KR20020071616A

KR20020071616A - 인버터 시스템

Info

Publication number: KR20020071616A
Application number: KR1020010011764A
Authority: KR
Inventors: 김창범
Original assignee: 엘지전자주식회사
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-13

Abstract

방열판의 온도변화에 따라 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 가변시켜 인버터부의 동작을 제어할 수 있도록 한 인버터 시스템에 관한 것으로서, 압축기 및 방열판을 구비한 인버터 시스템에 있어서, 교류전원을 공급하는 전원부와, 전원부에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터부와, 컨버터부에서 변환된 직류전원을 입력받아 3상 교류전원으로 변환하고 소정 펄스가 입력되면 입력된 펄스의 주파수에 따라 변환된 3상 교류전원을 압축기로 스위칭시키는 인버터부와, 인버터부의 동작에 따라 발생되는 방열판의 온도변화를 감지하기 위한 온도감지부와, 온도감지부에서 감지된 방열판 온도를 입력받아 입력된 방열판 온도가 기 설정온도 이상인지 여부를 판단하여 인버터부에 인가되는 펄스의 주파수를 증가 또는 감소시켜 인버터부의 동작을 가변시키기 위한 마이컴을 포함하여 구성되므로 방열판의 온도변화에 따라 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 가변시켜 인버터부의 동작을 제어함으로써 제품의 전자기소음을 감소시키고 효율을 증대시킬 수 있으며, 인버터부 내부의 파워소자 과열로 인한 제품 손상을 방지할 수 있다.

Description

인버터 시스템 {INVERTER SYSTEM}

본 발명은 인버터 시스템에 관한 것으로, 특히 방열판의 온도변화에 따라 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 가변시켜 인버터부를 효율적으로 동작시킴으로써 파워소자의 과열로 인한 제품손상을 방지할 수 있도록 한 인버터 시스템에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 인버터 시스템을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 방열판의 온도와 PWM 펄스의 캐리어 주파수의 관계를 나타낸 그래프이다.

종래 기술에 따른 인버터 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 교류전원을 공급하기 위한 전원부(1)와, 상기 전원부(1)에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 출력하는 컨버터부(2)와, 상기 컨버터부(2)에서 출력되는 직류전원을 입력받아 3상 교류전원으로 변환하고 소정 주파수를 갖는 펄스가 입력되면 상기 변환된 3상 교류전원을 압축기(5)로 스위칭시키기 위한 인버터부(3)와, 소정 주파수를 갖는 펄스를 출력하여 상기 인버터부(3)가 동작되도록 제어하는 마이컴(4)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 인버터 시스템의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 컨버터부(2)는 전원부(1)에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 인버터부(3)로 전송한다.

이어서 상기 인버터부(3)는 상기 컨버터부(2)에서 변환된 직류전원을 입력받아 3상 교류전원으로 변환하고, 마이컴(4)의 제어신호에 따라 소정 주파수를 갖는 펄스 즉, PWM 펄스가 입력되면 상기 변환된 3상 교류전원을 압축기(5)로 스위칭시킨다.

여기서 상기 인버터부(3)는 상기 마이컴(4)에서 출력되는 소정 주파수 즉, 일정 캐리어 주파수(Carrier Frequency)를 갖는 PWM 펄스를 입력받아 동작되며, 상기 PWM 펄스의 캐리어 주파수에 따라 상기 3상 교류전원을 상기 압축기(5)로 스위칭시키는 횟수가 가변된다.

즉, 상기 마이컴(4)에서 출력되는 PWM 펄스의 캐리어 주파수가 높으면 상기 인버터부(3)는 빠르게 스위칭하고 이로 인해 전자기소음을 감소시키며 제품의 효율을 향상시키는 반면에 스위칭회수 증가로 인해 내부의 파워소자(도시생략) 발열을 증가시킴으로써 해당 파워소자(도시생략)를 손상시킨다.

결국, 상기 인버터부(3)에 인가되는 PWM 펄스의 캐리어 주파수가 높게 설정되면, 스위칭회수 증가로 인해 내부의 파워소자(도시생략)를 과열시키고 이로 인해 방열판(6) 온도 상승 및 내부의 파워소자(도시생략)를 손상시킨다.

또한, 상기 마이컴(4)에서 출력되는 PWM 펄스의 캐리어 주파수가 낮으면 상기 인버터부(3)의 스위칭회수가 감소되어 스위칭에 따른 손실을 감소시키는 반면, 전자기소음이 증가되고 효율이 떨어지게 된다.

여기서 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인버터부(3)는 방열판(6)의 온도 증가에 관계없이 상기 마이컴(4)에서 출력되는 일정 캐리어 주파수를 갖는 PWM 펄스를 입력받아 동작된다.

이상에서 설명한 종래 기술에 따른 인버터 시스템은 인버터부가 낮은 캐리어 주파수로 고정된 PWM 펄스를 입력받아 동작할 경우 해당 제품에 전자기소음이 발생함과 동시에 제품의 효율성이 떨어지게 되며 또한, 방열판의 온도변화에 관계없이 높은 캐리어 주파수로 고정된 PWM 펄스를 입력받아 동작할 경우에는 내부의 파워소자가 과열되어 제품이 손상되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 방열판의 온도변화에 따라 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 가변시켜 인버터부의 동작을 제어함으로써 제품의 전자기소음 감소, 효율 향상 및 파워소자의 과열로 인한 제품손상을 방지할 수 있도록 한 인버터 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도

도 2는 도 1에 도시된 방열판의 온도와 PWM 펄스의 캐리어 주파수의 관계를 나타낸 그래프

도 3은 본 발명에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도

도 4는 본 발명에 따른 인버터 시스템에서 방열판 온도와 PWM 펄스의 캐리어 주파수의 관계를 일 실시예로 나타낸 그래프

도 5는 본 발명에 따른 인버터 시스템에서 방열판의 온도변화에 따른 PWM 펄스의 캐리어 주파수 가변관계를 나타낸 그래프

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전원부 20 : 컨버터부

30 : 인버터부 40 : 방열판

50 : 온도감지부 60 : 마이컴

70 : 압축기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 시스템은 압축기 및 방열판을 구비한 인버터 시스템에 있어서, 교류전원을 공급하는 전원부와, 전원부에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터부와, 컨버터부에서 변환된 직류전원을 입력받아 3상 교류전원으로 변환하고 소정 펄스가 입력되면 입력된 펄스의 주파수에 따라 변환된 3상 교류전원을 압축기로 스위칭시키는 인버터부와, 인버터부의 동작에 따라 발생되는 방열판의 온도변화를 감지하기 위한 온도감지부와, 온도감지부에서 감지된 방열판 온도를 입력받아 입력된 방열판 온도가 기 설정온도 이상인지 여부를 판단하여 인버터부에 인가되는 펄스의 주파수를 증가 또는 감소시켜 인버터부의 동작을 가변시키기 위한 마이컴을 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인버터 시스템을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인버터 시스템에서 방열판 온도와 캐리어주파수의 관계를 일 실시예로 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명에 따른 인버터 시스템에서 방열판의 온도변화에 따른 PWM 펄스의 캐리어 주파수 가변관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 인버터 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 압축기 및 방열판을 구비한 인버터 시스템에 있어서, 교류전원을 공급하는 전원부(10)와, 상기 전원부(10)에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터부(20)와, 상기 컨버터부(20)에서 변환된 직류전원을 입력받아 3상 교류전원으로 변환하고 소정 펄스가 입력되면 입력된 펄스의 주파수에 따라 상기 변환된 3상 교류전원을 상기 압축기(70)로 스위칭시키는 인버터부(30)와, 상기 인버터부(30)의 동작에 따라 발생되는 상기 방열판(40)의 온도변화를 감지하기 위한 온도감지부(50)와, 상기 온도감지부(50)에서 감지된 방열판 온도를 입력받아 입력된 방열판 온도가 기 설정온도 이상인지 여부를 판단하여 상기 인버터부(30)에 인가되는 펄스의 주파수를 증가 또는 감소시켜 상기 인버터부(30)의 동작을 가변시키기 위한 마이컴(60)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 인버터 시스템의 동작을 상세히 설명하면다음과 같다.

먼저, 컨버터부(20)는 전원부(10)에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 인버터부(30)로 전송한다.

이어서 상기 인버터부(30)는 상기 컨버터부(20)에서 변환된 직류전원을 입력받아 3상 교류전원으로 변환하고 마이컴(50)의 제어신호에 따라 출력되는 소정의 캐리어 주파수를 갖는 PWM 펄스가 입력되면, 상기 변환된 3상 교류전원을 압축기(70)로 스위칭시킨다.

여기서 상기 인버터부(30)의 스위칭회수는 입력되는 PWM 펄스의 캐리어 주파수에 따라 가변된다.

즉, 상기 PWM 펄스의 캐리어 주파수가 높으면 스위칭회수가 증가되고, 반면에 캐리어 주파수가 낮으면 스위칭회수가 감소된다.

이어서 상기 인버터부(30)의 동작에 따라 내부의 파워소자(도시생략) 발열량이 가변되고 이로 인해 방열판(40)의 온도가 변화된다.

이때, 온도감지부(50)는 상기 방열판(40)의 온도변화를 감지하여 상기 마이컴(60)으로 전송한다.

이어서 상기 마이컴(60)은 상기 온도감지부(50)에서 감지된 상기 방열판(40)의 온도가 기 설정온도 이상이지 여부를 판단하고 판단결과에 따라 상기 인버터부(30)로 출력되는 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 가변시켜 상기 인버터부(30)의 동작을 제어한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 마이컴(60)은 상기 온도감지부(50)에서감지된 상기 방열판(40)의 온도가 기 설정온도(예를 들어, 75℃) 이하이면, 상기 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 증가시켜 상기 인버터부(30)로 출력한다.

이어서 상기 인버터부(30)는 상기 마이컴(60)의 제어신호에 따라 출력되는 PWM 펄스를 입력받아 빠르게 스위칭하여 제품의 전자기소음을 감소시키고 효율을 향상시킨다.

이때, 상기 인버터부(30)가 빠르게 스위칭하므로 인해 내부의 파워소자(도시생략) 발열량이 증가되어 상기 방열판(40)의 온도가 상승하면 이를 상기 온도감지부(50)가 감지하여 상기 마이컴(60)으로 전송한다.

이어서 상기 마이컴(60)은 상기 온도감지부(50)에서 감지되는 방열판 온도가 기 설정온도 이상이면, 상기 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 감소시켜 상기 인버터부(30)로 출력한다.

그리고 상기 인버터부(30)는 상기 마이컴(60)에서 출력되는 PWM 펄스를 입력받아 스위칭회수를 감소시킴으로써 내부의 파워소자(도시생략) 발열량을 감소시키고, 이로 인해 상기 방열판(40)의 온도 또한, 감소된다.

여기서 상기 방열판(40)의 온도변화에 따른 상기 PWM 펄스의 캐리어 주파수 변화는 도 5에 도시된 바와 같이 반비례 관계가 있다.

또한, 상기 인버터부(30)가 감소된 캐리어 주파수에 따라 안정적으로 동작하는 동안에 상기 온도감지부(50)에서 감지된 상기 방열판(40)의 온도가 기 설정온도 이상이면, 상기 마이컴(60)은 상기 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 다시 감소시켜 상기 인버터부(30)로 출력한다.

그리고 상기 인버터부(30)는 입력되는 PWM 펄스에 따라 스위칭하여 내부의 파워소자(도시생략) 발열량을 감소시키며, 이로 인해 상기 방열판(40)의 온도 또한 감소된다.

이때, 상기 온도감지부(50)는 상기 방열판(40)의 온도변화를 감지하여 상기 마이컴(60)으로 전송하고 상기 마이컴(60)은 상기 온도감지부(50)에서 감지된 방열판 온도가 기 설정온도 이상인지 여부를 판단하여 판단결과 해당 방열판 온도가 기 설정온도 이하이면, 다시 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 증가시켜 상기 인버터부(30)로 전송한다.

결국, 상기 마이컴(60)은 상기 온도감지부(50)에서 감지되는 방열판 온도가 기 설정온도 이상인지 여부를 판단하여 판단결과에 따라 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 가변시켜 상기 인버터부(30)로 출력하고, 이어 상기 인버터부(30)는 상기 마이컴(60)에서 출력되는 PWM 펄스에 따라 동작함으로써 과열로 인한 파워소자(도시생략)의 손상을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 인버터 시스템은 방열판의 온도변화에 따라 PWM 펄스의 캐리어 주파수를 가변시켜 인버터부의 동작을 제어함으로써 제품의 전자기소음을 감소시키고 효율을 증대시킬 수 있으며, 인버터부 내부의 파워소자 과열로 인한 제품손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

압축기 및 방열판을 구비한 인버터 시스템에 있어서,

교류전원을 공급하는 전원부;

상기 전원부에서 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터부;

상기 컨버터부에서 변환된 직류전원을 입력받아 3상 교류전원으로 변환하고 소정 펄스가 입력되면 입력된 펄스의 주파수에 따라 상기 변환된 3상 교류전원을 상기 압축기로 스위칭시키는 인버터부;

상기 인버터부의 동작에 따라 발생되는 상기 방열판의 온도변화를 감지하기 위한 온도감지부; 그리고,

상기 온도감지부에서 감지된 방열판 온도를 입력받아 입력된 방열판 온도가 기 설정온도 이상인지 여부를 판단하여 상기 인버터부에 인가되는 펄스의 주파수를 증가 또는 감소시켜 상기 인버터부의 동작을 가변시키기 위한 마이컴을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인버터 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 소정 펄스는 PWM 펄스임을 특징으로 하는 인버터 시스템.