range of the required power amount of 1.8 kW, that is, a reference efficiency of 0.67 and a reference temperature change of 10°C. can be loaded. In this embodiment, the power amount threshold is 10% of the output capacity of the power conversion device (2), but this is only an example to aid understanding and the power amount threshold may vary depending on the usage environment of the failure prediction device (1). The value can be easily changed by a person skilled in the art.

한편, 고장예측장치(1)는 데이터저장부(10)에 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 기준성능정보는 저장되어 있지 않지만, 현재 요구전력량과 전력량임계값 이내로 차이나는 다른 요구전력량 값에 대응하는 기준성능정보가 두 개 이상인 경우, 현재 전력변환장치(2)의 요구전력량과 가장 차이가 적은요구전력량에 대응하는 기준성능정보를 로딩한다. Meanwhile, the failure prediction device 1 does not store standard performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 in the data storage unit 10, but other requirements that are different from the current required power amount within the power amount threshold value are stored in the data storage unit 10. If there is more than one reference performance information corresponding to the power amount value, the reference performance information corresponding to the required power amount that has the smallest difference from the current required power amount of the power conversion device 2 is loaded.

507 단계에서, 고장예측장치(1)는 504 단계 또는 506 단계에서 로딩된 기준성능정보와 502 단계에서 생성된 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 비교한다. 보다 구체적으로, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 현재효율 및 현재온도변화량과 504 단계 또는 506 단계에서 로딩된 기준효율 및 기준온도변화량의 차이값을 산출하여 차이값과 임계값을 비교한다.In step 507, the failure prediction device 1 compares the reference performance information loaded in step 504 or 506 with the current performance information of the power conversion device 2 generated in step 502. More specifically, the failure prediction device 1 calculates the difference between the current efficiency and current temperature change of the power conversion device 2 and the reference efficiency and reference temperature change loaded in step 504 or 506 to determine the difference value and threshold value. Compare.

본 발명의 실시예에서, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 온도임계값 이상 상승했는지 여부를 결정한다. 본 발명의 실시예에서, 온도임계값은 기준온도변화량의 5%에 해당하는 값일 수 있다. 예컨대, 기준온도변화량이 12℃인 경우 온도임계값은 0.6℃이고, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 0.6℃ 이상 상승했는지 여부를 결정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the failure prediction device 1 determines whether the current temperature change of the power conversion device 2 rises above the temperature threshold compared to the reference temperature change. In an embodiment of the present invention, the temperature threshold may be a value corresponding to 5% of the reference temperature change. For example, if the reference temperature change is 12°C, the temperature threshold is 0.6°C, and the failure prediction device 1 can determine whether the current temperature change of the power conversion device 2 has increased by more than 0.6°C compared to the reference temperature change. .

이후, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 현재효율이 기준효율대비 효율임계값 이하로 하락했는지 여부를 결정한다. 본 발명의 실시예에서, 효율임계값은 기준효율의 5%에 해당하는 값일 수 있다. 예컨대, 기준효율이 0.71인 경우 효율임계값은 0.0335이고, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 전력변환회로(22)의 현재효율이 기준효율 대비 0.0335 이상 하락했는지 여부를 결정할 수 있다.Thereafter, the failure prediction device 1 determines whether the current efficiency of the power conversion device 2 has fallen below the efficiency threshold compared to the reference efficiency. In an embodiment of the present invention, the efficiency threshold may be a value corresponding to 5% of the reference efficiency. For example, if the standard efficiency is 0.71, the efficiency threshold is 0.0335, and the failure prediction device 1 can determine whether the current efficiency of the power conversion circuit 22 of the power conversion device 2 has decreased by more than 0.0335 compared to the standard efficiency. there is.

본 실시예에서는, 온도임계값 및 효율임계값이 각각 기준온도변화량 및 기준효율의 5%인 것으로 기재되었으나, 이는 어디까지나 발명의 쉬운 이해를 돕기위한 예시일 뿐, 통상의 기술자는 고장예측장치(1)의 사용환경에 따라 각 임계값을 적절하게 조정할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.In this embodiment, the temperature threshold and the efficiency threshold are described as being 5% of the reference temperature change and the reference efficiency, respectively. However, this is only an example to facilitate easy understanding of the invention, and those skilled in the art will not use the failure prediction device ( It will be easy to see that each threshold can be appropriately adjusted depending on the usage environment in 1).

508 단계에서, 본 발명의 실시예에서, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 온도임계값 이상으로 크고, 전력변환회로(22)의 현재효율이 기준효율 대비 효율임계값 이상 작은 경우에 전력반도체소자(221)에 열화가 발생한 것으로 결정한다. 이와 같이, 전력변환장치(2)의 현재온도변화량과 현재효율이 모두 기준수치대비 일정 이상 차이나는 경우에 전력반도체소자(221)에 열화가 발생한 것으로 결정하는 경우 전력변환장치(2)의 고장 발생 예측의 신뢰도를 상승시킬 수 있다.In step 508, in the embodiment of the present invention, the failure prediction device 1 determines that the current temperature change of the power conversion device 2 is greater than the temperature threshold compared to the reference temperature change, and the current efficiency of the power conversion circuit 22 is If the standard efficiency is less than the efficiency threshold, it is determined that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221. In this way, if the current temperature change and the current efficiency of the power conversion device 2 are both different from the standard value by a certain amount, and it is determined that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221, a failure of the power conversion device 2 occurs. It can increase the reliability of predictions.

509 단계에서, 고장예측장치(1)는 508 단계에서 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하면 전력변환장치(2)에 고장이 발생할 것으로 예측하고, 이를 나타내는 알림을 발생한다. 고장예측장치(1)는 소리나 경고화면 표시 중 적어도 하나를 통해 알림을 발생할 수 있으며, 이를 위해, 고장예측장치(1)는 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 고장예측장치(1)의 알림에 따라, 작업자는 전력변환장치(2)가 고장으로 인해 불시에 동작이 정지하기 전에 미리 전력반도체소자(221)를 교체하는 등의 작업을 통해 보다 안정적으로 전력변환장치(2)를 운용할 수 있다.In step 509, the failure prediction device 1 predicts that a failure will occur in the power conversion device 2 when deterioration of the power semiconductor device 221 is detected in step 508, and generates a notification indicating this. The failure prediction device 1 may generate a notification through at least one of a sound or a warning screen display. To this end, the failure prediction device 1 may include at least one of a display device and a speaker. According to the notification from the failure prediction device (1), the operator performs tasks such as replacing the power semiconductor element (221) in advance before the power conversion device (2) suddenly stops operating due to a failure, thereby converting power more stably. The device (2) can be operated.

한편, 507 단계에서 전력변환장치(2)의 현재온도변화량이 기준온도변화량 대비 온도임계값 보다 작게 상승하거나, 전력변환회로(22)의 현재효율이 기준효율 대비 효율임계값 보다 작게 하락한 경우, 고장예측장치(1)는 510 단계로 진입하여 전력반도체소자(221)에 열화가 발생하지 않은 것, 즉 전력반도체소자(221)가 정상상태인 것으로 결정한다.Meanwhile, in step 507, if the current temperature change of the power conversion device 2 rises less than the temperature threshold compared to the reference temperature change, or the current efficiency of the power conversion circuit 22 falls below the efficiency threshold compared to the reference efficiency, a failure occurs. The prediction device 1 enters step 510 and determines that no deterioration has occurred in the power semiconductor device 221, that is, the power semiconductor device 221 is in a normal state.

511 단계에서, 고장예측장치(1)는 전력변환장치(2)가 계속 동작중인지를 결정하고, 전력변환장치(2)가 계속 동작 중인 것으로 결정되면 다시 507 단계로 돌아가 기준성능정보와 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 비교함으로써 전력반도체소자(221)의 열화가 검출될 때까지 동작을 반복한다. 이와 같이, 실시간으로 생성되는 전력변환장치(2)의 현재성능정보와 기 저장된 기준성능정보를 전력변환장치(2)가 동작하는 동안 계속 비교함으로써 전력반도체소자(221)의 열화를 실시간으로 검출할 수 있다.In step 511, the failure prediction device 1 determines whether the power conversion device 2 is still operating. If it is determined that the power conversion device 2 is still operating, the failure prediction device 1 returns to step 507 to obtain the reference performance information and the power conversion device. The operation is repeated until deterioration of the power semiconductor device 221 is detected by comparing the current performance information in (2). In this way, the deterioration of the power semiconductor device 221 can be detected in real time by continuously comparing the current performance information of the power conversion device 2 generated in real time and the previously stored reference performance information while the power conversion device 2 is operating. You can.

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, the present invention has been looked at with a focus on preferred embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

1: 고장예측장치
2: 전력변환장치
10: 데이터저장부
11: 동작정보생성부
12: 기록여부결정부
13: 기준동작정보로딩부
14: 열화검출부
15: 고장경고부1: Failure prediction device
2: Power conversion device
10: data storage unit
11: Operation information generation unit
12: Record decision section
13: Reference operation information loading unit
14: Deterioration detection unit
15: Malfunction warning unit

Claims (11)

동작 중인 전력변환장치(2) 내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출함으로써 상기 전력변환장치(2)의 고장을 예측하는 고장예측장치(1)에 있어서,
상기 동작 중인 전력변환장치(2) 내의 복수 개의 센서에 의해 감지된 상기 전력변환장치(2)의 현재 상태데이터를 수신하고, 수신된 상기 현재 상태데이터에 기초하여 상기 전력변환장치(2)의 현재 성능을 나타내는 현재성능정보를 생성하는 성능정보생성부(11);
상기 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하기 위해 상기 현재성능정보와 비교되는 복수 개의 기준성능정보가 저장되는 데이터저장부(10);
상기 성능정보생성부에 의해 생성된 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 상기 기준성능정보로서 상기 데이터저장부에 저장할 것인지 여부를 상기 데이터저장부(10)에 기 저장된 복수 개의 기준성능정보에 기초하여 결정하는 기록여부결정부(12);
상기 기록여부결정부(12)의 결정에 기초하여, 상기 데이터저장부(10)로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 어느 하나의 기준성능정보를 로딩하는 기준성능정보로딩부(13); 및
상기 로딩된 기준성능정보와 상기 현재성능정보를 비교함으로써 상기 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하는 열화검출부(14)를 포함하고,
상기 전력변환장치(2)의 현재상태데이터는 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량을 포함하고,
상기 각 기준성능정보는 상기 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하여 상기 데이터저장부(10)에 저장되는 것을 특징으로 하는 고장예측장치. In the failure prediction device (1), which predicts failure of the power conversion device (2) by detecting deterioration of the power semiconductor element (221) in the power conversion device (2) in operation,
Receive current state data of the power conversion device (2) detected by a plurality of sensors in the operating power conversion device (2), and based on the received current state data, present the current state of the power conversion device (2) A performance information generator 11 that generates current performance information indicating performance;
a data storage unit 10 that stores a plurality of reference performance information compared with the current performance information to detect deterioration of the power semiconductor device 221;
Whether to store the current performance information of the power conversion device 2 generated by the performance information generation unit as the reference performance information in the data storage unit is determined based on a plurality of reference performance information previously stored in the data storage unit 10. a recording decision unit 12 that makes a decision based on the record;
a reference performance information loading unit 13 that loads any one of the plurality of reference performance information from the data storage unit 10, based on the decision of the recording determination unit 12; and
It includes a deterioration detection unit 14 that detects deterioration of the power semiconductor device 221 by comparing the loaded reference performance information and the current performance information,
The current state data of the power conversion device (2) includes the current required amount of power of the power conversion device (2),
A failure prediction device, characterized in that each of the reference performance information is stored in the data storage unit (10) in response to the amount of power required by the power conversion device (2). 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 기록여부결정부(12)는 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부(10)에 저장되어 있는지에 기초하여 상기 성능정보생성부에 의해 생성된 현재성능정보를 상기 기준성능정보로서 상기 데이터저장부에 저장할 것인지를 결정하는 것을 특징으로 하는 고장예측장치.According to claim 1,
The recording determination unit 12 generates information generated by the performance information generation unit based on whether reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 is stored in the data storage unit 10. A failure prediction device characterized in that it determines whether to store current performance information in the data storage unit as the reference performance information. 제 3 항에 있어서,
상기 기록여부결정부(12)는
상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부(10)에 이미 저장되어 있는 경우 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 상기 데이터저장부(10)에 저장하지 않는 것으로 결정하고,
상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부(10)에 저장되어 있지 않은 경우 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 상기 데이터저장부(10)에 저장하는 것으로 결정하고, 상기 현재성능정보를 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보로서 저장하는 것을 특징으로 하는 고장예측장치.According to claim 3,
The recording decision unit 12 is
If the reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 is already stored in the data storage unit 10, the current performance information is not stored in the data storage unit 10 as reference performance information. decided not to,
If the reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 is not stored in the data storage unit 10, the current performance information is stored in the data storage unit 10 as reference performance information. A failure prediction device, characterized in that the current performance information is stored as reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device (2). 제 4 항에 있어서,
상기 기준성능정보로딩부(13)는
상기 기록여부결정부(12)에 의해 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 저장하지 않는 것으로 결정된 경우, 상기 데이터저장부(10)로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩하고,
상기 기록여부결정부(12)에 의해 상기 현재성능정보를 기준성능정보로서 저장하는 것으로 결정된 경우, 상기 데이터저장부(10)로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량과 전력량임계값 이내로 차이나는 어느 하나의 요구전력량에 대응하여 저장된 기준성능정보를 로딩하는 것을 특징으로 하는 고장예측장치.According to claim 4,
The reference performance information loading unit 13 is
When the recording determination unit 12 determines not to store the current performance information as reference performance information, the current performance information of the power conversion device 2 is retrieved from the data storage unit 10 among the plurality of reference performance information. Loads the stored standard performance information in response to the required power amount,
When it is determined by the recording determination unit 12 to store the current performance information as reference performance information, the current demand of the power conversion device 2 among the plurality of reference performance information from the data storage unit 10 A failure prediction device characterized in that it loads stored reference performance information in response to any required power amount that differs from the power amount within a power amount threshold. 제 5 항에 있어서,
상기 전력량임계값은 상기 전력변환장치(2)의 출력용량의 10%인 것을 특징으로 하는 고장예측장치.According to claim 5,
A failure prediction device, characterized in that the power amount threshold is 10% of the output capacity of the power conversion device (2). 제 6 항에 있어서,
상기 열화검출부(14)는 상기 로딩된 기준성능정보가 나타내는 값과 상기 현재성능정보가 나타내는 값의 차이가 임계값 보다 큰 경우 상기 전력반도체소자(221)에 열화가 발생하였음을 결정하는 것을 특징으로 하는 고장예측장치.According to claim 6,
The deterioration detection unit 14 determines that deterioration has occurred in the power semiconductor device 221 when the difference between the value indicated by the loaded reference performance information and the value indicated by the current performance information is greater than a threshold value. A failure prediction device. 제 7 항에 있어서,
상기 전력변환장치(2)의 현재 상태데이터는 상기 전력반도체소자(221)를 포함하는 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량, 상기 전력반도체소자(221)가 설치된 방열판(222)의 온도 및 상기 전력변환장치(2)의 하우징(21)의 온도 데이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고장예측장치.According to claim 7,
The current state data of the power conversion device 2 is the input current amount and output current amount of the power conversion circuit 22 including the power semiconductor element 221, and the temperature of the heat sink 222 on which the power semiconductor element 221 is installed. and a failure prediction device further comprising temperature data of the housing 21 of the power conversion device 2. 제 8 항에 있어서,
상기 성능정보생성부(11)는 상기 전력변환회로(22)의 입력전류량 및 출력전류량에 기초하여 상기 전력변환회로(22)의 현재효율을 산출하고, 상기 방열판(222)의 온도 및 상기 하우징(21)의 온도에 기초하여 상기 전력변환장치(2)의 현재온도변화량을 산출하며, 산출된 현재효율 및 상기 현재온도변화량을 상기 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하는 현재성능정보로서 생성하는 것을 특징으로 하는 고장예측장치. According to claim 8,
The performance information generator 11 calculates the current efficiency of the power conversion circuit 22 based on the input current amount and output current amount of the power conversion circuit 22, and the temperature of the heat sink 222 and the housing ( Calculate the current temperature change amount of the power conversion device (2) based on the temperature of 21), and generate the calculated current efficiency and the current temperature change amount as current performance information corresponding to the required power amount of the power conversion device (2). A failure prediction device characterized by: 제 9 항에 있어서,
상기 기록여부결정부(12)는 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하는 기준성능정보가 상기 데이터저장부(10)에 저장되어 있지 않은 경우 상기 산출된 현재효율 및 상기 현재온도변화량을 각각 기준효율 및 기준온도변화량으로서 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량에 대응하여 저장하는 것을 특징으로 하는 고장예측장치.According to clause 9,
If the reference performance information corresponding to the current required power amount of the power conversion device 2 is not stored in the data storage unit 10, the recording determination unit 12 determines the calculated current efficiency and the current temperature change amount. A failure prediction device characterized in that the reference efficiency and the reference temperature change amount are stored in response to the current power requirement of the power conversion device (2). 동작 중인 전력변환장치(2) 내의 전력반도체소자(221)의 열화를 검출함으로써 상기 전력변환장치(2)의 고장을 예측하는 고장예측방법에 있어서,
상기 동작 중인 전력변환장치(2) 내의 복수 개의 센서에 의해 감지된 상기 전력변환장치(2)의 현재 상태데이터를 수신하고, 수신된 상기 현재 상태데이터에 기초하여 상기 전력변환장치(2)의 현재 성능을 나타내는 현재성능정보를 생성하는 단계;
상기 생성된 전력변환장치(2)의 현재성능정보를 복수 개의 기준성능정보가 저장된 데이터저장부(10)에 하나의 기준성능정보로서 저장할 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 결정에 기초하여, 상기 데이터저장부(10)로부터 상기 복수 개의 기준성능정보 중 어느 하나의 기준성능정보를 로딩하는 단계; 및
상기 로딩된 기준성능정보와 상기 현재성능정보를 비교함으로써 상기 전력반도체소자(221)의 열화를 검출하는 단계를 포함하고,
상기 전력변환장치(2)의 현재상태데이터는 상기 전력변환장치(2)의 현재 요구전력량을 포함하고,
상기 각 기준성능정보는 상기 전력변환장치(2)의 요구전력량에 대응하여 상기 데이터저장부(10)에 저장되는 것을 특징으로 하는 고장예측방법. In the failure prediction method for predicting failure of the power conversion device (2) by detecting deterioration of the power semiconductor element 221 in the power conversion device (2) in operation,
Receive current state data of the power conversion device (2) detected by a plurality of sensors in the operating power conversion device (2), and based on the received current state data, present the current state of the power conversion device (2) Generating current performance information indicating performance;
A step of determining whether to store the generated current performance information of the power conversion device (2) as one reference performance information in the data storage unit (10) where a plurality of reference performance information is stored;
Based on the determination, loading any one of the plurality of reference performance information from the data storage unit 10; and
Comprising the step of detecting deterioration of the power semiconductor device 221 by comparing the loaded reference performance information and the current performance information,
The current state data of the power conversion device (2) includes the current required amount of power of the power conversion device (2),
A failure prediction method, characterized in that each of the reference performance information is stored in the data storage unit (10) in response to the amount of power required by the power conversion device (2).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160036793A (en) * 2014-09-26 2016-04-05 국민대학교산학협력단 Apparatus and method of providing integrated fault diagnosis control for low voltage DC-DC converter, and computer-readable recording medium for the same
KR101757656B1 (en) * 2016-12-29 2017-07-14 이엔테크놀로지 주식회사 Apparatus and method for performance diagnosis of power conversion device

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