KR102590108B1 - 전력 공급 장치 및 이를 구비한 전기 장치와 진공 청소기 - Google Patents

전력 공급 장치 및 이를 구비한 전기 장치와 진공 청소기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 공급 장치 및 이를 구비한 전기 장치와 진공 청소기에 관한 것으로, 직류/교류 겸용의 전력 공급 장치에서 인버터의 입력 전압이 항상 동일한 레벨로 유지되도록 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 전력 공급 장치는, 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 전력 저장 수단으로 전달하고, 전력 저장 수단의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 부하로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와; 제 2 전력 변환부에서의 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 제 3 전력 변환부에서의 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함한다.

Description

전력 공급 장치 및 이를 구비한 전기 장치와 진공 청소기{POWER SUPPLYING APPARATUS, AND ELECTRIC APPARATUS AND VACCUME CLEANER HAVINGG THE SAME}
본 발명은 전력 공급 장치에 관한 것으로, 특히 진공 청소기의 전력 공급 장치에 관한 것이다.
청소기는 실내의 이물질을 제거하여 청결하게 하는 기구로서, 일반적으로 가정에서는 진공 청소기가 사용된다. 진공 청소기는 피청소면의 이물질을 포함한 공기를 흡입한 후, 공기로부터 이물질을 분리하여 수거하고, 정화된 공기는 진공 청소기 본체 외부로 배출하는 장치이다.
이러한 진공 청소기는 크게 캐니스터 형(canister type)과 업라이트 형(upright type)으로 구분된다.
캐니스터 청소기는 송풍장치와 집진장치 등이 내장되는 본체와, 바닥의 먼지를 흡입하기 위해 본체로부터 분리되어 설치되는 흡입체와, 본체와 흡입체를 연결하는 연결관을 포함한다. 따라서, 사용자는 연결관에 설치되는 핸들을 잡고 흡입체를 청소하려는 방향으로 이동시키면서 청소를 하게 된다.
업라이트 청소기는 직립형의 본체와, 본체의 하부에 일체로 결합되는 흡입체를 포함한다. 따라서, 사용자는 본체의 상측에 마련되는 핸들을 잡고 업라이트 청소기 본체 전체를 이동시키면서 청소를 하게 된다.
업라이트 청소기는 청소 효율을 높이기 위해 드럼 브러쉬를 흡입체 내에 장착한다. 이러한 드럼 브러쉬는 고속으로 회전하며 피청소면과 접촉함으로써 피청소면 상부에 부착된 이물질을 피청소면으로부터 분리하며, 분리된 이물질은 흡입체로 흡입된 후 본체에 구비된 집진장치로 유입된다.
일 측면에 따르면, 직류/교류 겸용의 전력 공급 장치에서 인버터의 입력 전압이 항상 동일한 레벨로 유지되도록 하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적의 전력 공급 장치는, 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 전력 저장 수단으로 전달하고, 전력 저장 수단의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 부하로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와; 제 2 전력 변환부에서의 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 제 3 전력 변환부에서의 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제 2 전력 변환부는, 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 더 낮은 레벨로 강압하여 제 1 방향으로 전달하여 전력 저장 수단이 충전되도록 하고, 전력 저장 수단의 충전 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 출력하여 제 3 전력 변환부에 전달되도록 마련되는 양방향 DC-DC 컨버터이다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제 2 전력 변환부는, 제 1 방향으로 강압된 직류 전압을 전달할 때 벅 컨버터(Buck Converter)로 동작하고; 제 2 방향으로 승압된 직류 전압을 전달할 때 부스트 컨버터(Boost Converter)로 동작한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제어부는, 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 전력 저장 수단으로 전달하기 위해 제 2 전력 변환부를 벅 컨버터로 동작시키고; 전력 저장 수단의 직류 전압을 승압하여 부하로 전달하기 위해 제 2 전력 변환부를 부스트 컨버터로 동작시킨다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제 3 전력 변환부는 입력된 직류 전압을 부하에서 요구되는 주파수와 위상을 갖는 제 2 교류 전압으로 변환하는 인터버이다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제 1 전력 변환부는 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환화면서 제 1 교류 전압의 고조파 전류 억제 및 역률 개선을 수행하는 역률 보정부(Power Factor Corrector)이다.
상술한 전력 공급 장치에서, 역률 보정부가 절연형 역률 보정부(Isolated PFC)이다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제 1 전력 변환부와 제 2 전력 변환부 사이에 전기적으로 연결되는 캐패시터를 더 포함하고; 캐패시터가 제 1 전력 변환부의 출력 전압과 제 2 전력 변환부의 승압 전압 가운데 적어도 하나의 전압에 의해 충전된다.
상술한 전력 공급 장치에서, 캐패시터의 충전 전압이 제 3 전력 변환부에 입력된다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제 1 전력 전환부에 제 1 교류 전력이 입력되는지를 검출하고 제어부에 검출 결과를 전달하는 교류 입력 검출부를 더 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 제어부는, 제 2 전력 변환부의 전력 전달 방향을 제어하기 위한 제 1 제어 신호와; 제 3 전력 변환부의 변환 동작을 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 발생시킨다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 전기 장치는, 팬과; 팬을 회전시키기 위한 모터와; 전력을 저장하기 위한 배터리와; 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 배터리로 전달하고, 배터리의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 모터로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와; 제 2 전력 변환부에서의 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 제 3 전력 변환부에서의 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함한다.
상술한 전기 장치에서, 제 2 전력 변환부는, 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 더 낮은 레벨로 강압하여 제 1 방향으로 전달하여 전력 저장 수단이 충전되도록 하고, 배터리의 충전 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 출력하여 제 3 전력 변환부에 전달되도록 마련되는 양방향 DC-DC 컨버터이다.
상술한 전기 장치에서, 제 2 전력 변환부는, 제 1 방향으로 강압된 직류 전압을 전달할 때 벅 컨버터(Buck Converter)로 동작하고; 제 2 방향으로 승압된 직류 전압을 전달할 때 부스트 컨버터(Boost Converter)로 동작한다.
상술한 전기 장치에서, 제어부는, 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 전력 저장 수단으로 전달하기 위해 제 2 전력 변환부를 벅 컨버터로 동작시키고; 전력 저장 수단의 직류 전압을 승압하여 부하로 전달하기 위해 제 2 전력 변환부를 부스트 컨버터로 동작시킨다.
상술한 전기 장치에서, 제 3 전력 변환부는 입력된 직류 전압을 부하에서 요구되는 주파수와 위상을 갖는 제 2 교류 전압으로 변환하는 인터버이다.
상술한 전기 장치에서, 제 1 전력 변환부는 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환화면서 제 1 교류 전압의 고조파 전류 억제 및 역률 개선을 수행하는 역률 보정부(Power Factor Corrector)이다.
상술한 전기 장치에서, 역률 보정부가 절연형 역률 보정부(Isolated PFC)이다.
상술한 전기 장치에서, 제 1 전력 변환부와 제 2 전력 변환부 사이에 전기적으로 연결되는 캐패시터를 더 포함하고; 캐패시터가 제 1 전력 변환부의 출력 전압과 제 2 전력 변환부의 승압 전압 가운데 적어도 하나의 전압에 의해 충전된다.
상술한 전기 장치에서, 캐패시터의 충전 전압이 제 3 전력 변환부에 입력된다.
상술한 전기 장치에서, 제 1 전력 전환부에 제 1 교류 전력이 입력되는지를 검출하고 제어부에 검출 결과를 전달하는 교류 입력 검출부를 더 포함한다.
상술한 전기 장치에서, 제어부는, 제 2 전력 변환부의 전력 전달 방향을 제어하기 위한 제 1 제어 신호와; 제 3 전력 변환부의 변환 동작을 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 발생시킨다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 진공 청소기는, 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 전력 저장 수단으로 전달하고, 전력 저장 수단의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 부하로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와; 제 2 전력 변환부에서의 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 제 3 전력 변환부에서의 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함하는 전력 공급 장치를 구비한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 진공 청소기는, 팬과; 팬을 회전시키기 위한 모터와; 전력을 저장하기 위한 배터리와; 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 배터리로 전달하고, 배터리의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와; 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 모터로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와; 제 2 전력 변환부에서의 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 제 3 전력 변환부에서의 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 직류/교류 겸용 전력 공급 장치는, 상용 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 절연형 역률 개선부와; 절연형 역률 개선부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 배터리로 전달하고, 배터리의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 양방향 DC-DC 컨버터와; 절연형 역률 개선부로부터 출력되는 직류 전압과 양방향 DC-DC 컨버터로부터 출력되는 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 주파수 및 위상을 변환하여 부하로 전달하도록 마련되는 인버터와; 양방향 DC-DC 컨버터에서의 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 인버터에서의 주파수 및 위상의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함한다.
일 측면에 따르면, 직류/교류 겸용의 전력 공급 장치에서 인버터의 입력 전압이 항상 동일한 레벨로 유지되기 때문에, 한 가지 전압 레벨만을 고려하여 인버터를 설계할 수 있어서 전력 공급 장치의 구조가 단순해지고 크기가 감소하며 비용 또한 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 청소기의 외형을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 내부 구조를 간단히 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 나타낸 전력 공급 장치의 양방향 DC-DC 컨버터의 회로도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 양방향 DC-DC 컨버터가 강압 회로로 동작하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 나타낸 양방향 DC-DC 컨버터가 승압 회로로 동작하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 충전 모드로 동작할 때의 전력 공급 경로를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 직류 사용 모드로 동작할 때의 전력 공급 경로를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 교류 사용 모드로 동작할 때의 전력 공급 경로를 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 청소기의 외형을 나타낸 도면이다. 도 1(A)는 캐니스터 형 진공 청소기를 나타낸 것이고, 도 1(B)는 업라이트 형 진공 청소기를 나타낸 것이다.
도 1(A)에 나타낸 캐니스터 형 진공 청소기(100)는, 흡입력을 발생시키는 본체(102), 피청소면에 접촉하여 공기를 흡입하는 흡입 브러쉬(104), 흡입 브러쉬(104)에 연결되는 연장관(106) 및 연장관(106)에 장착되는 사이클론 집진장치(108)를 포함할 수 있다. 사이클론 집진장치(108)는 선회기류를 발생시켜 원심력에 의해 공기와 먼지를 분리할 수 있다. 본체(102)는 흡입력을 생성하는 팬모터(미도시)를 구비한다. 본체(102)에서 생성되는 흡입력에 의해 흡입 브러쉬(104)는 피청소면의 공기 및 공기에 포함된 먼지를 흡입할 수 있다. 흡입 브러쉬(104)는 피청소면에 밀착되도록 다소 넓적한 형태로 마련될 수 있다. 본체(102)와 흡입 브러쉬(104) 사이에는 수지 또는 금속 재질의 연장관(106), 사용자의 조작을 위한 핸들관(110), 핸들관(110)의 자유로운 이동을 위해 유연한 재질을 갖는 플렉시블 호스(112)가 마련될 수 있다. 핸들관(110)에는 진공 청소기(100)의 기능을 조작할 수 있는 조작부(114)가 마련될 수 있다. 사이클론 집진장치(108)는 연장관(106)과 핸들관(110) 사이에 결합될 수 있다. 흡입 브러쉬(104), 연장관(106), 사이클론 집진장치(108), 핸들관(110) 및 플렉시블 호스(112)는 모두 연통되도록 마련될 수 있다. 흡입 브러쉬(104)를 통해 흡입된 공기는 연장관(106)을 통해 사이클론 집진장치(108)로 유입된다. 사이클론 집진장치(108)는 선회기류를 발생시켜 원심력에 의해 일차로 먼지를 분리하여 포집한다. 사이클론 집진장치(108)에서 정화된 공기는 핸들관(110), 플렉시블 호스(112)를 순차로 통과하여 본체(102)로 유동될 수 있다. 사이클론 집진장치(108)는 연장관(106)과 핸들관(110) 사이에 마련되어 공기가 본체(102)로 유입되기 전 먼지를 분리하여 포집할 수 있다.
도 1(B)에 나타낸 업라이트 형 진공 청소기(150)는, 공기의 흡입력에 의해 피청소면(바닥 및 카페트)의 머리카락 등의 이물질을 흡입하도록 마련되는 흡입 브러쉬(154)와, 흡입 브러쉬(154)를 통해 흡입된 이물질이 포집되도록 마련되는 청소기 본체(152)를 포함한다. 청소기 본체(152)는 피청소면의 이물질을 흡입하는데 필요한 흡입력을 발생시키는 모터(미도시)와 피청소면으로부터 흡입된 이물질이 퇴적되는 집진장치(미도시)를 포함할 수 있다. 청소기 본체(152)와 흡입 브러쉬(154)는 별도의 호스 등을 통하지 않고 직접 연결될 수 있다. 청소기 본체(152)의 상측에는 사용자 조작 가능하도록 핸들(178)이 마련된다. 핸들(178)에는 모터의 작동을 제어하기 위한 스위치(164)가 마련될 수 있다. 따라서, 사용자는 핸들(178)을 잡고 스위치(164)에 의해 모터를 동작시킨 상태에서 청소기 본체(152)를 이동시키면서 흡입 브러쉬(154)를 통해 피청소면의 먼지 및 이물질이 흡입되어 청소기 본체(152)에 수거된다.
본 발명은 직류/교류 겸용의 전기 장치에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 장치 및 이를 구비하는 전기 장치에 관한 것으로서, 도 1에 나타낸 것과 같은 캐니스터 형 진공 청소기(100)와 업라이트 형 진공 청소기(150)에 적용될 수 있다. 다만, 다른 형태의 진공 청소기에도 본원 발명의 전력 공급 장치가 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 진공 청소기 이외의 다른 전기 장치(직류/교류 겸용을 구현하기 위한)에도 본 발명의 전력 공급 장치가 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 내부 구조를 간단히 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 팬(202)(예를 들면 원심 팬)이 회전하면서 흡입력이 발생한다. 팬(202)의 회전에 의해 발생한 흡입력은 앞서 도 1에서 설명한 흡입 브러쉬(104)(154)를 통해 이물질과 공기가 함께 진공 청소기(100)(150) 내부로 흡입되도록 한다. 흡입 브러쉬(104)(154)를 통해 흡입된 이물질과 공기는 팬(204)을 지나 이중 필터(204)를 통과하면서 이물질은 이중 필터(204)에 의해 여과되고, 공기는 진공 청소기(100)(150)의 외부로 배출된다.
본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기(100)(150)에서 흡입력이 발생하도록 하기 위해 팬(202)을 회전시킨다. 팬(202)을 회전시키기 위해 모터(206)가 마련된다. 즉 모터(206)의 회전력이 팬(202)을 회전시켜서 흡입력이 발생하도록 한다. 모터(206)를 회전시키기 위해 모터(206)에 전력을 공급한다. 모터(206)에 공급되는 전력은 직류(Direct Current, DC)이다. 다만 모터(206)에 공급할 직류를 생성하는 과정은 상용 교류 전력의 경우와 배터리 충전 전력의 경우가 서로 다르다. 즉, 상용 교류 전력의 경우, 콘센트(212)에 연결된 코드(116)(166)를 통해 상용 교류 전력을 공급받아 이를 직류로 변환한 후 다시 목적하는 주파수 및 위상의 교류 신호로 변환하여 모터(206)에 인가한다. 배터리 충전 전력의 경우, 배터리 충전 전력 자체가 직류 전력이므로 배터리 충전 전력을 직접 목적하는 주파수 및 위상의 교류 신호로 변환하여 모터(206)에 인가한다. 배터리 충전 전력을 이용하여 모터(206)를 구동하는 경우에는 청소 중에 코드(Cord)(116)(166)를 콘센트(212)에 연결할 필요가 없으므로 진공 청소기(100)(150)를 무선(Cordless) 형태로 사용할 수 있어 편리하다. 반대로 상용 교류 전력을 이용하여 모터(206)를 구동하는 경우에는 청소 중에 코드(116)(166)를 콘센트(212)에 연결해야 하지만 높은 전압의 상용 교류 전력을 이용하여 모터(206)를 강력하게 구동할 수 있기 때문에 더 강력한 흡입력을 발생시킬 수 있다.
도 1에 나타낸 진공 청소기(100)(150)는 직류/교류 겸용이다. 즉, 도 1에 나타낸 진공 청소기(100)(150)는 배터리 충전 전력과 상용 교류 전력 가운데 어느 하나를 선택적으로 취하여 모터(206)를 구동하는 방식이다. 이를 위해, 도 2에 나타낸 전력 공급 장치(208)는 코드(116)(166)가 콘센트(212)에 연결되어 상용 교류 전력이 공급되는 동안에는 상용 교류 전력을 목적하는 주파수 및 위상의 교류 신호로 변환하여 모터(206)에 인가한다. 만약 코드(116)(166)가 콘센트(212)에 연결되지 않아 상용 교류 전력의 공급이 이루어지지 않는 경우에는 배터리(210)에 충전된 직류 전력을 목적하는 주파수 및 위상의 교류 신호로 변환하여 모터(206)에 인가한다. 배터리(210)의 충전은 코드(116)(166)가 콘센트(212)에 연결되어 전력 공급 장치(208)로 상용 교류 전력이 공급되는 동안에 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기(100)(150)가 직류/교류 겸용인 것은 앞서 도 2의 설명에서 언급한 바 있다. 도 3에 나타낸 전력 공급 장치(208)는 직류/교류 겸용의 진공 청소기(100)(150)를 구현하기 위한 것이다.
제어부(302)는 전력 공급 장치(208)의 동작 전반을 제어한다. 특히 제어부(302)는 배터리(210)를 충전하기 위한 충전 모드와, 상용 교류 전력(AC)을 목적하는 주파수 및 위상의 교류 신호로 변환하여 모터(206)에 인가하기 위한 교류 사용 모드, 배터리(210)에 충전된 직류 전력을 목적하는 주파수 및 위상의 교류 신호로 변환하여 모터(206)에 인가하기 위한 직류 사용 모드 각각을 제어하기 위한 제 1 제어 신호와 제 2 제어 신호를 발생시킨다. 제어부(302)가 발생시키는 제 1 제어 신호에 의해 충전 모드와 교류 사용 모드, 직류 사용 모드가 제어될 수 있다. 또한 제어부(302)의 제 2 제어 신호에 의해 인버터(310)가 제어됨으로써 모터(206)를 구동하는데 필요한 주파수 및 위상을 가진 전력이 인버터(310)에서 생성되어 모터(206)로 전달될 수 있다. 제어부(302)는 교류 입력 검출부(304)를 통해 상용 교류 전력이 입력되는지를 확인하고, 그 확인 결과에 따라 충전 모드와 교류 사용 모드, 직류 사용 모드 각각을 제어한다.
교류 입력 검출부(304)는 후술하는 절연형 PFC(306)로 상용 교류 전력이 입력되는지를 검출하여 그 검출 결과를 제어부(302)에 제공한다. 즉 앞서 도 2에서 설명한 바 있는 코드(116)(166)가 콘센트(212)에 연결되어 진공 청소기(100)(150)의 전력 공급 장치(208)의 절연형 PFC(306)로 상용 교류 전력이 입력되면 교류 입력 검출부(304)가 상용 교류 전력의 입력을 검출하여 그 검출 결과를 제어부(302)에 제공한다.
절연형 PFC(306)는 상용 교류 전력을 직류로 변환한다. 즉 교류인 상용 교류 전력을 직류로 변환하여 양방향 DC-DC 컨버터(308) 또는 인버터(310)로 전달한다. 절연형 PFC(306)는 상용 교류 전력을 직류로 변환하는 과정에서 고조파 전류 억제와 역률 개선에 기여한다. 절연형 PFC(306)의 출력 전압은 약 310V일 수 있다. 절연형 PFC(306)와 양방향 DC-DC 컨버터(308) 사이에는 캐패시터(C1)가 연결된다. 이 캐패시터(C1)는 절연형 PFC(306)와 양방향 DC-DC 컨버터(308) 가운데 적어도 하나에 의해 충전된다.
양방향 DC-DC 컨버터(308)는 절연형 PFC(306)에서 출력되는 직류 전압을 배터리(210)로 전달하여 배터리(210)가 충전되도록 하거나(제 1 방향 경로), 또는 배터리(210)의 충전 전압이 인버터(310)로 전달되도록 한다(제 2 방향 경로). 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 1 방향 경로와 제 2 방향 경로를 통한 전력의 전달은 제어부(302)의 제 1 제어 신호에 의해 제어된다. 제어부(302)는 제 1 제어 신호를 발생시켜서 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 1 방향 경로와 제 2 방향 경로 가운데 어느 하나의 경로를 활성화시킴으로써 활성화된 경로를 통해 직류 전압이 전달되도록 한다. 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 1 방향 경로의 출력 전압은 310V이고 제 2 방향 경로의 출력 전압은 21.6V이다. 제 1 방향 경로의 출력 전압 310V는 상용 교류 전력을 직류로 변환했을 때의 전압으로서 상용 교류 전력과 절연형 PFC(306)의 정격에 따라 310V가 아닌 다른 전압일 수 있다. 제 2 방향 경로의 출력 전압 2.16V는 배터리(210)가 6셀로 구성되고 각 셀의 전압이 3.6V인 것에 기인한다. 만약 배터리(210)의 셀과 전압이 다르게 구성되면, 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 2 방향 경로의 출력 전압 역시 달라질 수 있다. 배터리(210)는 양방향 DC-DC 컨버터(308)를 통해 직류 전압을 공급받아 충전된다(충전 모드). 배터리(210)의 충전 전압은 양방향 DC-DC 컨버터(308)를 통해 인버터(310)로 전달되기도 한다(직류 사용 모드).
인버터(310)는 입력되는 직류 전압을 목적하는 주파수 및 위상으로 변환하여 모터(206)로 제공한다. 인버터(310)로 입력되는 직류 전압은 절연형 PFC(306)에 의해 변환된 직류 전압과 배터리(210)에 충전되어 있는 직류 전압 가운데 어느 하나일 수 있다. 인버터(310)는 제어부(302)의 제 2 제어 신호에 의해 제어된다. 제어부(302)는 모터(206)를 구동하는데 필요한 주파수 및 위상의 직류 전력이 발생하도록 제 2 제어 신호를 발생시켜서 인버터(310)를 제어한다.
도 4는 도 3에 나타낸 전력 공급 장치의 양방향 DC-DC 컨버터의 회로도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 양 단은 제 1 전력선(402)과 제 2 전력선(404)이 나란히 연결된다. 제 1 전력선(402)에는 제 1 스위칭 소자(S1)와 인덕터(L)가 직렬 연결된다. 제 1 전력선(402)에서 제 1 스위칭 소자(S1)와 인덕터(L)가 연결된 사이의 어느 한 점과 제 2 전력선(404) 상의 어느 한 점 사이에는 제 2 스위칭 소자(S2)가 연결된다. 제 1 전력선(402)에서 인덕터(L)와 제 1 방향 경로의 출력단 사이의 어느 한 점과 제 2 전력선(404) 상의 어느 한 점 사이에는 캐패시터(C2)가 연결된다. 제 1 스위칭 소자(S1)와 제 2 스위칭 소자(S2)는 제어부(302)의 제 3 제어 신호에 의해 온/오프된다. 제어부(302)의 제어에 의해 제 1 스위칭 소자(S1)와 제 2 스위칭 소자(S2) 가운데 어느 하나가 오프되고 다른 하나가 스위칭(온/오프 반복)되면 양방향 DC-DC 컨버터(308)는 강압 회로인 벅 컨버터(Buck Converter)와 승압 회로인 부스트 컨버터(Boost Converter) 가운데 어느 하나로 동작할 수 있다. 이를 도 5 및 도 6을 통해 설명하고자 한다.
도 5는 도 4에 나타낸 양방향 DC-DC 컨버터가 강압 회로로 동작하는 경우를 나타낸 도면이다. 도 5에서 양방향 DC-DC 컨버터(308)는 배터리(210)를 충전하기 위한 충전 모드로 동작한다. 따라서 양방향 DC-DC 컨버터(308)에 입력되는 310V의 전압을 배터리(210)의 정격 전압인 21.6V로 강압하여 배터리(210)로 전달한다.
도 5(A)는 양방향 DC-DC 컨버터(308)가 강압 회로인 벅 컨버터로 동작할 때의 등가 회로이다. 도5(A)에 나타낸 등가 회로에서 제 1 스위칭 소자(S1)는 온/오프를 반복하는 스위칭 동작을 수행하고 제 2 스위칭 소자(S2)는 오프 상태로 유지되어 하나의 다이오드로 동작한다. 도 5(B)는 제 1 스위칭 소자(S1)의 온/오프에 따른 다이오드(오프 상태의 스위칭 소자 S2) 양단의 전압을 나타낸 도면이다. 도 5(C)는 제 1 스위칭 소자(S1)의 온/오프에 따른 다이오드(오프 상태의 스위칭 소자 S2) 양단의 전압에 의해 충전되는 캐패시터(C)의 양단의 전압을 나타낸 도면이다.
제 1 스위치(S1)가 온 상태일 때 인덕터(L)로 전류가 흐르면서 인덕터(L)에 에너지가 축적되고, 캐패시터(C)와 부하(배터리 210)로 전류가 증가하며 흐른다. 제 1 스위치(S1)가 오프 상태일 때 다이오드(오프 상태의 스위칭 소자 S2)는 인덕터(L)에 축적되어 있는 에너지인 인덕터 전류가 캐패시터(C)와 부하(배터리 210)로 흐르도록 전류 경로를 형성한다. 인덕터(L)의 전류는 제 1 스위칭 소자(S1)가 온 상태로 전환될 때까지 감소한다.
이와 같이 제 1 스위칭 소자(S1)를 주기적으로 온/오프 시켜서 도 5(B)에 나타낸 펄스 형태의 전압을 인덕터(L)와 캐패시터(C)를 통해 평활하여 도 5(C)에 나타낸 것과 같은 직류 전압을 생성한다. 이 때 출력 전압(Vout)은 입력 전압(Vin)보다 항상 낮다(강압 작용). 즉, 도 5(A)에 나타낸 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 입력 전압은 Vin은 310V인데, 강압 작용에 의해 출력 전압 Vout은 21.6V가 된다.
도 6은 도 4에 나타낸 양방향 DC-DC 컨버터가 승압 회로로 동작하는 경우를 나타낸 도면이다. 도 6에서 양방향 DC-DC 컨버터(308)는 배터리(210)의 충전 전압 21.6V를 승압하여 인버터(310)로 전달하기 위한 직류 사용 모드로 동작한다. 따라서 양방향 DC-DC 컨버터(308)에 입력되는 21.6V의 전압을 인버터(310)의 입력 전압인 310V로 승압한다.
도 6(A)는 양방향 DC-DC 컨버터(308)가 승압 회로인 부스트 컨버터로 동작할 때의 등가 회로이다. 도6(A)에 나타낸 등가 회로에서 제 2 스위칭 소자(S2)는 온/오프를 반복하는 스위칭 동작을 수행하고 제 1 스위칭 소자(S1)는 오프 상태로 유지되어 하나의 다이오드로 동작한다. 도 6(B)는 제 2 스위칭 소자(S2)의 온/오프에 따른 다이오드(오프 상태의 스위칭 소자 S1) 양단의 전압을 나타낸 도면이다. 도 6(C)는 제 2 스위칭 소자(S2)의 온/오프에 따른 다이오드(오프 상태의 스위칭 소자 S1) 양단의 전압에 의해 충전되는 캐패시터(C)의 양단의 전압을 나타낸 도면이다.
제 1 스위치(S2)가 온 상태일 때 인덕터(L)로 전류가 흐르면서 인덕터(L)에 에너지가 축적되고, 캐패시터(C1)에 축적된 에너지는 부하(인버터 310)에 의해 소비된다. 이 때 다이오드(오프 상태의 스위칭 소자 S1)는 캐패시터(C1)의 전하가 제 2 스위치(S2)로 흐르지 않도록 차단한다. 제 2 스위치(S2)가 오프 상태일 때 입력 전압(Vi)에 인덕터(L)의 축적 에너지(VL)가 더해져서 출력 전압 Vout은 Vout = Vi + VL이 되어 인덕터(L)의 축적 에너지(VL) 만큼 승압된 출력 전압 Vout을 얻을 수 있다.
이와 같이 제 2 스위칭 소자(S2)를 주기적으로 온/오프 시켜서 도 6(B)에 나타낸 펄스 형태의 전압을 인덕터(L)와 캐패시터(C)를 통해 평활하여 도 6(C)에 나타낸 것과 같은 직류 전압을 생성한다. 이 때 출력 전압(Vout)은 입력 전압(Vin)보다 항상 높다(승압 작용). 즉, 도 6(A)에 나타낸 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 입력 전압은 Vin은 21.6V인데, 승압 작용에 의해 출력 전압 Vout은 310V가 된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 충전 모드로 동작할 때의 전력 공급 경로를 나타낸 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기(100)(150)의 전력 공급 장치(208)가 충전 모드로 동작할 때의 전력 공급은 절연형 PFC(306)에서 발생한 직류가 양방향 DC-DC 컨버터(308)를 통해 배터리(210)에 전달되도록 이루어진다.
상용 교류 전력을 절연형 PFC(306)에서 약 310V의 직류 전력으로 변환하면 캐패시터(C1)가 310V로 충전된다. 캐패시터(C1)의 충전 전압은 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 1 방향 경로(도 5 참조)를 통해 310V의 전압이 21.6V로 강압되어 배터리(210)에 전달됨으로써 배터리(210)가 충전된다.
이를 위해 제어부(302)는 제 1 제어 신호를 이용하여 도 5에서 설명한 바 있는 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 1 방향 경로가 활성화되도록 한다. 또한 제어부(302)는 제 2 제어 신호를 이용하여 인버터(310)를 비활성화시킴으로써 모터(206)에는 전력이 공급되지 않도록 할 수 있다. 이로 인해 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 충전 모드일 때에는 오직 배터리(210)의 충전 만이 이루어진다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 직류 사용 모드로 동작할 때의 전력 공급 경로를 나타낸 도면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기(100)(150)의 전력 공급 장치(208)가 직류 사용 모드로 동작할 때의 전력 공급은 배터리(210)의 충전 전압이 양방향 DC-DC 컨버터(308)를 통해 인버터(310)에 전달되도록 이루어진다.
직류 사용 모드일 때 배터리(210)의 충전 전압은 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 2 방향 경로(도 6 참조)를 통해 21.6V의 전압이 310V로 승압되어 인버터(310)에 전달된다. 인버터(310)에서는 310V의 직류 전압을 주파수와 위상을 변환하여 모터(206)에 전달함으로써 모터(206)가 회전하도록 한다.
이를 위해 제어부(302)는 제 1 제어 신호를 이용하여 도 6에서 설명한 바 있는 양방향 DC-DC 컨버터(308)의 제 2 방향 경로가 활성화되도록 한다. 또한 제어부(302)는 제 2 제어 신호를 이용하여 인버터(310)를 활성화시킴으로써 모터(206)에 310V의 전력이 공급되도록 할 수 있다. 이로 인해 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 직류 사용 모드일 때에는 인버터(310)를 통해 310V의 전력이 모터(206)에 공급된다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 교류 사용 모드로 동작할 때의 전력 공급 경로를 나타낸 도면이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기(100)(150)의 전력 공급 장치(208)가 교류 사용 모드로 동작할 때의 전력 공급은 절연형 PFC(306)에서 발생한 직류가 직접 인버터(310)에 전달되도록 이루어진다.
상용 교류 전력을 절연형 PFC(306)에서 약 310V의 직류 전력으로 변환하면 캐패시터(C1)가 310V로 충전된다. 캐패시터(C1)에 충전된 310V의 전압이 직접 인버터(310)에 전달된다. 인버터(310)에서는 310V의 직류 전압을 주파수와 위상을 변환하여 모터(206)에 전달함으로써 모터(206)가 회전하도록 한다.
이를 위해 제어부(302)는 제 1 제어 신호를 이용하여 양방향 DC-DC 컨버터(308)가 비활성화되도록 한다. 또한 제어부(302)는 제 2 제어 신호를 이용하여 인버터(310)를 활성화시킴으로써 310V의 직류 전압을 주파수와 위상을 변환하여 모터(206)에 전달되도록 할 수 있다. 이로 인해 본 발명의 실시 예에 따른 진공 청소기의 전력 공급 장치가 교류 사용 모드일 때에는 직류 사용 모드일 때와 마찬가지로 인버터(310)를 통해 310V의 전력이 모터(206)에 공급된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(208)는 충전 모드와 직류 사용 모드, 교류 사용 모드를 제공한다. 도 7과 도 8, 도 9에서 알 수 있듯이, 전력 공급 장치(208)의 충전 모드와 직류 사용 모드, 교류 사용 모드 각각에서 인버터(310)의 입력 단에는 항상 310V의 전압이 인가된다.
즉, 배터리(210)의 충전 전력을 사용하는 직류 사용 모드에서도 인버터(310)의 입력 전압은 항상 310V이다. 또한 상용 교류 전력을 사용하는 교류 사용 모드에서도 인버터(310)의 입력 전압은 항상 310V이다. 또한 충전 모드에서도, 비록 모터(206)로의 전력 전달은 이루어지지 않지만, 인버터(310)의 입력 단의 전압은 항상 310V의 고전압으로 유지된다. 여기서 310V는 인버터(310)에 공급하는 고전압의 한 예로서, 부하(예를 들면 모터 206)를 구동하는데 필요한 다른 전압 레벨일 수도 있다.
만약 직류/교류 겸용을 위해 인버터에 서로 다른 레벨의 전압(예를 들면 310V와 21.6V)이 인가된다면 인버터는 310V와 21.6V의 입력을 모두 고려하여 설계되어야 하기 때문에 전력 공급 장치의 구조가 복잡해지고 크기가 증가하며 비용 또한 상승할 수 밖에 없다.
그러나 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치(208)처럼 직류/교류 겸용이면서도 인버터(310)의 입력 전압이 항상 동일한 레벨로 유지되는 경우, 한 가지 전압 레벨(예를 들면 310V)만을 고려하여 인버터(310)를 설계할 수 있기 때문에 전력 공급 장치(208)의 구조가 단순해지고 크기가 감소하며 비용 또한 절감될 수 있다.
위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 150 : 진공 청소기
202 : 팬
204 : 이중 필터
206 : 모터
208 : 전력 공급 장치
210 : 배터리
302 : 제어부
304 : 교류 입력 검출부
306 : 절연형 PFC
308 : 양방향 DC-DC 컨버터
310 : 인버터

Claims (25)

  1. 교류 사용 모드 및 직류 사용 모드를 선택하도록 구성되는 전력 공급 장치에 있어서,
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와;
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 전력 저장 수단으로 전달하고, 상기 직류 사용 모드가 선택되면, 상기 전력 저장 수단의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와;
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 상기 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 상기 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 모터로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와;
    상기 제 2 전력 변환부에서의 상기 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 상기 제 3 전력 변환부에서의 상기 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함하고,
    상기 제 1 전력 변환부는,
    상기 제 1 교류 전압을 상기 직류 전압으로 변환하면서 상기 제 1 교류 전압의 고조파 전류 억제 및 역률 개선을 수행하는 절연형 역률 보정부(Isolated Power Factor Corrector)이고,
    상기 제 2 전력 변환부는,
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 더 낮은 레벨로 강압하여 제 1 방향으로 전달하여 상기 전력 저장 수단이 충전되도록 하고, 상기 전력 저장 수단의 충전 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 출력하여 상기 제 3 전력 변환부에 전달되도록 마련되는 양방향 DC-DC 컨버터이고, 상기 제 1 방향으로 강압된 직류 전압을 전달할 때 벅 컨버터(Buck Converter)로 동작하고, 상기 제 2 방향으로 승압된 직류 전압을 전달할 때 부스트 컨버터(Boost Converter)로 동작하는 전력 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 상기 전력 저장 수단으로 전달하기 위해 상기 제 2 전력 변환부를 상기 벅 컨버터로 동작시키고;
    상기 전력 저장 수단의 직류 전압을 승압하여 인버터로 전달하기 위해 상기 제 2 전력 변환부를 상기 부스트 컨버터로 동작시키는 전력 공급 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전력 변환부는 입력된 직류 전압을 모터에서 요구되는 주파수와 위상을 갖는 상기 제 2 교류 전압으로 변환하는 인버터인 전력 공급 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 변환부와 상기 제 2 전력 변환부 사이에 전기적으로 연결되는 캐패시터를 더 포함하고;
    상기 캐패시터가 상기 제 1 전력 변환부의 출력 전압과 상기 제 2 전력 변환부의 승압 전압 가운데 적어도 하나의 전압에 의해 충전되는 전력 공급 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 캐패시터의 충전 전압이 상기 제 3 전력 변환부에 입력되는 전력 공급 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 변환부에 상기 제 1 교류 전압이 입력되는지를 검출하고 상기 제어부에 검출 결과를 전달하는 교류 입력 검출부를 더 포함하는 전력 공급 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 2 전력 변환부의 전력 전달 방향을 제어하기 위한 제 1 제어 신호와;
    상기 제 3 전력 변환부의 변환 동작을 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 발생시키는 전력 공급 장치.
  12. 교류 사용 모드 및 직류 사용 모드를 선택하도록 구성되는 전기 장치에 있어서,
    팬과;
    상기 팬을 회전시키기 위한 모터와;
    전력을 저장하기 위한 배터리와;
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와;
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 상기 배터리로 전달하고, 상기 직류 사용 모드가 선택되면, 상기 배터리의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와;
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 상기 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 상기 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 상기 모터로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와;
    상기 제 2 전력 변환부에서의 상기 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 상기 제 3 전력 변환부에서의 상기 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함하고,
    상기 제 1 전력 변환부는,
    상기 제 1 교류 전압을 상기 직류 전압으로 변환하면서 상기 제 1 교류 전압의 고조파 전류 억제 및 역률 개선을 수행하는 절연형 역률 보정부(Isolated Power Factor Corrector)이고,
    상기 제 2 전력 변환부는,
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 더 낮은 레벨로 강압하여 제 1 방향으로 전달하여 상기 배터리가 충전되도록 하고, 상기 배터리의 충전 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 출력하여 상기 제 3 전력 변환부에 전달되도록 마련되는 양방향 DC-DC 컨버터이고, 상기 제 1 방향으로 강압된 직류 전압을 전달할 때 벅 컨버터(Buck Converter)로 동작하고, 상기 제 2 방향으로 승압된 직류 전압을 전달할 때 부스트 컨버터(Boost Converter)로 동작하는 전기 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 상기 배터리로 전달하기 위해 상기 제 2 전력 변환부를 상기 벅 컨버터로 동작시키고;
    상기 배터리의 직류 전압을 승압하여 인버터로 전달하기 위해 상기 제 2 전력 변환부를 상기 부스트 컨버터로 동작시키는 전기 장치.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 전력 변환부는 입력된 직류 전압을 상기 모터에서 요구되는 주파수와 위상을 갖는 상기 제 2 교류 전압으로 변환하는 인버터인 전기 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 변환부와 상기 제 2 전력 변환부 사이에 전기적으로 연결되는 캐패시터를 더 포함하고;
    상기 캐패시터가 상기 제 1 전력 변환부의 출력 전압과 상기 제 2 전력 변환부의 승압 전압 가운데 적어도 하나의 전압에 의해 충전되는 전기 장치.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 19 항에 있어서,
    상기 캐패시터의 충전 전압이 상기 제 3 전력 변환부에 입력되는 전기 장치.
  21. ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 전력 변환부에 상기 제 1 교류 전압이 입력되는지를 검출하고 상기 제어부에 검출 결과를 전달하는 교류 입력 검출부를 더 포함하는 전기 장치.
  22. ◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 2 전력 변환부의 전력 전달 방향을 제어하기 위한 제 1 제어 신호와;
    상기 제 3 전력 변환부의 변환 동작을 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 발생시키는 전기 장치.
  23. 교류 사용 모드 및 직류 사용 모드를 선택하도록 구성되는 청소기에 있어서,
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와;
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 전력 저장 수단으로 전달하고, 상기 직류 사용 모드가 선택되면, 상기 전력 저장 수단의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와;
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 상기 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 상기 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 모터로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와;
    상기 제 2 전력 변환부에서의 상기 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 상기 제 3 전력 변환부에서의 상기 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되고,
    상기 제 1 전력 변환부는,
    상기 제 1 교류 전압을 상기 직류 전압으로 변환하면서 상기 제 1 교류 전압의 고조파 전류 억제 및 역률 개선을 수행하는 절연형 역률 보정부(Isolated Power Factor Corrector)이고,
    상기 제 2 전력 변환부는,
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 더 낮은 레벨로 강압하여 제 1 방향으로 전달하여 상기 전력 저장 수단이 충전되도록 하고, 상기 전력 저장 수단의 충전 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 출력하여 상기 제 3 전력 변환부에 전달되도록 마련되는 양방향 DC-DC 컨버터이고, 상기 제 1 방향으로 강압된 직류 전압을 전달할 때 벅 컨버터(Buck Converter)로 동작하고, 상기 제 2 방향으로 승압된 직류 전압을 전달할 때 부스트 컨버터(Boost Converter)로 동작하는 제어부를 포함하는 전력 공급 장치를 구비하는 진공 청소기.
  24. 교류 사용 모드 및 직류 사용 모드를 선택하도록 구성되는 청소기에 있어서,
    팬과;
    상기 팬을 회전시키기 위한 모터와;
    전력을 저장하기 위한 배터리와;
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 제 1 교류 전압을 직류 전압으로 변환하도록 마련되는 제 1 전력 변환부와;
    상기 교류 사용 모드가 선택되면, 상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 강압하여 상기 배터리로 전달하고, 상기 직류 사용 모드가 선택되면, 상기 배터리의 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 출력하도록 마련되는 제 2 전력 변환부와;
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압과 상기 제 2 전력 변환부로부터 출력되는 상기 승압된 직류 전압 가운데 어느 하나의 직류 전압을 제 2 교류 전압으로 변환하여 상기 모터로 전달하도록 마련되는 제 3 전력 변환부와;
    상기 제 2 전력 변환부에서의 상기 직류 전압의 강압 및 승압을 제어하고 상기 제 3 전력 변환부에서의 상기 제 2 교류 전압으로의 변환을 제어하도록 마련되는 제어부를 포함하고,
    상기 제 1 전력 변환부는,
    상기 제 1 교류 전압을 상기 직류 전압으로 변환하면서 상기 제 1 교류 전압의 고조파 전류 억제 및 역률 개선을 수행하는 절연형 역률 보정부(Isolated Power Factor Corrector)이고,
    상기 제 2 전력 변환부는,
    상기 제 1 전력 변환부로부터 출력되는 직류 전압을 더 낮은 레벨로 강압하여 제 1 방향으로 전달하여 상기 배터리가 충전되도록 하고, 상기 배터리의 충전 전압을 더 높은 레벨로 승압하여 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 출력하여 상기 제 3 전력 변환부에 전달되도록 마련되는 양방향 DC-DC 컨버터이고, 상기 제 1 방향으로 강압된 직류 전압을 전달할 때 벅 컨버터(Buck Converter)로 동작하고, 상기 제 2 방향으로 승압된 직류 전압을 전달할 때 부스트 컨버터(Boost Converter)로 동작하는 진공 청소기.
  25. 삭제
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