KR20010010408A - The power factor improvement and pulse amplitude modulation control circuit for inverter system - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal

Abstract

PURPOSE: A power factor improvement and pulse amplitude modulation circuit of an inverter system is provided to simply embody a circuit by storing a sine wave with respect to an input power supply in a storage element. CONSTITUTION: A rectifier(61) rectifies an input AC power supply to obtain a DC voltage. A choke coil(62) and a smoothing capacitor(63) remove an AC component included in the DC voltage from rectifier(61). An inverter(64) converts the DC voltage outputted from the smoothing capacitor(63) into a three-phase AC power supply and supplies the three-phase AC power supply to a motor(M). A switching element(Q1) is connected to a front terminal of smoothing capacitor(63) in parallel and controls charge and discharge operations of smoothing capacitor(63) according to a switching signal. A zero voltage detector(65) detects a zero point of an input AC power supply. A voltage level detector(67) detects the voltage across smoothing capacitor(63). A ROM(66) stores data with respect to a sine wave. A controller(68) reads a pulse which corresponds to the detected zero voltage from ROM(66) according to a level of the voltage detected by the voltage level detector(67) and multiplies the pulse from ROM(66) by a predetermined factor to output a pulse width in which a power factor and a pulse amplitude modulation are controlled. A driver(69) controls an on/off operation of the switching element(Q1) according to the pulse from controller(68).

Description

인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로{THE POWER FACTOR IMPROVEMENT AND PULSE AMPLITUDE MODULATION CONTROL CIRCUIT FOR INVERTER SYSTEM}Power Factor Correction and Palm Control Circuit of Inverter System {THE POWER FACTOR IMPROVEMENT AND PULSE AMPLITUDE MODULATION CONTROL CIRCUIT FOR INVERTER SYSTEM}

본 발명은 디지탈 제어로 인버터 시스템의 역률보정 및 팜(PULSE AMPLITUDE MODULATION) 기능을 조절할 수 있도록 하여 주변회로 필요없이 간단하게 회로를 구현할 수 있도록 한 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로에 관한 것으로, 특히 디지탈 회로로 구현시 마이크로 컴퓨터와 에이직(ASIC)화하여 싼 가격으로 만들 수 있도록 한 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power factor correction and palm control circuit of an inverter system, which enables the power factor correction and palm function of the inverter system to be digitally controlled so that a simple circuit can be implemented without the need for a peripheral circuit. The present invention relates to a power factor improvement and palm control circuit of an inverter system that can be realized at a low price by making microcomputer and ASIC when implemented as a digital circuit.

가전제품의 에너지 절약, 출력 제어 용이성 때문에 급속히 인버터(INVERTER)화가 추진되고 있다.Inverters are rapidly being promoted due to energy saving and ease of output control of home appliances.

상기 인버터(INVERTER)에 의해 구동되는 모터를 적용한 가전제품으로 세탁기, 냉장고, 에어콘 등이 시장에 나오고 있다.Washing machines, refrigerators, air conditioners and the like are on the market as home appliances to which a motor driven by the inverter (INVERTER) is applied.

도 1은 종래 인버터 시스템의 구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 입력되는 상용교류전원을 브리지 다이오드를 통해 직류전압으로 정류하는 정류부(11)와, 상기에서 출력을 평활시켜 출력하는 쵸크코일(12)및 평활용 콘덴서(13)와, 상기 쵸크코일(12) 및 평활용 콘덴서(13)를 통해 평활된 직류전압을 펄스폭변조(PWM)를 통해 다시 3상의 교류전원으로 변환시켜 모터(M)로 제공하여 구동하도록 하는 인버터(14)로 구성된다.1 is a block diagram of a conventional inverter system. As shown in FIG. 1, the rectifier 11 rectifies the commercial AC power input to a DC voltage through a bridge diode, and the choke coil 12 outputs the smoothed output therefrom. And the smoothing capacitor 13, the choke coil 12 and the smoothing capacitor 13 converts the DC voltage smoothed through the pulse width modulation (PWM) into a three-phase AC power source motor (M). It is composed of an inverter 14 to be provided to drive.

이와같이 구성된 인버터 시스템의 동작을 도 2에 의거하여 살펴보면, 먼저 도2(a)에서와 같은 상용 교류전원 전압파형과 도 2(b)에서와 같은 상용 교류전원 전류파형을 갖는 교류전원을 정류부(11)로 공급하면, 상기 정류부(11)는 브리지 다이오드를 이용하여 직류전압으로 정류하여 쵸크코일(12)로 출력한다.The operation of the inverter system configured as described above will be described based on FIG. 2. First, an AC power source having a commercial AC power voltage waveform as shown in FIG. 2A and a commercial AC power current waveform as shown in FIG. 2B is rectified. ), The rectifier 11 rectifies a DC voltage using a bridge diode and outputs the same to the choke coil 12.

그러면 상기 쵸크코일(12)과 평활용 콘덴서(13)에 의해 평활하여 상기 정류부(11)의 직류전압에 포함되어 있는 교류성분을 제거하고, 이 교류성분을 제거한 직류전압을 인버터(14)로 출력한다.Then, the choke coil 12 and the smoothing capacitor 13 are smoothed to remove the AC component included in the DC voltage of the rectifier 11, and the DC voltage from which the AC component is removed is output to the inverter 14. do.

이때 상기 인버터(14)로 입력되는 직류전압은 입력교류전원의 피크치보다 큰 전압이 된다.At this time, the DC voltage input to the inverter 14 becomes a voltage larger than the peak value of the input AC power supply.

이에따라 상기 인버터(14)는 평활용 콘덴서(13)에서 입력되는 직류전압을 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 3상의 교류전원을 변환하여 모터(M)에 제공하여 모터를 구동한다.Accordingly, the inverter 14 converts the three-phase AC power by the on / off operation of the switching element to the DC voltage input from the smoothing capacitor 13 to provide the motor M to drive the motor.

상기 도 2(b)에서 시간 t는 쵸크코일(12)과 평활용 콘덴서(13)의 시정수에 의해 결정되는 시간인데, 보통은 상용교류전원의 1/5 이하이다.In FIG. 2 (b), time t is a time determined by the time constants of the choke coil 12 and the smoothing capacitor 13, and is usually 1/5 or less of a commercial AC power supply.

이때 역률이 1이라고 가정하면, 인버터에 흐르는 전류파형은 입력되는 상용 교류전원과 동일 위상이며, 전류최대 크기보다 훨씬 작은 피크전류를 가지고 있는데, 이는 도 2(c)에 도시한 바와같다.Assuming that the power factor is 1, the current waveform flowing through the inverter is in phase with the commercial AC power input and has a peak current much smaller than the maximum current, as shown in FIG.

이렇게 도 2(c)에서와 같은 이상적인 전류파형을 만들면, 노이즈 저감, 무효전력감소 등 선진국에서 도 2(c)에서와 같은 파형을 만들도록 법제화하고 있는 실정이다.Thus, if the ideal current waveform as shown in Fig. 2 (c) is made, the advanced countries such as noise reduction and reactive power reduction are legalized to produce the waveform as shown in Fig. 2 (c).

도 2(c)에서와 같은 파형을 만들기 위하여 역률 개선회로를 사용하는데, 이에 대한 구성은 도 3에 도시된 바와같다.A power factor correction circuit is used to make a waveform as in FIG. 2 (c), the configuration of which is as shown in FIG.

도 3은 종래 인버터 시스템의 역률 개선회로에 대한 상세도로서, 이에 도시된 바와같이, 입력되는 상용교류전원을 브리지 다이오드를 통해 직류전압으로 정류하는 정류부(31)와, 상기에서 출력을 평활시켜 출력하는 쵸크코일(32)및 평활용 콘덴서(33)와, 상기 쵸크코일(32) 및 평활용 콘덴서(33)를 통해 평활된 직류전압을 펄스폭변조(PWM)를 통해 다시 3상의 교류전원으로 변환시켜 모터(M)로 제공하여 구동하도록 하는 인버터(36)와, 상기 정류부(31)의 출력전압과 상기 평활용 콘덴서(33)의 양단에 걸리는 전압을 비교기, 멀티플렉서, 낸드게이트, 노아게이트 등을 이용하여 전체적인 입력전류와 전압이 같도록 하기 위한 펄스폭 듀티를 가변시키는 아날로그 역률개선부(34)와 이 아날로그 역률개선부(34)에서 가변된 펄스폭 듀티에 의해 온 또는 오프되어 상기 평활용 콘덴서(33)의 충방전 동작을 제어하는 스위칭소자(Q1)로 구성되어 역률을 보정하는 역률 보정부(35)로 구성된다.Figure 3 is a detailed view of the power factor correction circuit of the conventional inverter system, as shown here, the rectifier 31 for rectifying the commercial AC power input to the DC voltage through the bridge diode, and outputs the smoothed output from the above The DC voltage smoothed through the choke coil 32 and the smoothing capacitor 33, and the choke coil 32 and the smoothing capacitor 33 are converted back into three-phase AC power through pulse width modulation (PWM). And a comparator, a multiplexer, a NAND gate, a noah gate, and the like, for the inverter 36 for supplying and driving the motor M, and the output voltage of the rectifier 31 and the voltage across the smoothing capacitor 33. By using the analog power factor improving unit 34 for varying the pulse width duty so that the overall input current and voltage are equal to each other and the pulse width duty varied in the analog power factor improving unit 34. It is composed of a switching element Q1 for controlling the charging and discharging operation of the utilization capacitor 33 and is composed of a power factor correcting unit 35 for correcting the power factor.

이와같이 구성된 역률보정의 동작을 도 3, 도 4에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.The operation of the power factor correction configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

상용 교류전원이 인가되면, 정류부(31)에서 직류전압으로 정류하여 출력한다.When a commercial AC power is applied, the rectifier 31 rectifies the DC voltage and outputs the rectified DC voltage.

이렇게 출력되는 직류전압은 역률 보정부(35)의 저항(R1,R2)에 의해 분압된 전압이 아날로그 역률개선부(34)의 ③번 단자(VM1)로 입력되고, 쵸크코일(32)에 의해 유기된 전압이 저항(R5)을 통해 상기 아날로그 역률개선부(34)의 ⑤번 단자(Idet)로 입력되고, 상기 쵸크코일(32)의 유기된 전압이 저항(R4)과 다이오드(D1) 및 콘덴서(C3)에 의해 조정된 전압과 저항(R3)의해 조정된 전압이 더하여지고, 이 더하여진 전압이 상기 아날로그 역률개선부(34)의 ⑧번 단자(VCC)로 입력된다.The DC voltage outputted in this way is input to the terminal ③ VM1 of the analog power factor improving unit 34 by the voltage divided by the resistors R1 and R2 of the power factor correcting unit 35 and the choke coil 32. The induced voltage is input to terminal ⑤ of the analog power factor improving unit 34 through the resistor R5, and the induced voltage of the choke coil 32 is connected to the resistor R4, the diode D1, and the like. The voltage adjusted by the capacitor C3 and the voltage adjusted by the resistor R3 are added, and the added voltage is input to the ⑧ terminal VCC of the analog power factor improving unit 34.

상기에서 ⑧번 단자(VCC)를 통해 계속해서 입력전압을 받아들이는 이유는 역률제어시 상기 입력전압의 파형과 같도록 하기 위해서이다.The reason why the input voltage is continuously received through the terminal VCC of the above is to be the same as the waveform of the input voltage during power factor control.

그리고 상기 정류부(31)의 직류전압이 쵸크코일(32)과 다이오드(D2)를 거쳐 인버터(36)로 입력되는 전압을 저항(R11-R13)에 의해 분압된 전압이 상기 아날로그 역률개선부(34)의 ①번 단자(INV)로 입력되고, 이 분압된 전압을 다시 콘덴서(C2)와 저항(R7,R8)의 시정수에 의해 조절되는 전압은 상기 아날로그 역률개선부(34)의 ②번 단자(COMP)로 입력되고, 상기 인버터(36)에 공급되는 전류에 해당하는 전압 즉, 콘덴서(C3)에 의해 결정되는 전압이 ④번 단자(CS)로 입력된다.A voltage obtained by dividing the DC voltage of the rectifier 31 through the choke coil 32 and the diode D2 to the inverter 36 by the resistors R11-R13 is the analog power factor improving unit 34. Input voltage is input to the terminal (INV) of ①, and the voltage divided by the time constants of the capacitor (C2) and the resistors (R7, R8) is divided into the terminal (②) of the analog power factor improvement unit 34. A voltage corresponding to the current supplied to the (COMP) and supplied to the inverter 36, that is, the voltage determined by the capacitor C3 is input to the terminal ④.

이렇게 입력된 전압은 도 4에 도시된 비교기(341,347,349), 멀티플렉서(347), 낸드게이트(343,344), 셀프 스태터(342), 노아게이트(345) 등을 통해 입력전압과 인버터(36)의 출력전압을 비교하여 두 전압이 같도록 조합한 펄스를 출력하는데, 결과적으로 도 5의 (a)(b)에서 알 수 있듯이 싸인파의 낮은 부분에서는 듀티가 커지고, 싸인파의 높은 부분에서는 듀티가 낮도록 하기 위한 펄스를 ⑦번 단자를 통해 출력한다.The input voltage is inputted through the comparators 341, 347, and 349, the multiplexer 347, the NAND gates 343 and 344, the self-stacker 342, and the noah gate 345 shown in FIG. 4 and the output of the inverter 36. The pulses are output by comparing the voltages so that the two voltages are the same. As a result, as shown in (a) and (b) of FIG. Output pulse through ⑦.

상기 아날로그 역률개선부(34)의 ⑦번 단자(Vout)를 통해 출력되는 펄스는 스위칭소자(Q1)의 게이트로 입력되어, 상기 스위칭소자(Q1)가 펄스에 맞추어 온 또는 오프하여 입력전류와 입력전압의 파형이 같도록 하여 역률을 보정한다.The pulse output through terminal ⑦ Vout of the analog power factor improving unit 34 is input to the gate of the switching element Q1, and the switching element Q1 is turned on or off in accordance with the pulse to input the input current and the input. Correct the power factor by making the voltage waveforms the same.

그러나 상기에서와 같이 종래기술의 아날로그 역률개선부에서는 입력전압의 파형을 기억하고 있지 못하기 때문에 계속해서 입력전압을 받아들여야 하는 문제점이 있고, 역률개선을 위해 아날로그 타입의 전용 아이씨(IC)를 사용하나 그 아이씨 주변회로가 매우 복잡하고, 보조권선 등을 필요로 함으로써 가격면에서 부담이 매우 큰 문제점이 있고, 아날로그 타입의 전용 아이씨를 마이크로 컴퓨터에 넣어서 원칩화하기 불가능한 문제점이 있다.However, as described above, the analog power factor improving unit of the related art does not store the waveform of the input voltage, so there is a problem of continuously receiving the input voltage, and an analog type IC is used to improve the power factor. However, since the IC peripheral circuit is very complicated and requires an auxiliary winding, there is a problem in that it is very expensive in terms of cost, and there is a problem that it is impossible to make an IC into an analog chip by inserting an analog type dedicated IC into a microcomputer.

따라서, 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디지탈 회로로 구현하여 반도체 제조공정이 간단하고, 불량률이 없기때문에 싼 가격으로 만들수 있도록 한 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to implement a power factor improvement and palm control circuit of the inverter system that can be made in a digital circuit to make the semiconductor manufacturing process simple and low cost because there is no defect rate In providing.

본 발명의 다른 목적은 입력전원에 대한 싸인파를 미리 기억소자에 기억해 둠으로써, 주변회로를 필요로 하지 않아 회로가 간단히 구현되는 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a power factor improvement and palm control circuit of an inverter system in which a sine wave for an input power source is stored in a memory device in advance, so that a circuit is simply implemented without requiring a peripheral circuit.

본 발명의 또 다른 목적은 역률제어 및 팜기능을 제어하기 위한 회로를 마이크로 컴퓨터와 에이직화가 쉽기 때문에 값싸게 만들 수 있도록 한 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a power factor improvement and palm control circuit of an inverter system that can make a circuit for controlling power factor control and a palm function cheaper because it is easy to integrate with a microcomputer.

도 1은 일반적인 인버터 시스템의 블럭 구성도.1 is a block diagram of a general inverter system.

도 2는 도 1에 대한 각 부의 입출력 파형도.FIG. 2 is an input / output waveform diagram of each part shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 종래 인버터 시스템의 역률 개선회로에 대한 상세도.3 is a detailed view of a power factor improvement circuit of the conventional inverter system.

도 4는 도 3에서, 아날로그 역률개선부의 상세도.4 is a detailed view of an analog power factor improving unit in FIG. 3.

도 5는 도 4에서, 각 부의 입출력 파형도.5 is an input / output waveform diagram of each part in FIG. 4;

도 6은 본 발명 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로에 대한 상세도.Figure 6 is a detailed view of the power factor improvement and palm control circuit of the present invention inverter system.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for the main parts of the drawing *****

61 : 정류부 62 : 쵸크코일61: rectifier 62: choke coil

63 : 평활용 콘덴서 64 : 인버터63: smoothing capacitor 64: inverter

65 : 제로전압 검출부 66 : 롬65: zero voltage detector 66: ROM

67 : 전압레벨 검출부 68 : 제어부67: voltage level detection unit 68: control unit

69 : 구동부 Q1 : 스위칭소자69 drive unit Q1 switching element

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력 교류전원을 정류부에서 받아 정류하여 얻어진 직류전압에 포함된 교류성분을 제거하는 평활용 콘덴서와, 상기 직류전압을 3상 교류전원으로 변환시켜 모터로 제공하는 인버터와, 상기 평활용 콘덴서의 앞단에 병렬로 연결되어 평활용 콘덴서의 충,방전을 조절하는 스위칭소자와, 상기 상용 교류전원의 제로점(ZERO POINT)를 검지하는 제로전압 검출부와, 상기 평활용 콘덴서의 양단에 걸리는 전압을 검출하는 전압레벨 검출부와, 상기 제로전압 검출부에서 검출한 제로전압에 해당하는 펄스를 싸인파에 대한 데이터를 미리 저장하고 있는 롬으로 부터 읽어들이고, 상기 전압레벨 검출부에서 검출한 레벨에 따라 상기 펄스에 소정의 계수를 곱하여 역률제어 및 팜기능이 조절된 펄스폭을 출력하는 제어부를 포함한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a smoothing capacitor for removing the AC component contained in the DC voltage obtained by rectifying the input AC power from the rectifier, and an inverter for converting the DC voltage into a three-phase AC power to provide a motor And a switching element connected in parallel to the front end of the smoothing capacitor to control charging and discharging of the smoothing capacitor, a zero voltage detector for detecting a zero point of the commercial AC power supply, and the smoothing capacitor. A voltage level detection unit for detecting a voltage across both ends of the signal; and a pulse corresponding to the zero voltage detected by the zero voltage detection unit from a ROM storing data about a sine wave in advance, and detected by the voltage level detection unit. And a controller for multiplying the pulse by a predetermined coefficient according to a level to output a pulse width in which power factor control and palm functions are adjusted. It is characterized by one.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in detail as follows.

도 6은 본 발명 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로에 대한 상세도로서, 이에 도시한 바와같이, 입력되는 교류전원을 정류하여 직류전압으로 만드는 정류부(61)와, 상기 정류부(61)의 직류전압에 포함되어 있는 교류성분을 제거하는 쵸크코일(62) 및 평활용 콘덴서(63)와, 상기 평활용 콘덴서(63)에서 출력되는 직류전압을 다시 3상의 교류전원으로 변환시켜 모터(M)에 공급하는 인버터(64)와, 상기 평활용 콘덴서(63)의 앞단에 병렬로 연결되어 스위칭신호에 따라 상기 평활용 콘덴서(63)의 충,방전 동작을 제어하는 스위칭소자(Q1)와, 입력되는 상용 교류전원의 제로점(ZERO POINT)를 검지하는 제로전압 검출부(65)와, 상기 평활용 콘덴서(63)의 양단에 걸리는 전압을 검출하는 전압레벨 검출부(67)와, 싸인파에 대한 데이터를 저장하고 있는 롬(66)과, 상기 제로전압 검출부(65)에서 검출한 제로전압에 해당하는 펄스를 롬(66)으로 부터 읽어들이고, 상기 전압레벨 검출부(67)에서 검출한 레벨에 따라 상기 롬(66)으로 부터 읽어들인 펄스에 소정의 계수(FACTOR)를 곱하여 역률제어 및 팜기능이 조절된 펄스폭을 출력하는 제어부(68)와, 상기 제어부(68)에서 출력되는 펄스에 따라 상기 스위칭소자(Q1)의 온/오프동작을 제어하는 구동부(69)로 구성한다.6 is a detailed view illustrating the power factor improvement and the palm control circuit of the inverter system according to the present invention. As shown in FIG. 6, the rectifying unit 61 rectifies the input AC power to make a DC voltage, and the DC of the rectifying unit 61. The choke coil 62 and the smoothing capacitor 63 which remove the AC component contained in the voltage, and the DC voltage output from the smoothing capacitor 63 are converted into the three-phase AC power to the motor M. A switching element Q1 connected in parallel to the inverter 64 for supplying and the front end of the smoothing capacitor 63 to control charging and discharging operations of the smoothing capacitor 63 according to a switching signal, and A zero voltage detector 65 for detecting a zero point of a commercial AC power supply, a voltage level detector 67 for detecting a voltage across both ends of the smoothing capacitor 63, and data about a sine wave Rom 66 being stored and the zero war The pulse corresponding to the zero voltage detected by the detector 65 is read from the ROM 66 and a predetermined coefficient is applied to the pulse read from the ROM 66 according to the level detected by the voltage level detector 67. The controller 68 outputs a pulse width in which the power factor control and the palm function are adjusted by multiplying the FACTOR, and the driver controlling the on / off operation of the switching element Q1 according to the pulse output from the controller 68. It consists of 69.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.

상용 교류전원이 입력되면 이를 정류부(61)에서 입력받아 브리지 다이오드를 이용하여 직류전압으로 정류하여 출력한다.When a commercial AC power is input, it is received from the rectifying unit 61 and rectified to a DC voltage using a bridge diode and output.

이렇게 출력된 직류전압은 쵸크코일(62)과 평활용 콘덴서(63)에서 평활하여 직류전압에 포함되어 있는 교류성분을 제거하여 인버터(64)로 공급한다.The DC voltage thus output is smoothed by the choke coil 62 and the smoothing capacitor 63, and removes the AC component included in the DC voltage and supplies it to the inverter 64.

그러면 상기 인버터(64)의 스위치들이 온/오프동작을 행하여 직류전압을 다시 3상의 교류전원으로 변환시켜 모터(M)로 공급한다.Then, the switches of the inverter 64 perform an on / off operation to convert the DC voltage back into a three-phase AC power and supply it to the motor M. FIG.

이에따라 상기 모터(M)가 구동하기 시작한다.Accordingly, the motor M starts to drive.

이때 인버터(64)를 이용하여 모터(M)의 속도를 가변시키기 위하여, 상기 인버터(64)로 공급되는 직류전압의 레벨크기를 바꾸어 주기위하여 팜(PAM)기능을 조절하고, 효율적인 동작을 위하여 역률제어를 행하는데, 이는 다음과 같이 수행한다.At this time, to change the level of the DC voltage supplied to the inverter 64 to change the speed of the motor (M) by using the inverter 64, to adjust the palm (PAM) function, the power factor for efficient operation Control is performed, which is performed as follows.

먼저, 제로전압 검출부(65)에서 입력되는 상용 교류전원의 제로점(ZERO POINT)를 검지하여 제어부(68)로 출력한다.First, a zero point of a commercial AC power input from the zero voltage detector 65 is detected and output to the controller 68.

이때 기억소자인 롬(66)에는 제로점에 동기시킨 싸인파 0∼90°에 대응하는 데이터가 저장되어 있다.In this case, data corresponding to sine waves 0 to 90 degrees synchronized with the zero point is stored in the ROM 66, which is a memory element.

따라서 아날로그에서와 같이 계속해서 입력전압을 받아들이지 않고, 롬(66)에 미리 저장해두고, 이 저장해둔 데이터를 읽어들여 사용한다.Therefore, as in analog, the input voltage is not continuously received, but is stored in the ROM 66 in advance, and the stored data is read and used.

이에따라 상기 제어부(68)는 제로전압 검출부(65)에서 제로점을 검출하여 제공하면, 상기 제어부(68)는 롬(68)으로 부터 '0'번지의 데이터와 펄스폭 결정계수(factor)인값을 곱한 펄스를 내부 레지스터에 저장한다.Accordingly, when the controller 68 detects and provides a zero point at the zero voltage detector 65, the controller 68 is a data and pulse width determination factor of address '0' from the ROM 68. The pulse multiplied by the value is stored in an internal register.

그런다음 상기 내부 레지스터에 저장되어 있는 값을 디스카운트(discount)하면서 구동부(69)로 카운트되는 펄스를 출력한다.Then, while counting the value stored in the internal register and outputs the pulse counted to the driver (69).

그러면 상기 구동부(69)는 상기 제어부(68)로 부터 카운트되는 펄스가 출력되는 동안 하이신호를 스위칭소자(Q1)로 출력하여 온시키는데, 이러한 동작을 제어부(68)의 내부 레지스터의 값이 디스카운트되어 제로(ZERO)가 될 때 까지 온시킨다.Then, the driver 69 outputs a high signal to the switching element Q1 while the pulse counted from the controller 68 is output, and turns on the value of the internal register of the controller 68. Turn it on until it reaches zero.

이후에, 소정의 시간(즉, 스위칭소자의 동작주파수인 20KHz시 보통 50μs) 후 제어부(68)는 롬(66)으로 부터 읽어들인 번지에 +1을 한 번지의 데이터를 읽어들인다.Thereafter, after a predetermined time (i.e., 50 s at 20 KHz, which is the operating frequency of the switching element), the controller 68 reads data of +1 address into the address read from the ROM 66.

이렇게 읽어들인 값에 앞에서 곱한 펄스폭 결정계수(factor)를 곱하고, 이 곱한 값을 내부 레지스터에 저장시킨 후 디스카운트하면서 이 디스카운트되는 값을 구동부(69)로 출력한다.The read-out value is multiplied by the pulse width determination factor multiplied previously, and the multiplied value is stored in an internal register and then discounted, and the discounted value is outputted to the driver 69.

이후의 동작은 앞에서의 동작을 반복한다.Subsequent operations repeat the previous operation.

그리고 상기 롬(66)에 저장되어 있는 싸인파 데이터가 90°가 되면 다시 번지를 -1씩한다.When the sine wave data stored in the ROM 66 reaches 90 °, the address is again set by -1.

이상에서와 같은 동작을 수행할 때, 전압레벨 검출부(67)는 상기 인버터(64)에 공급되는 평활용 콘덴서(63) 양단의 걸리는 직류전압을 검출하여 미리 설정되어 있는 기준값과 비교하고, 이 비교한 값을 상기 제어부(68)로 제공한다.When performing the above operation, the voltage level detecting unit 67 detects the DC voltage applied across the smoothing capacitor 63 supplied to the inverter 64 and compares it with a preset reference value. One value is provided to the controller 68.

그러면 상기 제어부(68)는 제로전압 검출부(65)로 부터 제로전압 검출신호가 발생하면 상기 전압레벨 검출부(67)에서 제공하는 비교값을 받아들인다.Then, when the zero voltage detection signal is generated from the zero voltage detector 65, the controller 68 accepts the comparison value provided by the voltage level detector 67.

상기 제로전압 검출부(65)에서 받아들인 비교값이 소정값 이상이면 펄스폭 결정계수의 값을 키우고, 소정값 이하이면 상기 펄스폭 결정계수의 값을 줄인다.If the comparison value received by the zero voltage detector 65 is greater than or equal to a predetermined value, the value of the pulse width determination coefficient is increased. If it is less than or equal to the predetermined value, the value of the pulse width determination coefficient is reduced.

예를들어, 비교값이 소정값 이상이면 펄스폭 결정계수의 값에 1.5를 곱하여 계수값을 키우고, 소정값 이하이면 펄스폭 결정계수의 값에 0.1을 곱하여 계수값을 줄인다.For example, if the comparison value is greater than or equal to the predetermined value, the value of the pulse width determination coefficient is multiplied by 1.5 to increase the coefficient value. If the comparison value is less than or equal to the predetermined value, the coefficient value is reduced by multiplying the value of the pulse width determination coefficient by 0.1.

결국 상기 제어부(68)는 롬(66)에 저장되어 있는 싸인파 데이터와 상기 전압레벨 검출부(67)에서 검출한 전압레벨에 따른 펄스폭 결정계수를 곱하여 펄스폭이 조정된 펄스를 구동부(69)로 출력한다.As a result, the controller 68 multiplies the sine wave data stored in the ROM 66 by a pulse width determination coefficient according to the voltage level detected by the voltage level detector 67 to drive a pulse whose pulse width is adjusted. Will output

그러면 상기 구동부(69)는 상기 제어부(68)로 부터 제공되는 펄스폭에 의해 온/오프동작을 수행하여 상기 인버터(64)로 공급되는 전압을 조절한다.Then, the driver 69 adjusts the voltage supplied to the inverter 64 by performing an on / off operation by the pulse width provided from the controller 68.

여기서 상기 전압레벨 검출부(67)는 아날로그/디지탈 변환기를 사용하여 검출하기도 하고, 비교기를 이용하여 검출할 수도 있다.In this case, the voltage level detecting unit 67 may detect using an analog / digital converter or may detect using a comparator.

이상에서와 같은 동작에 의해 역률(PFC)을 제어하고, 팜(PAM) 기능을 수행할 수 있도록 한다.By the above operation, the power factor (PFC) is controlled and the palm (PAM) function can be performed.

앞에서 설명한 바와같이 아날로그로 방식으로 제어하는 대신 디지탈로 제어함으로써, 디지탈 회로 구현시 반도체 제조공정이 간단하고, 불량률이 없기 때문에 싼 가격으로 만들 수 있다.As described above, by controlling digitally instead of analogically, the semiconductor manufacturing process is simple when the digital circuit is implemented and there is no defect rate, so it can be made at a low price.

그리고, 기억소자에 싸인파에 대한 정보를 미리 기억해둠으로써 입력전압을 피드백받기 위한 별도의 주변회로를 필요로 하지 않음으로써, 간단한 회로로 구현할 수 있다.In addition, since the information on the sine wave is stored in advance in the memory device, a separate circuit for receiving feedback of the input voltage is not required, and thus a simple circuit can be realized.

또한, 디지탈로 구성되는 제로전압 검출부(65), 롬(66), 전압레벨 검출부(67), 제어부(68) 등은 마이크로 컴퓨터와 에이직화가 쉽기 때문에 값싸게 만들 수 있다.In addition, the zero voltage detector 65, the ROM 66, the voltage level detector 67, the controller 68, etc., which are made of digital, can be made inexpensively because they can be easily converted to a microcomputer.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 입력전원에 대한 싸인파를 미리 기억소자에 기억해 둠으로써, 주변회로를 필요로 하지 않아 회로가 간단히 구현가능하고, 마이크로 컴퓨터와 에이직화가 쉽기 때문에 값싸게 만들 수 있도록 한 효과가 있다.As described in detail above, the present invention stores the sine wave for the input power in a memory device in advance, so that the circuit can be easily implemented without the need for a peripheral circuit, and can be made cheap because it is easy to integrate with a microcomputer. It has one effect.

Claims (4)

입력되는 교류전원을 정류하여 직류전압으로 만드는 정류부와, 상기 정류부의 직류전압에 포함되어 있는 교류성분을 제거하는 쵸크코일 및 평활용 콘덴서와, 상기 평활용 콘덴서에서 출력되는 직류전압을 다시 3상의 교류전원으로 변환시켜 모터에 공급하는 인버터와, 상기 평활용 콘덴서의 앞단에 병렬로 연결되어 스위칭신호에 따라 상기 평활용 콘덴서의 충,방전 동작을 제어하는 스위칭소자와, 입력되는 상용 교류전원의 제로점을 검지하는 제로전압 검출부와, 상기 평활용 콘덴서의 양단에 걸리는 전압을 검출하는 전압레벨 검출부와, 싸인파에 대한 데이터를 미리 저장하고 있는 롬과, 상기 제로전압 검출부에서 검출한 제로전압신호 출력시 롬으로 부터 해당번지로 부터 싸인파 데이터를 읽어들이고, 상기 전압레벨 검출부에서 검출한 레벨에 따라 결정되는 펄스폭 결정계수를 상기 싸인파 데이터에 곱하여 펄스폭이 조정된 펄스를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력되는 펄스에 따라 상기 스위칭소자의 온/오프시간을 제어하는 구동부를 포함한 것을 특징으로 하는 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로.The rectifier unit rectifies the AC power input to make a DC voltage, the choke coil and the smoothing capacitor to remove the AC component included in the DC voltage of the rectifying unit, and the DC voltage output from the smoothing capacitor to the three-phase alternating current. Zero point of the inverter to convert the power supply to the motor, the switching element connected in parallel to the front end of the smoothing capacitor to control the charging and discharging operation of the smoothing capacitor in accordance with the switching signal, and the commercial AC power input A zero voltage detector for detecting a voltage, a voltage level detector for detecting a voltage across the smoothing capacitor, a ROM storing data about a sine wave in advance, and a zero voltage signal detected by the zero voltage detector. The sine wave data is read from the relevant address from the ROM, and the level detected by the voltage level detector is And a control unit for outputting a pulse whose pulse width is adjusted by multiplying the pulse width determination coefficient determined by the sine wave data, and a driving unit controlling an on / off time of the switching element according to the pulse output from the control unit. Power factor improvement and palm control circuit of inverter system. 제1항에 있어서, 전압레벨 검출부는 아날로그/디지탈 변환기로 구현할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로.The power factor improvement and palm control circuit of the inverter system according to claim 1, wherein the voltage level detection unit is implemented as an analog / digital converter. 제1항에 있어서, 전압레벨 검출부는 비교기로 구현할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로.The power factor improvement and palm control circuit of claim 1, wherein the voltage level detector is implemented as a comparator. 제1항에 있어서, 롬은 0∼90°의 싸인파 데이터를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 인버터 시스템의 역률개선 및 팜 제어회로.The power factor improvement and palm control circuit of the inverter system according to claim 1, wherein the ROM stores sine wave data of 0 to 90 degrees.
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