KR102651841B1 - Power converter - Google Patents

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전준영
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Abstract

본 발명은, 서지 전압을 완화하기 위해, 전원, 스위칭부 및 커패시터를 포함하는 전력 변환 장치로서, 전원의 양극에 연결되는 제1 전원 연결단, 스위칭부의 일단과 연결되는 제1 스위칭부 연결단, 커패시터의 일단과 연결되는 제1 커패시터 연결단 및 제1 전원 연결단, 제1 스위칭부 연결단 및 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제1 바디부를 포함하는 양극 버스바와, 전원의 음극에 연결되는 제2 전원 연결단, 스위칭부의 타단과 연결되는 제2 스위칭부 연결단, 커패시터의 타단과 연결되는 제2 커패시터 연결단 및 제2 전원 연결단, 제2 스위칭부 연결단 및 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제2 바디부를 포함하는 음극 버스바를 포함하는 전력 변환 장치를 제공한다.The present invention is a power conversion device including a power source, a switching unit, and a capacitor to alleviate surge voltage, comprising: a first power connection terminal connected to the anode of the power supply, a first switching unit connection terminal connected to one end of the switching unit, A positive bus bar including a first capacitor connection end and a first power connection end connected to one end of the capacitor, a first body part connecting the first switching unit connection end and the first capacitor connection end, and a second connection terminal connected to the cathode of the power supply. 2 Power connection terminal, the second switching unit connection terminal connected to the other end of the switching unit, the second capacitor connection terminal connected to the other end of the capacitor, and the second power connection terminal, the second switching unit connection end, and the second capacitor connection terminal. Provided is a power conversion device including a cathode bus bar including a second body portion.

Description

전력 변환 장치{POWER CONVERTER}Power conversion device {POWER CONVERTER}

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 특히, 서지 전압을 완화할 수 있는 전력 변환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power conversion device, and particularly to a power conversion device capable of mitigating surge voltage.

최근 녹색 에너지에 대한 관심 속에 내연기관 차량을 대신할 미래형 자동차로서, 하이브리드 자동차 및 전기 자동차 등이 각광받고 있다.Recently, amid interest in green energy, hybrid vehicles and electric vehicles have been in the spotlight as future vehicles that will replace internal combustion engine vehicles.

하이브리드 자동차와 전기 자동차는 동력원으로서 엔진과 고출력 모터가 적용되는 바, 내부적으로 생산된 전기 에너지를 충방전하기 위해 배터리 또는 연료 전지에서 발생하는 고전압의 직류 전원을 U, V 및 W상의 3상 교류 전원으로 변환시키는 전력 변환 장치를 채용하고 있다.Hybrid cars and electric cars use engines and high-output motors as power sources. In order to charge and discharge internally produced electrical energy, high-voltage direct current power generated from a battery or fuel cell is converted into three-phase alternating current power on U, V, and W. A power conversion device that converts to .

도 1은 종래의 전력 변환 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional power conversion device.

도 1에 도시한 바와 같이, 전력 변환 장치는 전력용 반도체 스위칭 소자의 스위칭에 의한 리플 전류(Ripple Current)를 흡수하는 커패시터(20)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 1, the power conversion device includes a capacitor 20 that absorbs ripple current caused by switching of a power semiconductor switching element.

이와 같은 커패시터(20)는 기본적으로 전력 변환 장치의 입력단인 고전압 DC 입력단과 스위칭 모듈(10)을 전기적으로 연결하는 양극 버스바 및 음극 버스바를 구비하고 있다.This capacitor 20 basically has a positive bus bar and a negative bus bar that electrically connect the high-voltage DC input terminal, which is the input terminal of the power conversion device, and the switching module 10.

그러나, 스위칭 모듈(10)의 스위칭 주파수는 수십 내지 수백 kHz로서 시스템의 동작 주파수에 비하여 상대적으로 매우 빠르기 때문에 양극 버스바 및 음극 버스바의 기생 인덕턴스 성분으로 인해 서지 전압(Surge Voltage)을 발생시킨다.However, since the switching frequency of the switching module 10 is tens to hundreds of kHz, which is relatively fast compared to the operating frequency of the system, a surge voltage is generated due to parasitic inductance components of the positive and negative bus bars.

이와 같은 서지 전압은 전력용 반도체 스위칭 소자에 전기적인 스트레스를 가하여 수명을 감소시킬 뿐만 아니라 전력용 반도체 스위칭 소자를 파손시킬 수 있다. 그리고, 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손되면 시스템 전체가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 화재 등의 2차 피해를 야기할 수 있다.Such surge voltage not only reduces the lifespan of the power semiconductor switching device by applying electrical stress to it, but can also damage the power semiconductor switching device. In addition, if the power semiconductor switching element is damaged, not only may the entire system be damaged, but it may also cause secondary damage such as fire.

이를 위해, 종래의 전력 변환 장치는 커패시터(20)를 이용해 서지 전압을 완화시키고 있지만, 커패시터(20)는 버스바 앞단에 위치하기 때문에 커패시터(20)가 버스바 임피던스(Im_b)를 완전히 보상해주지 못해 버스바 임피던스(Im_b)로 인한 서지 전압은 완화시키지 못하고 있는 실정이다. For this purpose, the conventional power conversion device uses the capacitor 20 to alleviate the surge voltage, but since the capacitor 20 is located in front of the bus bar, the capacitor 20 cannot completely compensate for the bus bar impedance (Im_b). The surge voltage caused by the bus bar impedance (Im_b) cannot be alleviated.

또한, 임력 임피던스(Im_in)를 보상하기 위한 커패시터(20) 이외에 버스바 임피던스(Im_b)를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비하게 되면, 부품 수가 증가되어 전력 변환 장치의 제조 비용이 증가되는 문제점이 발생한다.In addition, if a separate capacitor for compensating the busbar impedance (Im_b) is additionally provided in addition to the capacitor 20 for compensating the input impedance (Im_in), the number of parts increases and the manufacturing cost of the power conversion device increases. This happens.

본 발명은, 커패시터를 통해 입력 임피던스 뿐만 아니라 버스바 임피던스를 모두 보상하고 서지 전압을 감소시킬 수 있고 링잉 현상을 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a power conversion device that can compensate for both the input impedance as well as the bus bar impedance through a capacitor, reduce surge voltage, and prevent ringing phenomenon.

또한, 본 발명은, 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the purpose of the present invention is to provide a power conversion device that can prevent damage to a power semiconductor switching element due to surge voltage.

또한, 본 발명은, 버스바 임피던스를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a power conversion device that can reduce the manufacturing cost of the power conversion device by reducing the number of parts by eliminating the need to additionally provide a separate capacitor to compensate for the busbar impedance. do.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 전원, 스위칭부 및 커패시터를 포함하는 전력 변환 장치로서, 전원의 양극에 연결되는 제1 전원 연결단, 스위칭부의 일단과 연결되는 제1 스위칭부 연결단, 커패시터의 일단과 연결되는 제1 커패시터 연결단 및 제1 전원 연결단, 제1 스위칭부 연결단 및 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제1 바디부를 포함하는 양극 버스바와, 전원의 음극에 연결되는 제2 전원 연결단, 스위칭부의 타단과 연결되는 제2 스위칭부 연결단, 커패시터의 타단과 연결되는 제2 커패시터 연결단 및 제2 전원 연결단, 제2 스위칭부 연결단 및 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제2 바디부를 포함하는 음극 버스바를 포함하는 전력 변환 장치를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, a power conversion device including a power source, a switching unit, and a capacitor, including a first power connection terminal connected to the anode of the power supply, a first switching unit connection terminal connected to one end of the switching unit, and one end of the capacitor. A positive bus bar including a first body portion connecting the first capacitor connection terminal and the first power connection terminal, the first switching unit connection terminal, and the first capacitor connection terminal, and a second power connection connected to the cathode of the power supply. However, a second switching unit connection end connected to the other end of the switching unit, a second capacitor connection end and a second power connection end connected to the other end of the capacitor, and a second connection end connected to the second switching unit connection end and the second capacitor connection end. A power conversion device including a cathode busbar including a body portion is provided.

여기서, 양극 버스바는 제1 스위칭부 연결단을 기점으로 제1 바디부가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.Here, the anode bus bar may be formed in a shape in which the first body part is bent starting from the first switching unit connection end.

또한, 음극 버스바는 제2 스위칭부 연결단을 기점으로 제2 바디부가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.Additionally, the cathode bus bar may have a shape in which the second body portion is bent starting from the second switching portion connection end.

또한, 제1 바디부는 제1 전원 연결단 및 제1 스위칭 연결단을 연결하는 제1 서브 바디부와, 제1 스위칭 연결단 및 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제2 서브 바디부를 포함할 수 있다.In addition, the first body part may include a first sub-body part connecting the first power connection end and the first switching connection end, and a second sub-body part connecting the first switching connection end and the first capacitor connection end. .

또한, 제1 및 제2 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.Additionally, the first and second sub-body parts may be arranged to face each other.

또한, 제2 바디부는 제2 전원 연결단 및 제2 스위칭 연결단을 연결하는 제3 서브 바디부와, 제2 스위칭 연결단 및 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제4 서브 바디부를 포함할 수 있다.In addition, the second body part may include a third sub-body part connecting the second power connection end and the second switching connection end, and a fourth sub-body part connecting the second switching connection end and the second capacitor connection end. .

또한, 제3 및 제4 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.Additionally, the third and fourth sub-body parts may be arranged to face each other.

또한, 커패시터는 필름 커패시터일 수 있다.Additionally, the capacitor may be a film capacitor.

본 발명에 따르면, 버스바 구조를 변경하고 커패시터를 버스바 후단에 배치함으로써 커패시터를 통해 입력 임피던스 뿐만 아니라 버스바 임피던스를 모두 보상하고 서지 전압을 감소시킬 수 있고 링잉 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by changing the busbar structure and placing the capacitor at the rear of the busbar, it is possible to compensate for both the input impedance as well as the busbar impedance through the capacitor, reduce the surge voltage, and prevent the ringing phenomenon. .

또한, 본 발명에 따르면, 서지 전압을 감소시킴으로써 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by reducing the surge voltage, there is an effect of preventing damage to the power semiconductor switching device due to the surge voltage.

또한, 본 발명에 따르면, 임력 임피던스를 보상하기 위한 커패시터 이외에 버스바 임피던스를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is no need to additionally provide a separate capacitor for compensating the bus bar impedance in addition to the capacitor for compensating the power impedance, thereby reducing the number of parts and reducing the manufacturing cost of the power conversion device. It works.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 종래의 전력 변환 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 버스바, 커패시터 및 스위칭부의 연결 형태를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 그래프이다.1 is a circuit diagram of a conventional power conversion device.
Figure 2 is a circuit diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram specifically showing the connection form of the bus bar, capacitor, and switching unit of the power conversion device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph for explaining a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and identical or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 버스바, 커패시터 및 스위칭부의 연결 형태를 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a circuit diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram specifically showing the connection form of the bus bar, capacitor, and switching unit of the power conversion device according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 전원(Vs), 스위칭부(110), 커패시터(120) 및 버스바(130, 140)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the power conversion device according to an embodiment of the present invention is configured to include a power source (Vs), a switching unit 110, a capacitor 120, and bus bars 130 and 140. You can.

스위칭부(110)는 복수의 전력용 반도체 스위칭 소자로 이루어질 수 있다. 여기서, 전력용 반도체 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Transistor), 바이폴라, MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), 다이오드 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The switching unit 110 may be made of a plurality of power semiconductor switching elements. Here, the semiconductor switching device for power may be made of one of an insulated gate transistor (IGBT), a bipolar, a metal oxide silicon field effect transistor (MOSFET), or a diode.

그리고, 전력용 반도체 스위칭 소자는 IGBT, 바이폴라 및 MOSFET 중 어느 하나와 다이오드 하나가 한 쌍으로 이루어질 수 있다.Additionally, the semiconductor switching device for power may be comprised of a pair of one of IGBT, bipolar, and MOSFET and a diode.

도면에는 도시하지 않았지만, 스위칭부(110)는 제어부(미도시)에 의해 펄스 폭 변조 기법으로 제어된다. 여기서, 펄스 폭 변조 기법이란 전력용 반도체 스위칭 소자의 온오프 듀티비를 조절하여 전원(Vs)으로부터 전달 받은 전력을 변환하는 방법이다.Although not shown in the drawing, the switching unit 110 is controlled by a control unit (not shown) using a pulse width modulation technique. Here, the pulse width modulation technique is a method of converting the power received from the power source (Vs) by adjusting the on-off duty ratio of the power semiconductor switching device.

한편, 제어부(미도시)가 스위칭부(110)를 1초 동안 온오프시키는 횟수를 스위칭 주파수라고 정의하겠다. 여기서, 스위칭 주파수는 수십 내지 수백 kHz로서 시스템의 동작 주파수에 비하여 상대적으로 매우 빠르기 때문에 버스바(130, 140)의 기생 인덕턴스 성분으로 인해 서지 전압(Surge Voltage)을 발생시킨다.Meanwhile, the number of times the control unit (not shown) turns the switching unit 110 on and off for 1 second will be defined as the switching frequency. Here, the switching frequency is tens to hundreds of kHz, which is relatively fast compared to the operating frequency of the system, so a surge voltage is generated due to parasitic inductance components of the bus bars 130 and 140.

이와 같은 서지 전압은 전력용 반도체 스위칭 소자에 전기적인 스트레스를 가하여 수명을 감소시킬 뿐만 아니라 전력용 반도체 스위칭 소자를 파손시킬 수 있다. 그리고, 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손되면 시스템 전체가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 화재 등의 2차 피해를 야기할 수 있다.Such surge voltage not only reduces the lifespan of the power semiconductor switching device by applying electrical stress to it, but can also damage the power semiconductor switching device. In addition, if the power semiconductor switching element is damaged, not only may the entire system be damaged, but it may also cause secondary damage such as fire.

이에 본 발명에 따른 전력 변환 장치는 커패시터(120)를 이용하여 버스바(120, 130)의 임피던스를 보상하고 서지 전압을 감소시킨다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다.Accordingly, the power conversion device according to the present invention uses the capacitor 120 to compensate for the impedance of the bus bars 120 and 130 and reduce the surge voltage. A detailed explanation of this will be provided later.

커패시터(120)는 필름 커패시터로 이루어질 수 있다. 여기서, 필름 커패시터는 필름을 유전체로 한 커패시터로서 필름과 얇은 금속을 중첩해서 감거나 표면에 아연 등의 금속막을 증착한 필름을 감는 구조로 이루어질 수 있다. 이와 같은 필름 커패시터는 비교적 용량이 크며 스너버 커패시터와 비교하여 용량 대비 가격이 저렴한 장점이 있다.The capacitor 120 may be made of a film capacitor. Here, the film capacitor is a capacitor using a film as a dielectric, and may have a structure in which a film and a thin metal are overlapped and wound, or a film in which a metal film such as zinc is deposited on the surface is wound. Such film capacitors have a relatively large capacity and have the advantage of being cheaper in price compared to capacity compared to snubber capacitors.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 복수의 커패시터(120)로 이루어진 커패시터 뱅크를 적용할 수 있다.Meanwhile, the power conversion device according to an embodiment of the present invention may apply a capacitor bank consisting of a plurality of capacitors 120.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 스위칭부(110)는 일단이 제1 노드(N1)와 연결되고 타단이 접지단과 연결될 수 있다.As shown in FIG. 2, one end of the switching unit 110 of the power conversion device according to an embodiment of the present invention may be connected to the first node N1 and the other end may be connected to the ground terminal.

한편, 버스바(130, 140)에 전류가 흐르게 되면 기생 인덕턴스가 발생하게 되며, 이하, 이를 버스바(130, 140) 임피던스라고 칭하겠다.Meanwhile, when current flows through the bus bars 130 and 140, parasitic inductance is generated, which will hereinafter be referred to as the impedance of the bus bars 130 and 140.

버스바(130, 140) 임피던스는 제1 버스바 임피던스(Im_b1) 및 제2 버스바 임피던스(Im_b2)로 구분되며, 제1 및 제2 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)의 일단은 제1 노드(N1)에 각각 연결된다.The impedance of the bus bars 130 and 140 is divided into a first bus bar impedance (Im_b1) and a second bus bar impedance (Im_b2), and one end of the first and second bus bar impedances (Im_b1 and Im_b2) is connected to the first node ( Each is connected to N1).

그리고, 제1 버스바 임피던스(Im_b1)의 타단은 입력 입피던스(Im_in)와 직렬로 연결되고, 제2 버스바 임피던스(Im_b2)의 타단은 커패시터(120)의 일단과 연결되고, 커패시터(120)의 타단은 접지단과 연결된다. 즉, 제2 버스바 임피던스(Im_b2) 및 커패시터(120)는 직렬로 연결된다.And, the other end of the first bus bar impedance (Im_b1) is connected in series with the input impedance (Im_in), and the other end of the second bus bar impedance (Im_b2) is connected to one end of the capacitor 120, and the capacitor 120 )'s other end is connected to the ground terminal. That is, the second bus bar impedance (Im_b2) and the capacitor 120 are connected in series.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 커패시터(120)를 버스바(120, 130) 후단에 배치함으로써 커패시터(120)를 통해 입력 임피던스(Im_in) 뿐만 아니라 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 모두 보상하여 서지 전압을 감소시킬 수 있고, 링잉(Ringing) 현상을 방지할 수 있다.In this way, the power conversion device according to the embodiment of the present invention places the capacitor 120 at the rear of the bus bars 120 and 130, so that not only the input impedance (Im_in) but also the bus bar impedances (Im_b1, Im_b2) are generated through the capacitor 120. ) can be compensated to reduce the surge voltage and prevent the ringing phenomenon.

또한, 이와 같이 서지 전압을 감소시킴으로써 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있다.In addition, by reducing the surge voltage in this way, damage to the power semiconductor switching device due to the surge voltage can be prevented.

또한, 임력 임피던스(Im_in)를 보상하기 위한 커패시터 이외에 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다. In addition, there is no need to additionally provide a separate capacitor to compensate for the busbar impedance (Im_b1, Im_b2) in addition to the capacitor for compensating the input impedance (Im_in), thereby reducing the manufacturing cost of the power conversion device by reducing the number of parts. can do.

버스바(130, 140)는 전원(Vs)의 양극(+)에 연결되는 양극 버스바(130)와 전원(Vs)의 음극(-)에 연결되는 음극 버스바(140)로 구분될 수 있다.The bus bars 130 and 140 can be divided into a positive bus bar 130 connected to the positive pole (+) of the power supply (Vs) and a negative bus bar 140 connected to the negative pole (-) of the power supply (Vs). .

구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 양극 버스바(130)는 제1 전원 연결단(131), 제1 스위칭부 연결단(132), 제1 커패시터 연결단(133) 및 제1 바디부(134)를 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 3, the anode bus bar 130 includes a first power connection terminal 131, a first switching unit connection terminal 132, a first capacitor connection terminal 133, and a first body portion. It may include (134).

여기서, 제1 전원 연결단(131)은 전원(VS)의 양극(+)에 연결되고, 제1 스위칭부 연결단(132)은 스위칭부(110)의 일단과 연결되고, 제1 커패시터 연결단(133)은 커패시터(120)의 일단과 연결된다. 그리고, 제1 바디부(134)는 제1 전원 연결단(131), 제1 스위칭부 연결단(132) 및 제1 커패시터 연결단(133)을 연결한다.Here, the first power connection terminal 131 is connected to the anode (+) of the power supply (VS), the first switching unit connection terminal 132 is connected to one end of the switching unit 110, and the first capacitor connection terminal (133) is connected to one end of the capacitor (120). And, the first body portion 134 connects the first power connection terminal 131, the first switching unit connection terminal 132, and the first capacitor connection terminal 133.

음극 버스바(140)는 제2 전원 연결단(141), 제2 스위칭부 연결단(142), 제2 커패시터 연결단(143) 및 제2 바디부(144)를 포함할 수 있다.The cathode bus bar 140 may include a second power connection end 141, a second switching unit connection end 142, a second capacitor connection end 143, and a second body part 144.

여기서, 제2 전원 연결단(141)은 전원(VS)의 음극(-)에 연결되고, 제2 스위칭부 연결단(142)은 스위칭부(110)의 타단과 연결되고, 제2 커패시터 연결단(143)은 커패시터(120)의 타단과 연결된다. 그리고, 제2 바디부(144)는 제2 전원 연결단(141), 제2 스위칭부 연결단(142) 및 제2 커패시터 연결단(143)을 연결한다.Here, the second power connection end 141 is connected to the negative pole (-) of the power supply (VS), the second switching unit connection end 142 is connected to the other end of the switching unit 110, and the second capacitor connection end (143) is connected to the other end of the capacitor (120). And, the second body portion 144 connects the second power connection terminal 141, the second switching unit connection terminal 142, and the second capacitor connection terminal 143.

도 3에 도시한 바와 같이, 양극 버스바(130)는 제1 스위칭부 연결단(132)을 기점으로 제1 바디부(134)가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the anode bus bar 130 may be formed in a shape in which the first body portion 134 is bent starting from the first switching unit connection end 132.

마찬가지로, 음극 버스바(140)도 제2 스위칭부 연결단(142)을 기점으로 제2 바디부(144)가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.Likewise, the cathode bus bar 140 may be formed in a shape in which the second body portion 144 is bent starting from the second switching unit connection end 142.

구체적으로, 제1 바디부(134)는 제1 서브 바디부(134a) 및 제2 서브 바디부(134b)로 구분될 수 있다.Specifically, the first body portion 134 may be divided into a first sub-body portion 134a and a second sub-body portion 134b.

여기서, 제1 서브 바디부(134a)는 제1 전원 연결단(131) 및 제1 스위칭 연결단(132)을 연결하고, 제2 서브 바디부(134b)는 제1 스위칭 연결단(132) 및 제1 커패시터 연결단(133)을 연결한다.Here, the first sub-body portion 134a connects the first power connection terminal 131 and the first switching connection terminal 132, and the second sub-body portion 134b connects the first switching connection terminal 132 and Connect the first capacitor connection terminal 133.

그리고, 제1 서브 바디부(134a) 및 제2 서브 바디부(134b)는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.Also, the first sub-body portion 134a and the second sub-body portion 134b may be arranged to face each other.

제2 바디부(144)는 제3 서브 바디부(144a) 및 제4 서브 바디부(144b)로 구분될 수 있다.The second body portion 144 may be divided into a third sub-body portion 144a and a fourth sub-body portion 144b.

여기서, 제3 서브 바디부(144a)는 제2 전원 연결단(141) 및 제2 스위칭 연결단(142)을 연결하고, 제4 서브 바디부(144b)는 제2 스위칭 연결단(142) 및 제2 커패시터 연결단(143)을 연결한다.Here, the third sub-body portion 144a connects the second power connection terminal 141 and the second switching connection terminal 142, and the fourth sub-body portion 144b connects the second switching connection terminal 142 and Connect the second capacitor connection terminal 143.

그리고, 제3 서브 바디부(144a) 및 제4 서브 바디부(144b)는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.Additionally, the third sub-body portion 144a and the fourth sub-body portion 144b may be arranged to face each other.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 버스바(120, 130) 구조를 변경하고 커패시터(120)를 버스바(120, 130) 후단에 배치함으로써 커패시터(120)를 통해 입력 임피던스(Im_in) 뿐만 아니라 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 모두 보상하고 서지 전압을 감소시킬 수 있고 링잉(Ringing) 현상을 방지할 수 있다.As such, the power conversion device according to an embodiment of the present invention changes the structure of the bus bars 120 and 130 and places the capacitor 120 at the rear end of the bus bars 120 and 130, thereby increasing the input impedance ( Im_in) as well as all bus bar impedances (Im_b1, Im_b2) can be compensated, surge voltage can be reduced, and ringing phenomenon can be prevented.

또한, 이와 같이 서지 전압을 감소시킴으로써 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있다.In addition, by reducing the surge voltage in this way, damage to the power semiconductor switching device due to the surge voltage can be prevented.

또한, 임력 임피던스(Im_in)를 보상하기 위한 커패시터 이외에 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다. In addition, there is no need to additionally provide a separate capacitor to compensate for the busbar impedance (Im_b1, Im_b2) in addition to the capacitor for compensating the input impedance (Im_in), thereby reducing the manufacturing cost of the power conversion device by reducing the number of parts. can do.

또한, 서로 마주 보는 제1 서브 바디부(134a) 및 제2 서브 바디부(134b)와, 제3 서브 바디부(144a) 및 제4 서브 바디부(144b)에 의해 추가적인 커패시턴스를 확보함으로써, 서지 전압을 더욱더 효과적으로 감소시킬 수 있다.In addition, additional capacitance is secured by the first sub-body portion 134a and second sub-body portion 134b, and the third sub-body portion 144a and fourth sub-body portion 144b facing each other, thereby reducing surge The voltage can be reduced more effectively.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 그래프이다.Figure 4 is a graph for explaining a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 종래의 전력 변환 장치는 커패시터(20)가 버스바의 임피던스(Im_b)를 모두 보상하지 못하여 서지 전압이 정격 전압(Vds Max)을 초과하게 되어 전력용 반도체 스위칭 소자를 파손시킬 있다.As shown in FIG. 4, in the conventional power conversion device, the capacitor 20 does not fully compensate for the impedance (Im_b) of the bus bar, so the surge voltage exceeds the rated voltage (Vds Max), thereby damaging the power semiconductor switching device. It can be damaged.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 버스바(120, 130) 구조를 변경하고 커패시터(120)를 버스바(120, 130) 후단에 배치함으로써 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 모두 보상하여 서지 전압이 정격 전압(Vds Max)을 초과하지 않을 뿐만 아니라 종래의 전력 변환 장치 대비 50% 이상의 서지 전압을 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다.However, the power conversion device according to the embodiment of the present invention changes the structure of the bus bars 120 and 130 and places the capacitor 120 at the rear of the bus bars 120 and 130, thereby reducing all of the bus bar impedances (Im_b1 and Im_b2). Through compensation, it can be confirmed that not only does the surge voltage not exceed the rated voltage (Vds Max), but also that the surge voltage can be reduced by more than 50% compared to a conventional power conversion device.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , other embodiments can be easily proposed by change, deletion, addition, etc., but this will also be said to be within the scope of the present invention.

110: 스위칭부
120: 커패시터
130: 양극 버스바
140: 음극 버스바110: switching unit
120: capacitor
130: positive busbar
140: cathode bus bar

Claims (8)

전원, 상기 전원에 병렬로 연결되는 커패시터 및 상기 커패시터와 병렬로 연결되는 스위칭부를 포함하는 전력 변환 장치로서,
상기 전원의 양극에 연결되는 제1 전원 연결단, 상기 스위칭부의 일단과 연결되는 제1 스위칭부 연결단, 상기 커패시터의 일단과 연결되는 제1 커패시터 연결단 및 상기 제1 전원 연결단, 상기 제1 스위칭부 연결단 및 상기 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제1 바디부를 포함하는 양극 버스바; 및
상기 전원의 음극에 연결되는 제2 전원 연결단, 상기 스위칭부의 타단과 연결되는 제2 스위칭부 연결단, 상기 커패시터의 타단과 연결되는 제2 커패시터 연결단 및 상기 제2 전원 연결단, 상기 제2 스위칭부 연결단 및 상기 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제2 바디부를 포함하는 음극 버스바를 포함하고,
상기 제1 바디부는
상기 제1 전원 연결단 및 상기 제1 스위칭부 연결단을 연결하는 제1 서브 바디부; 및
상기 제1 스위칭부 연결단 및 상기 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제2 서브 바디부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치되는
전력 변환 장치.
A power conversion device comprising a power source, a capacitor connected in parallel to the power source, and a switching unit connected in parallel with the capacitor,
A first power connection terminal connected to the anode of the power supply, a first switching unit connection terminal connected to one end of the switching unit, a first capacitor connection terminal connected to one end of the capacitor, the first power connection terminal, and the first An anode bus bar including a first body part connecting a switching unit connection end and the first capacitor connection end; and
A second power connection terminal connected to the cathode of the power supply, a second switching unit connection terminal connected to the other end of the switching unit, a second capacitor connection terminal connected to the other end of the capacitor, the second power connection terminal, and the second It includes a cathode bus bar including a switching unit connection end and a second body part connecting the second capacitor connection end,
The first body part
a first sub-body portion connecting the first power connection terminal and the first switching unit connection terminal; and
It includes a second sub-body part connecting the first switching unit connection end and the first capacitor connection end,
The first and second sub-body parts are arranged to face each other.
Power conversion device.
 제 1 항에 있어서,
상기 양극 버스바는
상기 제1 스위칭부 연결단을 기점으로 상기 제1 바디부가 절곡된 형상으로 이루어지는
전력 변환 장치.
According to claim 1,
The anode bus bar is
The first body portion is formed in a bent shape starting from the first switching portion connection end.
Power conversion device.
 제 1 항에 있어서,
상기 음극 버스바는
상기 제2 스위칭부 연결단을 기점으로 상기 제2 바디부가 절곡된 형상으로 이루어지는
전력 변환 장치.
According to claim 1,
The cathode bus bar is
The second body portion is formed in a bent shape starting from the second switching portion connection end.
Power conversion device.
 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제2 바디부는
상기 제2 전원 연결단 및 상기 제2 스위칭부 연결단을 연결하는 제3 서브 바디부; 및
상기 제2 스위칭부 연결단 및 상기 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제4 서브 바디부
를 포함하는 전력 변환 장치.
According to claim 1,
The second body part
a third sub-body portion connecting the second power connection terminal and the second switching unit connection terminal; and
A fourth sub-body unit connecting the second switching unit connection end and the second capacitor connection end.
A power conversion device comprising a.
 제 6 항에 있어서,
상기 제3 및 제4 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치되는
전력 변환 장치.
According to claim 6,
The third and fourth sub-body parts are arranged to face each other.
Power conversion device.
 제 1 항에 있어서,
상기 커패시터는 필름 커패시터인
전력 변환 장치.
According to claim 1,
The capacitor is a film capacitor.
Power conversion device.
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