KR20010037407A - 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템에 이상이 발생했을때, 시스템 내부의 각 회로부의 동작을 강제로 제어할 수 있는 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법에 관한 것이다. 본 발명은 정상운전상태에서 DC 링크 전압, 실외배관온도, 실내배관온도 등에 의해서 압축기, 실외팬, 실내팬의 이상동작을 검출하고, 이상과열발생에 따른 파워소자들의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

인버터 공기조화기의 파워소자보호방법{Inverter air conditioner power device protection method}
본 발명은 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템에 이상이 발생했을때, 시스템 내부의 각 회로부의 동작을 강제로 제어할 수 있는 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법에 관한 것이다.
인버터 공기조화기는, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 열교환기(10)로 구성된 실내기(20)와, 압축기(64) 및 열교환기(15) 등으로 구성된 실외기(30)로 분리되고 있다. 상기 실내기(20)와 실외기(30)에는 각 구성을 제어하기 위한 마이크로프로세서(13,50)가 내장되며, 실내기(20)에 내장된 마이크로프로세서(13)와 실외기(30)에 내장된 마이크로프로세서(50)는 서로간의 제어를 위하여 필요할때 데이터를 송수신한다.
상기 구성의 인버터 공기조화기의 난방운전은 상기 실내측 열교환기(10)에 고압고온의 냉매가 흐르고, 상기 냉매가 열교환기(10)를 순환하는 공기에 열을 방출하므로서, 실내측으로 따뜻한 바람이 토출되므로서 이루어진다. 그리고 실외측 열교환기(15)는 상기 동작과 반대의 동작을 수행한다.
그리고 냉방운전시에는 상기 실내측 열교환기(10)에 저온고압의 냉매가 흐르고, 상기 냉매가 열교환기(10)를 순환하는 공기에 포함된 열을 흡수하므로서, 실내측으로 차가운 바람이 토출된다. 그리고 실외측 열교환기(15)는 상기 동작과 반대의 동작을 수행한다.
다음은 도 2를 참조해서 인버터 공기조화기의 실외기의 압축기 제어동작에 대해서 설명한다.
인버터 공기조화기의 실외기는 실내기와 통신을 수행하기 위한 통신회로(70)를 구비한다. 상기 통신회로(70)는 마이크로프로세서(50)와 연결되어, 실내기와의 데이터 송수신을 수행한다. 또한, 인버터 공기조화기의 실외기는, 냉방/난방의 절환 동작을 위한 4방변 및 팬(66)과, 상기 4방변 및 팬(66)의 동작 제어를 위한 릴레이 구동부(68)를 포함한다. 또한, 센서(54)를 통해서 실외 배관온도를 검출하고, 검출된 온도를 전기신호로 변환시켜서 상기 마이크로프로세서(50)에 인가하는 실외배관온도검지부(52)와, 센서(56)를 통해서 실외온도를 검출하고, 검출된 실외온도를 전기신호로 변환시켜서 상기 마이크로프로세서(50)에 인가하는 실외온도검지부(56)를 포함한다.
또한, 인버터 공기조화기의 실외기는, 교류전원(72)을 입력하고, 입력된 교류전원에 포함된 노이즈를 필터링하는 노이즈 필터(74)와, 상기 필터(74)를 통해서 인가되는 교류전원에 흐르는 총합전류를 검지하여, 시스템의 사용 전류를 감지하는 전류 트랜스포머(76)와, 상기 전류 트랜스포머(76)의 출력을 정류시켜서 DC전압을 마이크로 프로세서(50)에 인가하는 정류회로(77)를 포함한다.
인버터 공기조화기의 실외기는, 교류전원(72)을 정류하는 정류회로(78)와, 상기 정류회로(78)의 출력으로부터 역률을 개선하는 역률개선회로(84)와, 상기 역률개선회로(84)에 입력되는 전압과 전류의 위상이 일치하도록 상기 역률개선회로(84) 내부의 IGBT 소자의 동작 제어를 위한 PFC 제어회로(83)와, 상기 역률개선회로(84)의 출력으로부터 DC전압을 일정크기 이상으로 승압시켜서 출력하는 DC 승압부(82)를 포함한다. 그리고 상기 DC 승압부(82)에서 승압된 DC 전압을 검지하고, 검지된 DC전압을 마이크로 프로세서(50)에 인가하는 출력전압검지부(80)를 포함하고 있다.
또한, 인버터 공기조화기의 실외기는, 상기 마이크로프로세서(50)의 출력신호에 의해서 압축기(64)를 구동하기 위한 IPM 구동부(60) 및 IPM(62)을 포함하고 있다. 상기 마이크로프로세서(50)는 시스템 입력전에 의해서 결정된 운전주파수에 기초해서 압축기의 구동전압을 결정한다.
즉, 마이크로프로세서(50)는 결정된 운전주파수에 따라서 필요한 크기의 압축기(64) 구동전압이 발생될 수 있도록, 압축기(64)의 동작 제어를 위한 신호(U,V,W,U#,V#,W#)를 출력한다. 상기 마이크로프로세서(50)의 출력신호에 의해서 IPM구동제어부(60)는 IPM(62) 내부의 IGBT 소자 제어를 위한 하이/로우신호를 출력한다. 상기 신호에 의해서 IPM(62) 내부의 IBGT 소자가 온/오프 동작을 수행할때, 상기 DC 승압부(82)에서 승압된 DC 전압이 3상 교류 전원으로 전환되면서 압축기(64)를 구동시키게 된다.
그리고 인버터 공기조화기는, 상기 파워 소자들(IGBT, IPM, DIODE)이 장착된 방열판 상에 장착되어서 소정온도 이상시에 오프되는 바이메탈써모스테트(90)와, 상기 바이메탈써모스테트(90)의 출력에 의해서 방열판 온도를 검지하는 온도검지부(92)를 포함하며, 상기 온도검지부(92)는 검출된 온도를 마이크로프로세서(50)에 전달한다.
다음은 상기 구성으로 이루어진 인버터 공기조화기의 실외기에서 압축기 동작 제어과정에 대해서 설명한다.
마이크로프로세서(50)는 통신회로(72)를 통해서 실내기측으로부터 운전지시를 받게 된다. 즉, 사용자가 선택한 냉방운전 또는 난방운전에 따라서 실내기측은 냉방사이클 또는 난방사이클의 운행을 위한 지시를 하고, 그 지시가 통신회로(70)를 통해서 마이크로프로세서(50)에 입력된다. 이때, 실내기 측에서 시스템 내부로 입력되는 실내온도 등에 따라서 결정된 압축기(64)의 운전주파수도 통신회로(70)를 마이크로프로세서(50)에 입력된다.
이후, 상기 마이크로프로세서(50)는 기결정된 압축기 운전주파수에 따라 압축기 구동전압을 결정하고, 결정된 구동전압으로 압축기의 구동이 이루어질 수 있는 제어를 수행한다.
한편, 실외기에 입력된 상용교류전원(72)은 정류회로(78)에 공급되고, 상기 정류회로(78)는 입력되는 교류전원을 DC 전압으로 1차 정류시킨다. 상기 정류회로(78)에서 정류된 DC전압은 역률개선회로(84)에 인가되면, 상기 역률개선회로(84)는 PFC 제어회로(83)의 제어를 받아서 전압과 전류의 위상이 일치할 수 있도록 입력전압을 출력한다. 이렇게해서 역률 개선된 전압은 DC 승압부(82)에 인가되고, 상기 DC 승압부(82)는 입력전압을 계속해서 충전하다가 일정시점에서 방전을 수행하여, 고전력의 DC전압을 발생하는 것이다.
이렇게 발생된 고전력의 DC 전압은 IPM(62) 내부의 각 IGBT 소자에 인가되는데, 상기 IPM(62) 내부의 IGBT 소자는 기결정된 운전주파수에 의해서 온/오프 제어된다.
즉, 마이크로프로세서(50)는 통신회로(70)를 통해서 실내기 측으로부터 설정되어 전송된 압축기의 운전주파수를 인지하고, 상기 운전주파수에 따라서 설정된 압축기의 구동전압을 인식한다. 그리고 상기 인식된 압축기의 구동전압이 발생될 수 있도록, 신호(U,V,W,U#,V#,W#)를 출력한다. 상기 신호(U,V,W,U#,V#,W#)는 IPM 구동부(60)에 인가되고, IPM 구동부(60)는 입력된 신호에 기초해서 IPM(62) 내부의 IGBT 소자들의 온/오프 제어를 위한 하이/로우신호를 출력한다. 이렇게 해서 상기 IPM(62) 내부 IGBT 소자들의 온/오프 동작을 수행할때, 상기 IGBT 소자에 인가된 고전력의 DC 전압이 3상 교류전원으로 전환되면서 압축기(64)를 구동시키는 것이다.
상기 과정을 통해서 압축기(64)의 구동이 제어되는 중, 시스템 이상으로부터 실외팬(66)이 고장나면, 열교환기의 열교환동작이 일어나지 않게 되면서, 실외 배관온도가 계속해서 상승하게 된다. 이처럼 실외 배관온도가 계속해서 상승하게 되면, 사이클 발란스가 깨지면서, 운전전류가 급상승하게 되고, 압축기를 구동하는 인버터소자 및, 역률개선회로(84) 내의 파워소자가 파손되는 일이 발생된다.
즉, 냉방운전시에, 상기 실외팬(66)은 외부의 차가운 공기를 유입하고, 유입된 차가운 공기가 열교환기를 경유하는 배관의 높은 열을 뺏은후 배출되도록 하는 동작을 수행한다. 그러나 상기 실외팬(66)이 고장나면, 상기 열교환기를 경유하는 배관의 온도가 계속해서 고온 상태를 유지하게 되고, 따라서 실외 배관온도가 계속해서 상승하면서 사이클 발란스가 깨지는 것이다.
상기 실외팬 고장과 같은 시스템 이상이 발생했을때, 실외배관온도가 계속 상승되고, 사이클 발란스가 깨지면서, 운전전류가 급상승될때, IGBT, IPM, DIODE 등의 파워소자를 장착하고 있는 방열판의 온도가 상승된다.
따라서 종래의 인버터 공기조화기에서는 상기 바이메탈써모스테트(90)를 통해서 방열판의 온도를 감지하도록 하고, 상기 방열판의 온도가 일정 온도 이상으로 상승했을때, 상기 바이메탈써모스테트(90)가 오프되면서 압축기의 구동을 정지하도록 제어하고 있다.
통상, 방열판에 부착된 바이메탈써모스태트(90)의 정격온도는 75℃ ±5℃로 설정되어 있다. 따라서 시스템의 이상 동작이 발생하여 파워 소자가 과열되면, 상기 바이메탈써모스태트 온도검지부(92)에서 이를 검지하여, 마이크로프로세서(50)에 신호를 출력시켜, 스위칭소자를 비롯한 파워소자, 압축기를 즉시 오프시키도록 제어하고 있다.
그러나 상기 바이메탈써모스태트(90)에 의하여 시스템 이상을 감지하고, 그에 따른 제어를 수행하는 시점은, 이미 방열판의 온도가 과열된 상태이다. 따라서 방열판의 온도를 감지하여 마이크로프로세서(50)에 이상발생을 판단하고 신호를 출력해서 스위칭소자를 비롯한 파워소자, 압축기를 즉시 오프시킬 때는 이미 소자들의 파손된 후가 될 수 있는 것이다. 따라서 종래의 시스템에서는 시스템 이상을 즉시 발견하지 못하여, 고가의 파워소자들을 파손시키는 문제점이 발생되었다.
이 외에도 압축기의 고장이 발생되었을때, 압축기 부하가 급격히 떨어지면서, 상기 DC 승압부(82)에서 출력되는 DC 전압이 정상적으로 소모되지 못하게 된다. 이때, DC 피크 전류값이 상승되면서, IPM 내부의 IGBT 소자 및 역률개선회로(84) 내부의 IGBT 소자의 전류가 급상승된다. 이렇게 전류가 급상승되므로서, 방열판 온도가 상승되고, 또한 이미 급상승된 전류에 의해서 각 회로 내부의 IGBT 소자가 파손되는 일이 발생되었다.
상기 경우에 있어서도, 종래의 시스템은 바이메탈써모스테트(90)에 의한 온도 감지외에 다른 제어방법이 없으므로서, 시스템 내부의 여러 파워소자들을 파손시키는 문제점이 발생되는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은, 시스템 이상을 빠르게 검출해서 파워소자들의 파손에 따른 경제적 손실 및 제품의 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 인버터 공기조화기의 구성도,
도 2는 일반적인 인버터 공기조화기의 실외기 구성도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법을 도시하는 흐름도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인터버 공기조화기의 파워소자보호방법을 도시하는 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10,15 : 열교환기 13 : 마이크로프로세서
50 : 마이크로프로세서 20 : 실내기
30 : 실외기 54,58,90: 센서
52 : 실외배관온도감지부 56 : 실외온도감지부
62 : IPM 64 : 압축기
66 : 팬 및 사방변 68 : 릴레이구동부
70 : 통신회로 72 : 교류전원
74 : 노이즈필터 76 : 전류트랜스포머
77,78 : 정류회로 80 : 출력전압감지부
82 : DC 승압부 83 : PFC 제어회로
84 : 역률개선회로 60 : IPM 구동제어부
92 : 방열판온도검지부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법은, 정상운전이 이루어지고 있는지를 판단하는 단계와; 정상운전이 아닐때, 압축기의 동작을 오프시키는 단계와; 소정시간이 경과 후, 압축기를 재운전시키는 단계와; 압축기의 재운전 후, 동일한 조건으로 비정상운전이 판단되면, 시스템 에러를 디스플레이하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 정상운전 판단은, 압축기 구동상태에서 DC 전압의 크기에 의해서 이루어지고, 이때의 시스템 에러는 압축기 고장에 의한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 정상운전 판단은, 실외배관온도에 의해서 이루어지고, 이때의 시스템 에러는 실외팬 고장에 의한 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 정상운전 판단은, 실내배관온도에 의해서 이루어지고, 이때의 시스템 에러는 실내팬 고장에 의한 것임을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조해서 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법을 도시하는 흐름도이다. 본 발명의 설명 중에 필요한 인버터 공기조화기의 구성에 대해서는 도 2를 참조해서 설명한다.
마이크로프로세서(50)는 통신회로(72)를 통해서 실내기측으로부터 운전지시를 받게 된다. 즉, 사용자가 선택한 냉방운전 또는 난방운전에 따라서 실내기측은 냉방사이클 또는 난방사이클의 운행을 위한 지시를 하고, 그 지시가 통신회로(70)를 통해서 마이크로프로세서(50)에 입력된다. 이때, 실내기 측에서 시스템 내부로 입력되는 교류전원에 따라서 결정된 압축기(64)의 운전주파수도 통신회로(70)를 마이크로프로세서(50)에 입력된다.
이후, 상기 마이크로프로세서(50)는 기결정된 압축기 운전주파수에 따라 압축기 구동전압을 결정하고, 결정된 구동전압으로 압축기의 구동이 이루어질 수 있는 제어를 수행한다.
한편, 실외기에 입력된 상용교류전원(72)은 정류회로(78)에 공급되고, 상기 정류회로(78)는 입력되는 교류전원을 DC 전압으로 1차 정류시킨다. 상기 정류회로(78)에서 정류된 DC전압은 역률개선회로(84)에 인가되면, 상기 역률개선회로(84)는 PFC 제어회로(83)의 제어를 받아서 전압과 전류의 위상이 일치할 수 있도록 입력전압을 출력한다. 이렇게해서 역률 개선된 전압은 DC 승압부(82)에 인가되고, 상기 DC 승압부(82)는 입력전압을 계속해서 충전하다가 일정시점에서 방전을 수행하여, 고전력의 DC전압을 발생하는 것이다.
이렇게 발생된 고전력의 DC 전압은 IPM(62) 내부의 각 IGBT 소자에 인가되는데, 상기 IPM(62) 내부의 IGBT 소자는 기결정된 운전주파수에 의해서 온/오프 제어된다.
즉, 마이크로프로세서(50)는 통신회로(70)를 통해서 실내기 측으로부터 설정되어 전송된 압축기의 운전주파수를 인지하고, 상기 운전주파수에 따라서 설정된 압축기의 구동전압을 인식한다. 그리고 상기 인식된 압축기의 구동전압이 발생될 수 있도록, 신호(U,V,W,U#,V#,W#)를 출력한다. 상기 신호(U,V,W,U#,V#,W#)는 IPM 구동부(60)에 인가되고, IPM 구동부(60)는 입력된 신호에 기초해서 IPM(62) 내부의 IGBT 소자들의 온/오프 제어를 위한 하이/로우신호를 출력한다. 이렇게 해서 상기 IPM(62) 내부 IGBT 소자들의 온/오프 동작을 수행할때, 상기 IGBT 소자에 인가된 고전력의 DC 전압이 3상 교류전원으로 전환되면서 압축기(64)를 구동시키는 것이다.
상기 과정을 통해서 압축기(64)의 구동이 제어되는 중, 마이크로프로세서(50)는 시스템의 이상 감지를 위해서 압축기의 운전주파수가 12Hz 이상 조건인지를 판단한다(제 100 단계). 상기 압축기는 대부분의 경우 운전주파수가 12Hz 이상에서 운전되며, 상기 12Hz 이하의 조건은 압축기가 정지상태에 있는 것과 거의 마찬가지이다.
상기 제 100 단계에서 압축기의 운전주파수가 12Hz보다 클때, 상기 DC 승압부(82)에서 승압되어서 출력전압검지부(80)에서 검출되는 DC 전압이 350볼트 이상인지를 판단한다(제 103 단계). 만일, 압축기가 정상적으로 운전되고 있으면, 검출되는 DC 전압은 350볼트 이상에 존재하기 때문이다. 따라서 상기 제 103 단계의 판단은, 압축기의 정상운전상태인지를 판단하는 것이다.
상기 제 103 단계에서 압축기의 운전이 비정상상태라고 판단되면, 마이크로프로세서(50)는 강제로 압축기의 동작을 오프시킨다(제 106 단계). 즉, 마이크로프로세서(50)에서 출력되는 신호(U,V,W,U#,V#,W#)를 제어하여 IPM(62) 내부의 IGBT 소자의 동작을 오프시킨다.
상기 제 106 단계에서 압축기의 동작이 오프된 후, 소정시간(약 2분)이 경과되면(제 109 단계), 마이크로프로세서(50)는 압축기(64)를 재운전시킨다(제 115 단계).
상기 압축기의 재운전이 수행된 후에도, 상기 제 100 단계에서의 운전주파수 12Hz 이상 조건, 제 103 단계에서의 DC 링크전압 350볼트 이하 조건에 일치하면, 압축기의 동작을 오프시키고, 소정시간 경과 후 재운전시키는 동작을 반복해서 수행한다.
그리고 압축기의 재운전횟수가 소정시간(1시간) 이내에 5회 이상 발생하면(제 112 단계), 마이크로프로세서(50)는 압축기의 고장에 따른 에러가 발생되었다고 판단한다(제 118 단계).
이후, 마이크로프로세서(50)는, 압축기의 고장 에러를 디스플레이하고(제 121 단계), 압축기 제어를 위하여 IPM 구동부(60)에 인가하는 PWM신호를 오프시킨다. 또한, 역률개선회로(84)의 동작 제어를 위해서 PFC 제어회로(83)에 인가하는 신호도 오프시키므로써, IPM(62) 내부의 IGBT 소자 및 역률개선회로(84) 내부의 IGBT 소자의 파손을 방지한다.
다음, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법을 도시하는 흐름도이다.
마이크로프로세서(50)는 통신회로(72)를 통해서 실내기측으로부터 운전지시를 받게 된다. 즉, 사용자가 선택한 냉방운전 또는 난방운전에 따라서 실내기측은 냉방사이클 또는 난방사이클의 운행을 위한 지시를 하고, 그 지시가 통신회로(70)를 통해서 마이크로프로세서(50)에 입력된다. 이때, 실내기 측에서 시스템 내부로 입력되는 교류전원에 따라서 결정된 압축기(64)의 운전주파수도 통신회로(70)를 마이크로프로세서(50)에 입력된다.
이후, 상기 마이크로프로세서(50)는 기결정된 압축기 운전주파수에 따라 압축기 구동전압을 결정하고, 결정된 구동전압으로 압축기의 구동이 이루어질 수 있는 제어를 수행한다.
한편, 실외기에 입력된 상용교류전원(72)은 정류회로(78)에 공급되고, 상기 정류회로(78)는 입력되는 교류전원을 DC 전압으로 1차 정류시킨다. 상기 정류회로(78)에서 정류된 DC전압은 역률개선회로(84)에 인가되면, 상기 역률개선회로(84)는 PFC 제어회로(83)의 제어를 받아서 전압과 전류의 위상이 일치할 수 있도록 입력전압을 출력한다. 이렇게해서 역률 개선된 전압은 DC 승압부(82)에 인가되고, 상기 DC 승압부(82)는 입력전압을 계속해서 충전하다가 일정시점에서 방전을 수행하여, 고전력의 DC전압을 발생하는 것이다.
이렇게 발생된 고전력의 DC 전압은 IPM(62) 내부의 각 IGBT 소자에 인가되는데, 상기 IPM(62) 내부의 IGBT 소자는 기결정된 운전주파수에 의해서 온/오프 제어된다.
즉, 마이크로프로세서(50)는 통신회로(70)를 통해서 실내기 측으로부터 설정되어 전송된 압축기의 운전주파수를 인지하고, 상기 운전주파수에 따라서 설정된 압축기의 구동전압을 인식한다. 그리고 상기 인식된 압축기의 구동전압이 발생될 수 있도록, 신호(U,V,W,U#,V#,W#)를 출력한다. 상기 신호(U,V,W,U#,V#,W#)는 IPM 구동부(60)에 인가되고, IPM 구동부(60)는 입력된 신호에 기초해서 IPM(62) 내부의 IGBT 소자들의 온/오프 제어를 위한 하이/로우신호를 출력한다. 이렇게 해서 상기 IPM(62) 내부 IGBT 소자들의 온/오프 동작을 수행할때, 상기 IGBT 소자에 인가된 고전력의 DC 전압이 3상 교류전원으로 전환되면서 압축기(64)를 구동시키는 것이다.
상기 과정을 통해서 압축기(64)의 구동이 제어되는 중, 마이크로프로세서(50)는 시스템 이상감지를 위해서 다음의 동작을 수행한다.
우선, 현재의 운전모드가 난방운전인지 판단한다(제 200 단계).
상기 제 200 단계에서 난방운전이 아닌 냉방운전이라고 판단되면, 실외배관온도를 검출한다. 상기 실외배관온도는 온도센서(54)를 통해서 검출된 실외배관온도가 실외배관온도검지부(52)를 통해서 전기적신호로 변환된 후, 입력된다. 이때 검출된 실외배관온도가 65℃ 이상이라면(제 203 단계), 마이크로프로세서는 실외팬(66)의 이상발생을 감지한다.
냉방운전시에 상기 실외팬(66)은 외부의 차가운 공기를 유입하고, 유입된 차가운 공기가 열교환기를 경유하는 배관의 높은 열을 뺏은후 배출되도록 하는 동작을 수행한다. 그러나 상기 실외팬(66)이 고장나면, 상기 열교환기를 경유하는 배관의 온도가 계속해서 고온 상태를 유지하게 되고, 따라서 실외 배관온도가 계속해서 상승하면서 사이클 발란스가 깨지는 것이다.
따라서 상기 제 203 단계에서 실외배관온도가 65℃이상일때, 마이크로프로세서는 압축기가 구동상태인지를 운전주파수의 크기에 의해서 검출하고 판단한다. 즉, 제 206 단계에서 압축기의 운전주파수가 12Hz 이상상태였다면, 압축기의 동작상태이기 때문에, 압축기를 즉시 오프시킨다(제 209 단계).
상기 제 209 단계에서 압축기(64)의 동작을 오프시킨후, 마이크로프로세서(50)는 실외팬의 고장시간을 카운트하기 시작한다(제 212 단계).
상기 제 209 단계에서 압축기의 동작이 오프된 후, 소정시간이 경과되면(제 215 단계), 마이크로프로세서(50)는 압축기(64)를 재운전시킨다(제 220 단계).
상기 압축기의 재운전이 수행된 후에도, 상기 제 203 단계에서의 실외배관온도 65℃ 이상 조건, 제 206 단계에서의 운전주파수 12Hz 이상 조건에 일치하면, 압축기의 동작을 오프시키고, 소정시간 경과 후 재운전시키는 동작을 반복해서 수행한다.
그리고 압축기의 재운전횟수가 소정시간 이내에 5회 이상 발생하면(제 218 단계), 마이크로프로세서(50)는 팬 고장에 따른 에러가 발생되었다고 판단하고, 팬 고장 에러를 디스플레이한다(제 221 단계). 그리고 압축기 제어를 위하여 IPM 구동부(60)에 인가하는 PWM신호를 오프시킨다. 또한, 역률개선회로(84)의 동작 제어를 위해서 PFC 제어회로(83)에 인가하는 신호도 오프시키므로써, IPM(62) 내부의 IGBT 소자 및 역률개선회로(84) 내부의 IGBT 소자의 파손을 방지한다.
그러나 압축기의 재운전이 수행된 후, 제 212 단계에서 카운트를 시작한 팬고장시간 60분 이내에 상기 제 203 단계에서의 실외배관온도 65℃ 이상 조건, 제 206 단계에서의 운전주파수 12Hz 이상 조건을 벗어나면(제 227 단계), 압축기 재시동을 카운트하는 횟수를 클리어시키면서(제 230 단계), 압축기의 정상운전을 제어한다.
다음, 제 200 단계에서 현재의 운전모드가 난방운전 중일때, 마이크로프로세서(50)는 실내 배관온도를 검출한다. 이때 검출된 실내배관온도가 62℃ 이상이라면(제 233 단계), 마이크로프로세서는 실내팬의 이상발생을 감지한다. 이후, 실내팬의 이상 발생 여부에 따른 동작제어는 상기 냉방운전시와 동일하게 이루어진다.
그러나 검출된 실내배관온도가 56℃와 62℃ 사이에 존재할때, 마이크로프로세서(50)는 압축기의 운전주파수를 목표운전주파수에서 2단계 낮추어서 제어하여(제 236 단계, 제 239 단계), 실내배관온도의 상승을 억제시킨다.
즉, 본 발명은 냉방운전시에는 실외배관온도를 검출하여 실외팬의 정상동작 유무를 판단하며, 이와 반대로 난방운전시에는 실내배관온도를 검출하여 실내팬의 정상동작 유무를 판단한다. 이것은, 앞서 언급하고 있는 바와 같이, 난방운전시에는 상기 실내측 열교환기(10)에 고압고온의 냉매가 흐르고, 상기 냉매가 열교환기(10)를 순환하는 공기에 열을 방출하므로서, 실내측으로 따뜻한 바람이 토출되지만, 냉방운전시에는 상기와 같은 동작이 실외측 열교환기(15)에서 일어나기 때문이다.
또한, 본 발명은 냉난방운전모드 상에서, 운전주파수가 일정주파수 이상에서, 검출되는 DC 링크 전압이 일정전압 이하일때, 압축기의 비정상 구동이라고 판단한다. 이후, 압축기의 재시동 동작에 따른 압축기의 이상을 재검출한 후, 계속해서 이상상태를 유지하면, 압축기 이상을 디스플레이한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법은, 실외배관온도의 상승 및 DC 전류의 상승을 검출하고, 압축기 또는 팬의 고장을 빨리 판단한다. 따라서 방열판이 과열되기 전에 압축기 및 역률개선회로의 동작을 오프시키므로써, 이상과열에 의한 IPM 내부의 파워소자 및 역률개선회로의 파워소자의 파손을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

  1. 정상운전이 이루어지고 있는지를 판단하는 단계와;
    정상운전이 아닐때, 압축기의 동작을 오프시키는 단계와;
    소정시간이 경과 후, 압축기를 재운전시키는 단계와;
    압축기의 재운전 후, 동일한 조건으로 비정상운전이 판단되면, 시스템 에러를 디스플레이하는 단계를 포함하여 구성되는 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정상운전 판단은, 압축기 구동상태에서 DC 전압의 크기에 의해서 이루어지고, 이때의 시스템 에러는 압축기 고장에 의한 것임을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정상운전 판단은, 실외배관온도에 의해서 이루어지고, 이때의 시스템 에러는 실외팬 고장에 의한 것임을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정상운전 판단은, 실내배관온도에 의해서 이루어지고, 이때의 시스템 에러는 실내팬 고장에 의한 것임을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 파워소자보호방법.
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