KR20060065882A - 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템 및 그과전류 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템 및 그 과전류 제어방법에 관한 것으로서, 전기기기로 3상 전원을 공급하는 인버터 모듈과, 상기 인버터 모듈에서 출력되는 전류를 바이패스하는 과전류 감지부와, 상기 과전류 감지부를 구성하는 저항의 연결상태를 온도에 따라 제어함으로서 바이패스된 전류의 값이 온도에 따라 변경되는 것이 보상되도록 하는 마이컴으로 구성되어 온도에 따라 저항값이 변하고 그에 따라 상기 과전류 감지부에서 바이패스된 전류치 역시 변화되어 과전류 감지 시 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 동시에 주변 온도별로 정확한 과전류 제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.

인버터 모듈, 과전류 감지부, 마이컴

Description

온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템 및 그 과전류 제어방법 {Power Supply System Enable of Over Current Control and the Controlling Method for the Same}

도 1은 종래 전원공급 시스템의 내부 구성이 도시된 블록도,

도 2는 본 발명에 의한 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템의 내부 구성이 도시된 블록도,

도 3은 본 발명에 의한 전원공급 시스템의 과전류 제어방법의 흐름이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

30 : 인버터 모듈 40 : 과전류 감지부

41 : 스위치 50 : 마이컴

Rsc1, Rsc2 : 저항

본 발명은 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템 및 그 과전류 제어방법에 관한 것으로서, 특히 과전류 출력 여부를 감지하고 그에 따라 인버터 모듈의 온/오프가 결정되는 전원공급 시스템이 있어서 과전류가 바이패스되는 저항의 저항값이 온도에 따라 변해도 과전류 측정이 가능한 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템 및 그 과전류 제어방법에 관한 것이다.

종래의 인버터 모듈을 이용한 전원공급 시스템을 도 1을 참고로 설명하면 다음과 같다. 이 때, 도시된 바와 같이 인버터 모듈(10)이란 u,v,w상의 상을 가지는 3상 전원을 출력하는 수단으로서 상기 인버터 모듈(10)에서 출력되는 3상 전원은 3상 모터로 공급된다.

인버터 모듈(10)에서 출력되는 각 상의 출력단은 각각 전류한계치가 있는 바, 전류한계치가 높게 설정된 인버터 모듈(10)일수록 고가의 장치이다. 그러나, 만일 모터의 부하가 증가하거나, 기타 이유로 상기 인버터 모듈(10)에서 출력되는 전원의 전류치가 설정된 전류한계치보다 높을 경우 상기 출력단이 파손된다.

따라서, 기존의 인버터 모듈을 사용하는 전원공급 시스템의 경우 도시된 바와 같이, 각 상의 출력단에 연결되어 각 상의 출력단으로 출력되는 전원의 값을 바이패스하는 과전류 감지부(20)를 더 포함하여 구성된다. 즉, 인버터 모듈(10)에서 출력되는 u,v,w 상의 전원은 각각 과전류 감지부(20)의 저항(Rsc)에 바이패스되어 도시된 바와 같이 인버터 모듈(20)의 과전류 감지단(11)으로 입력된다.

인버터 모듈(10)은 상기한 과전류 감지단(11)으로 입력된 전류에 따라 과전 류 출력 여부를 확인하고 과전류 출력 시 보호기능을 동작시켜 인버터 모듈의 동작을 차단한다.

그러나, 이러한 종래 전원공급 시스템의 경우 인버터 모듈의 주위 온도에 따라 상기 과전류 감지부의 저항(Rsc)의 값이 변하게 되며 그에 따라 바이패스되는 전류의 값이 달라진다. 따라서, 상기 인버터 모듈(10)에서 과전류라고 인식하는 전류한계치도 비선형적으로 증가/감소해야 한다는 문제점이 있다.

또한, 냉방 및 난방운전 환경처럼 외가온도의 차가 심해지는 경우 전류한계치가 변경되는 바, 실제로 과전류가 아닌 전류값에도 보호기능이 동작하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 외부 온도에 상관없이 인버터 모듈이 보장하는 허용 전류값 내에서 동작하도록 운전범위를 극대화할 수 있는 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템 및 그 과전류 제어방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템의 특징에 따르면, 전기기기로 3상 전원을 공급하는 인버터 모듈과, 상기 인버터 모듈에서 출력되는 전류를 바이패스하는 과전류 감지부와, 상 기 과전류 감지부를 구성하는 저항의 연결상태를 온도에 따라 제어함으로서 바이패스된 전류의 값이 온도에 따라 변경되는 것이 보상되도록 하는 마이컴으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 온도에 따른 전원공급 시스템의 과전류 제어방법은, 인버터 모듈에서 전기기기로 공급되는 전원이 바이패스되는 적어도 하나 이상의 저항의 연결상태가 온도에 따라 변경되는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 변경된 연결상태에 따라 인버터 모듈에서 공급되는 전원의 바이패스된 전류값이 온도에 따라 보상되는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 보상된 전류치에 따라 인버터 모듈에서 과전류가 출력되는지 확인되는 제3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템이 도시된 도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전원공급 시스템은 3상 모터 등으로 3상 전원을 공급하는 인버터 모듈(30)과, 상기 인버터 모듈(30)에서 공급되는 3상 전원을 바이패스하는 과전류 감지부(40)와, 상기 과전류 감지부를 제어하는 마이컴(50)으로 구성된다.

이 때, 상기 인버터 모듈(30)은 도시된 바와 같이, u,v,w상의 3상 전원을 외부로 출력하며, 상기 과전류 감지부(40)는 상기 u,v,w 상의 전원이 출력되는 출력단과 연결되어 출력되는 전원의 전류를 바이패스 시키는 적어도 하나 이상의 저항(Rsc1, Rsc2)으로 구성된다. 한편, u,v,w사잉 출력되는 출력단(o1,o2,o3)은 사실 인버터 모듈(30) 내부에 장착되나, 도 2에서는 편의상 인버터 모듈의 외부에 도시하였다.

또한, 상기 과전류 감지부(40)의 저항(Rsc1, Rsc2)은 온도에 따라 그 연결 상태가 변화하는데, 인버터 모듈(30)의 외부온도가 높을 경우 병렬 연결되며, 인버터 모듈(30)의 외부 온도가 낮을 경우 병렬 연결이 단락된다. 따라서, 상기 과전류 감지부(40)는 온도에 따라 저항(Rsc1, Rsc2)의 연결상태를 변경할 수 있는 스위치(41)를 더 포함하여 구성된다.

상기 마이컴(50)은 인버터 모듈(30)의 외부 온도를 측정하고 그에 따라 상기 스위치(41)의 온/오프를 제어한다. 즉, 마이컴은 인버터 모듈(30)의 외부 온도를 측정함으로서 냉방 및 난방 운전 시 전류 감지용 저항(Rsc1, Rsc2)으로 이루어지는 저항값이 달라지도록 한다.

상기 인버터 모듈(30)이 공기조화기 내부에 장착되는 공기조화기용 인버터 모듈인 경우, 외기온도가 높은 냉방운전 시 저항값을 감소시켜 바이패스 되는 전류값이 높아지게 하며, 외기온도가 낮은 난방운전시 저항값을 증가시켜 바이패스 되는 전류값이 낮아지게 한다. 따라서, 인버터 모듈의 외부 온도가 변화함에 따라 바이패스되는 전류의 값도 변하는 것이 보상되는 것이다.

다시 말해, 온도에 따라 저항값은 비선형적으로 변화한다. 따라서, 외기온도가 낮은 난방운전시 본 발명에 의한 전원시스템의 마이컴(50)은 상기 저항(Rsc1, Rsc2)의 연결을 단락함으로서 저항값을 증가시켜 바이패스 되는 전류값이 감소되게 함으로서 저항 변화에 따른 전류값의 변화를 보상한다.

한편, 상기 과전류 감지부(40)에서 바이패스된 전류는 인버터 모듈(30)의 과전류 감지단(31)으로 입력되는 바, 상기 인버터 모듈(30)은 상기 과전류 감지부(40)에서 온도에 따라 보상된 바이패스 전류값에 따라 인버터 모듈(30)의 과전류 출력 여부를 판단하고 과전류 출력 시 보호기능을 동작시켜 출력을 감소시키거나 동작을 정지시킨다.

이하, Rsc1이 56Ω이고, Rsc2가 80Ω이라고 가정할 경우 냉방 및 난방 시 과전류 감지부(40)의 저항 연결상태 및 전체 저항값을 설명한다.

먼저, 인버터 모듈(30)이 장착된 공기조화기가 냉방 운전 시 상기 마이컴(50)은 외부 온도가 설정 온도보다 높으므로 상기 과전류 감지부(40)의 스위치(41)를 온 시킨다.

이 경우 Rsc1과 Rsc2는 병렬 연결되고 전체 Rtotal의 값은 다음 수학식1과 같다.

따라서, Rtotal은 33Ω의 저항값을 가지게 되며 과전류 감지부(40)에 흐르는 전류는 증가한다.

한편, 인버터 모듈(30)이 장착된 공기조화기가 난방 운전 시 상기 마이컴(50)은 외부 온도가 설정 온도보다 낮으므로 상기 과전류 감지부(40)의 스위 치(41)를 오프 시킨다.

이 경우 Rsc1과 Rsc2는 서로 단락되고, 전제 Rtotal의 값은 다음 수학식2와 같다.

따라서, Rtotal은 Rsc1과 동일한 값이 56Ω의 값을 가지게 되면 과전류 감지부에 흐르는 전류는 감소한다.

이하, 도 3을 참고로 본 발명에 의한 전원공급 시스템의 과전류 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 단계에서 마이컴은 인버터 모듈의 외부온도를 연결된 온도계 등을 이용하여 측정한다(S1).

제2 단계에서 상기 마이컴은 상기 측정된 외부온도가 설정온도 이상인지 확인한다(S2). 이 때, 필요에 따라 본 발명에 의한 전원공급 시스템의 과전류 제어방법은 외부온도와 설정돈도를 비교하기 전에 본 인버터 모듈이 장착된 공기조화기가 냉방 모드인지 혹은 난방 모드인지 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

즉, 만일 공기조화기가 냉방모드라면 외부온도는 대략 25℃ 이상일 것인 바, 이 때 상기 설정온도는 대략 25℃ 정도로 설정될 수 있다. 한편, 만일 공기조화기가 난방모드라면 외부온도는 대략 10℃ 또는 그 이하일 것인 바, 이 때 상기 설정온도는 대략 10℃나 그 이하일 것이다. 그러므로, 상기 제2 단계에서의 설정온도는 공기조화기가 냉방모드인지 혹은 난방모드인지 확인하는 단계를 거친 후 각각 다른 값으로 설정 가능하다. 본 실시예의 경우 설정온도를 냉방/난방모드인지에 따라 구별해주는 단계를 생략하였으나, 보다 세밀한 전력제어를 위해서 냉방/난방모드 판단단계와, 설정온도값 변경단계를 더 포함 가능하다. 이 때, 냉방시에는 설정언도를 높이고, 난방시에는 설정온도를 낮춘다.

만일, 상기 제2 단계에서 외부온도가 설정온도보다 높을 경우, 제3 단계에서 상기 마이컴은 상기 과전류 감지부의 스위치를 온 시킴으로서 과전류 감지부의 저항(Rsc1, Rsc2)이 서로 병렬 연결되도록 한다(S3). 그러나, 만일 상기 제2 단계에서 외부온도가 설정온도보다 낮을 경우, 제4 단계에서 상기 마이컴은 상기 과전류 감지부의 스위치를 오프 시킴으로서 과전류 감지부의 저항(Rsc1,Rsc2)이 서로 단락되도록 한다(S4).

한편, 상기 제3,4 단계를 통해 병렬 연결 또는 단락된 저항으로 상기 인버터 모듈에서 출력된 전류가 제5 단계에서 바이패스되며(S5), 상기 바이패스된 전류는 제6 단계에서 인버터 모듈의 과전류 감지단을 통해 인버터 모듈로 재입력된다(S6).

제7 단계에서 상기 인버터 모듈은 입력된 전류가 미리 설정된 전류한계치를 초과하는 과전류인지 확인하고(S7), 만일 과전류인 경우 제8 단계에서 보호 기능을 동작시켜 인버터 모듈의 출력을 감소시기커나 인버터 모듈의 출력이 오프되도록 한다(S8). 그러나, 과전류가 아니다면 상기 제1 단계로 복귀하여 과전류 출력여부를 지속적으로 확인할 것이다.

한편, 본 발명에 의한 전원공급 시스템은 열병합 시스템에서도 적용 가능한 바, 열병합 발전 시스템이란 열병합 발전기를 이용하여 발전을 하는 동시에 그 폐열을 이용하는 시스템이다. 열병합 시스템은 엔진과, 상기 엔진에서 출력된 회전력으로 전력을 생산하는 열병합 발전기와, 상기 엔진의 폐열을 급탕이나 공기조화기 등의 열수요처로 공급하는 열공급수단으로 포함하여 구성된다. 상기 열병합 발전기에서 생산된 전력은 전등이나 공기조화기 등의 각종 전기장치를 작동시키는데 사용된다. 그리고 상기 열공급수단은 상기 엔진을 냉각시킨 냉각수의 폐열이나 엔진에서 배기된 배기가스의 폐열을 회수하여 상기 급탕이나 공기조화기에 공급한다.

이 때, 본 발명에 의한 인버터 모듈이 상기 열병합 발전기로 동작하는 경우, 본 발명의 온도별 과전류 제어방법은 열병합 시스템에서도 동일하게 적용 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템 및 그 과전류 제어방법은 전기기기로 3상 전원을 공급하는 인버터 모듈과, 상기 인버터 모듈에서 출력되는 전류를 바이패스하는 과전류 감지부와, 상기 과전류 감지부를 구성하는 저항의 연결상태를 온도에 따라 제어함으로서 바이패스된 전류의 값이 온도에 따라 변경되는 것이 보상되도록 하는 마이컴으로 구성되어 온도에 따라 저항값이 변하고 그에 따라 상기 과전류 감지부에서 바이패스된 전류치 역시 변화되어 과전류 감지 시 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 동시에 주변 온도별로 정확한 과전류 제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 전기기기로 3상 전원을 공급하는 인버터 모듈과; 상기 인버터 모듈에서 출력되는 전류를 바이패스하는 과전류 감지부와; 상기 과전류 감지부를 구성하는 저항의 연결상태를 온도에 따라 제어함으로서 바이패스된 전류의 값이 온도에 따라 변경되는 것이 보상되도록 하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 과전류 감지부는 상기 바이패스한 전류를 상기 인버터 모듈로 입력하도록 구성되며,

   상기 인버터 모듈은 상기 과전류 감지부에서 바이패스된 전류에 따라 과전류 여부를 확인하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 과전류 감지부는 상기 인버터 모듈에서 출력되는 전류가 통과하는 적어도 하나 이상의 저항과; 상기 저항이 온도에 따라 상호 병렬 연결되거나 단락되도록 하는 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 마이컴은 인버터 모듈의 외부온도가 설정치보다 높은 경우 상기 스위치를 온시킴으로서 상기 하나 이상의 저항이 상호 병렬 연결되도록 하고, 외부온도가 설정치보다 낮은 경우 상기 스위치를 오프시킴으로서 상기 저항이 상호 단락되도록 하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 과전류 제어가 가능한 전원공급 시스템.
5. 인버터 모듈에서 전기기기로 공급되는 전원이 바이패스되는 적어도 하나 이상의 저항의 연결상태가 온도에 따라 변경되는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 변경된 연결상태에 따라 인버터 모듈에서 공급되는 전원의 바이패스된 전류값이 온도에 따라 보상되는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서 보상된 전류치에 따라 인버터 모듈에서 과전류가 출력되는지 확인되는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 전원공급 시스템의 과전류 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 단계는 인버터 모듈 외부의 온도가 측정되는 과정과;

   상기 측정과정에서 측정된 외부온도가 설정온도보다 높으면 적어도 하나 이상의 저항이 상호 병렬 연결되고, 설정온도보다 낮으면 저항의 병렬 연결이 단락되 는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 전원공급 시스템의 과전류 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제3 단계는 상기 제2 단계에서 보상된 전류가 인버터 모듈로 입력되는 과정과;

   상기 인버터 모듈이 입력된 전류에 따라 과전류 출력여부를 확인하는 과정으로 포함되는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 전원공급 시스템의 과전류 제어방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 온도에 따른 전원공급 시스템의 과전류 제어방법은 상기 제3 단계에서 과전류가 출력된 것으로 확인된 경우 인터버 모듈의 파손이 방지되도록 전원공급을 차단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 전원공급 시스템의 과전류 제어방법.

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