KR20090038919A - 전력공급기에 전기에너지를 공급하기 위한 인버터 - Google Patents

Abstract

종래의 문제점을 감안하여, 본 발명의 기술적 문제점은 직류전압 발전기의 음극단자의 접지를 비교적 간단한 구성으로 실현하면서도 고주파로 동작하는 스위치의 갯수를 줄이고 동시에 동작시키는 종류의 인버터에 관한 것이다.

Description

전력공급기에 전기에너지를 공급하기 위한 인버터{INVERTER FOR FEEDING ELECRIC ENERGY INTO A POWER SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 청구항 1의 서문에 기재한 종류의 인버터에 관한 것이다.

태양전지나 연료전지와 같은 직류전압 발전기에서 생긴 전기에너지를 AC 파워그리드, 특히 송배전망(50/60 Hz)과 같은 전력공급기에 공급하는데 다양한 종류의 인버터들이 사용된다. 직류전압 발전기와 인버터(DC/AC 컨버터) 사이에는 대부분 DC 컨버터(DC-DC 초퍼)를 배치하는데, 이 컨버터는 직류전압 발전기에서 공급한 직류전압을 인버터에서 필요로 하는 직류전압으로 변환하는 기능을 한다.

직류전압 발전기의 출력단 하나를 접지하는 것이 여러 이유로 바람직하고, 본 발명에서는 직류전압 발전기의 음극출력단에서 접지를 하는 것을 고려하고 있다. 그 이유는, 한편으로는 접지를 법으로 정하는 국가가 있기도 하고, 다른 한편으로는 이런 접지를 안하면 작동중에 여러 문제가 생기기도 하기 때문인데, 구체적으로는 고주파 누설전류가 있다. 직류전압 발전기와 접지부 사이에 피할 수 없는 기생용량 때문에, 전위 요동의 경우에 안전상의 위험을 일으키는 등화전류(equalizing current)가 생길 수 있는데, EMC(electromagnetic compatibility)나 접촉보호를 위해 잔류전류 센서의 도움을 받아 복합 감시조치를 취할 필요가 있으 며 이런 요동은 접지를 하면 확실히 피할 수 있다. 직류전압 발전기의 전위 요동은 박막 모듈과 같은 솔라모듈에 영구적 파손을 일으킬 수도 있다.

변압기가 달린 DC 컨버터를 사용하면 접지를 쉽게 할 수 있는데, 이렇게 되면 직류전압측과 교류전압측 사이에 갈바닉 분리가 일어난다. 그리드 변압기든 고주파 변압기든 변압기라면 효율을 저하시키는 한편 중량과 크기의 증가는 물론 비용의 증가도 가져오고, 이때문에 변압기 없는 전압 컨버터가 필요하다. 그러나, 무변압기 DC 컨버터는 필요한 스위치나 커패시터에 단락을 가져오기 때문에 원하는 접지를 이룰 수 없거나, 회로 비용을 증가시키는 등의 문제가 있다.

이런 문제를 피하려는 많은 시도가 있었다. 특히, 누설전류를 줄이는 회로가 많이 알려졌다(예; DE 10 2004 037 446 A1, DE 102 21 592 A1, DE 10 2004 030 912 B3). 이런 회로중에서도, 태양발전기는 내부 전기에너지의 송전 위상에서 송배전망과는 별도로 작동된다. 태양발전기를 주기적으로 송배전망에 연결하면, 기생용량이 약간만 리로드되어, 그리드전압의 절반에 상당하는 전압과 메인주파수에서 태양발전기의 전위가 사인파 형태로 변한다. 이런 작은 전압차 때문에, 2개 스위칭 사이클 사이에 그리고 스위칭 동안의 비대칭을 통해 고주파 전류만 형성된다. 이런식으로, 용량성 누설전류는 최소화되기는 해도 완전히 없앨 수는 없다.

중앙 포인트를 접지한 분리형 태양발전기를 이용하는 회로도 있다(DE 102 25 020 A1). 그 결과, 태양발전기의 모든 부분들의 전위가 고정되고 용량성 누설전류가 흐를 수 없다. 2개의 직류전류원의 수율이 다르기 때문에, 전력차와 전압을 수용하는 회로를 배치한다. 이 회로의 문제점은 태양발전기와 스위치에서의 높은 전 압차와, 보상회로에서의 추가 손실과, 고주파로 온오프되는 스위치가 4개 이상 더 필요하다는 것이다.

그 외에도, 변압기가 없는 경우에도 태양발전기 한쪽을 접지한 회로가 알려져 있다(DE 196 42 522 C1). 이 경우, 용량성 누설전류를 피할 수 있지만, 스위치가 5개 필요하면서 1개나 2개의 스위치를 고주파로 동시에 스위칭해 평균 출력전류를 제공하도록 해야만 한다. "플라잉 인덕터"라고도 하는 이 회로의 효율은 직렬로 연결된 대단히 많은 부품들의 영향을 받는다. 이 회로의 단점은 불연속적인 전류펄스가 그리드의 영향을 받아 용량성 그리드 필터가 필요하며, 이는 휴면전력 때문에 역률은 물론 회로의 부하효율도 악화시킨다. 다른 기존의 회로를 사용해 이런 용량성 그리드필터를 없앨 수도 있지만(DE 197 32 218 C1 참조), 회로가 9개 필요하고, 그중 2개 이상은 고주파에서 동시에 스위칭되어야 하므로 제조비용이 훨씬 더 증가하면서도 전체 장치의 효율과 견고성은 더 나빠진다. 플라잉 인덕터의 구성상의 다른 단점은, 스위치의 부하전압이 메인전압의 영향을 받아 정전에 아주 민감하며 또한 3개의 인버터의 도움을 받아 3상 모드로만 동작한다는 것이다. 그 외에도 준류원 특성을 갖는 인버터들이 필요한데, 이는 많은 경우 좋지 않다.

끝으로, US2007/0047277A1에 소개된 장치는 2개 커패시터를 직렬 연결하면서 접지단자에도 연결한 쌍극전압 중간회로를 갖춘 인버터를 사용하고 있다. 이런 종류의 인버터는 주로 본 발명의 기술분야에서 많이 사용되는 것으로, 3-포인트 회로내의 하프브리지 인버터 구성을 채택하고, 주로 단상이나 3상 전기공급용이다. 어느 경우에도, 2개 커패시터 사이의 접속점이 접지단자를 이루어 0이나 중립 컨덕터 에 연결된다.

이런 종류의 DC 컨버터에는 저장리액터, 2개의 다이오드 및 1개의 스위치가 있다. 이 경우, 인버터의 접지단자를 직류전압 발전기의 음극출력단에 연결할 수 있는데, 이는 2개의 자기결합 권선으로 이루어진 저장리액터를 사용해 이루어진다. 2개의 권선은 서로 갈바닉식으로 연결되어, 한편에서는 스위치가 닫혔을 때 한쪽 권선이 직류전압 발전기에 의해 로드되고 다른 권선은 자기결합에 의해 첫번째 권선을 통해 로드되며, 다른 한편에서는 스위치가 열렸을 때 2개의 권선이 서로 연결된 2개 커패시터 각각과 관련 다이오드에 의해 언로드된다.

이런 장치에서 직류전압 발전기를 비교적 간단하게, 구체적으로는 변압기 없이 스위치 1개만으로 접지할 수 있다는 장점은 스위치를 열었을 때 직류전압 발전기의 출력전압과 인버터의 중간회로의 2개 커패시터 중의 하나의 전압의 합계 전압으로 스위치를 로드한다는 단점을 피할 수 없다. 또, 최대 2개의 스위치를 고주파에서 동시에 스위칭해야만 하므로, 어쩔 수 없이 손실이 생기고 효율에 악영향을 미치게 된다.

종래의 문제점을 감안하여, 본 발명의 기술적 문제점은 이상 설명한 형태, 특히 직류전압 발전기의 음극단자의 접지를 비교적 간단한 구성으로 실현하면서도 고주파로 동작하는 스위치의 갯수를 줄이고 동시에 동작시키는 종류의 인버터를 구성하는데 있다.

이런 목적 달성을 위해, 본 발명은 입력단(6,7)이 직류전압 발전기(1)의 음극이나 양극 출력단(4,5)에 연결되어 전력공급기(2)에 전기에너지를 공급하고, 상기 입력단은 접지가능한 음극 출력단(5)에 연결되며, 2개의 출력단(8,9)은 상기 전력공급기(2)에 연결되고, 그중 한쪽 출력단(8)에 메인 리액터(L2)와 입력단(6,7)의 직류전압을 출력단(8,9)의 교류전압으로 변환하는 장치가 제공되고, 이 장치는 저장리액터(L1), 스위치(S1~6), 한쪽 브리지회로는 양국 출력전류를 제공하고 나머지는 음극 출력전류를 제공하는 2개의 전류경로(S4,L1,S6; S5,L1,S3)로 이루어진 브리지회로, 상기 2개 전류경로 사이에서 메인주파수로 스위칭하는 스위칭기구, 및 브리지회로와 스위칭기구를 연결하는 결합 커패시터(C1)를 포함하는 인버터에 있어서: 브리지회로가 H-브리지 회로이고, 2개의 전류경로(S4,L1,S6; S5,L1,S3)는 각각 2개의 스위치(S4,S6; S5,S3)를 구비하고 저장리액터(L1)가 양쪽 전류경로에 공통으로 연결되며, 2개 스위치(S3,S4)로 이루어진 제1 직렬회로와 2개 스위치(S5,S6)로 이루어진 제2 직렬회로가 병렬로 연결됨은 물론, 제2 직렬회로의 2개 스위치(S5,S6)의 접속점(11)이 저장리액터(L1)를통해 제1 직렬회로의 2개 스위치(S3,S4)의 접속점(12)에 연결되고, 제1, 제2 직렬회로의 스위치(S3~6)와 저장리액터(L1)는 전류경로(S6,L1,S4; S5,L1,S3)를갖는 브리지회로를 형성하는 인버터를 제공한다.

본 발명에 따른 인버터에 있어서, 스위치기구는 이곳에 병렬로 연결된 출력단과 프리휠 다이오드(D1,D2) 사이에 직렬연결된 2개의 스위치(S1,S2)을 추가로 포함한다. 또, 이 경우 결합커패시터(C1)의 한쪽은 저장리액터(L1)의 단자에 연결되고 결합커패시터(C1)의 다른쪽은 출력단(8)에 연결되는 것이 바람직하다.

또, 스위치(S2)가 양극 반파 동안에만 닫혀있고 다른 스위치(S1)는 음극 반파 동안에만 닫혀있는 것이 바람직하다 또, 브리지회로의 2개 전류경로(S4,L2,S6; S5,L1,S3) 중의 어느 하나의 스위치(S4 또는 S3)가 고주파로 스위칭 동작하는 것이 좋다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 인버터의 회로도;

도 2는 도 1의 인버터가 공급전압은 양극이고 출력전류도 양극일 경우의 회로도;

도 3은 도 1의 인버터가 공급전압은 음극이고 출력전류도 음극일 경우의 회로도;

도 4는 도 1~3의 인버터의 스위치를 제어하는데 사용되는 신호도.

도 1의 본 발명에 따른 장치는 직류전압 발전기(1), 전력공급기(2), 및 직류전압 발생기와 전력공급기에 연결된 인버터(3)를 포함한다. 직류전압 발전기(1)는 태양발전기나 연료전지 등이고 커패시터(C2)가 2개 출력단(4,5)에 병렬로 연결된다(US2007/004277A1 참조).

인버터(3)는 2개 입력단(6,7)이 직류전압 발전기(1)의 출력단(4,5)에 연결되고 2개 출력단(8,9)은 전력공급기(2)에 연결되어 전기에너지를 단상공급한다. 평활용 메인 리액터(L2)를 출력단(8,9) 중의 하나의 상류에 설치하는데, 본 실시예에서 는 출력단(8) 상류에 배치하고 이 출력단은 전력공급기(2)의 L상에 연결한다. 도 1에서 직류전압 발전기(10의 음극출력단(5)에 연결될 입력단(7)에 출력단(9)을 연결하는 전선(10)은 접지된다.

기존의 대부분의 회로와는 대조적으로, 직류전압(DC/DC) 컨버터와 그 하류측의 별도의 인버터(DC/AC 컨버터)를 갖춘 2단 배열을 직류전압 발전기(1)와 전력공급기(2) 사이에 배치하지 않고, 대신에 본 발명에서는 도 1과 같이 한편으로는 부스팅(boosting) 및 버킹(bucking) 특성을 갖고 다른 한편으로는 DC/AC 변환기능을 하여 2가지 기능을 병합한 인버터(3)를 제시하는데, 위의 2가지 기능은 분리할 수도 있다. 이를 위해, 2개 스위치(S3~4)로 이루어진 제1 직렬회로와, 역시 2개 스위치(S5~6)로 이루어진 제2 직렬회로를 도 1과 같이 2개 입력단(6,7)에 병렬로 연결한다. 스위치 S5와 S6의 접속점(11)을 저장리액터(L1)를 통해 스위치 S3와 S4의 접속점(12)에 연결한다. 이들 스위치(S3~6)와 저장리액터(L1)가 뒤에 자세히 설명하는 2개의 전류경로(S6,L1,S4; S5,L1,S3)를 갖는 브리지회로를 이루는데, 한쪽 전류경로는 양극전류를 제공하고 다른쪽 전류경로는 음극전류를 제공한다.

스위치기구는 2개 전류회로중 어느 것을 작동시킬지 선택하는 기능을 한다. 스위치기구는 한편으로는 2개의 스위치(S5~6)를 다른 한편으로는 2개 스위치(S1~2)으로 이루어진 직렬회로를 포함한다. 도시된 실시예에서, 스위치(S1)의 단자는 접속점(14)에서 에너지를 축적하는 결합커패시터(C1)의 단자에 연결되고, 이 커패시터의 다른 단자는 접속점(12)에 연결된다. 또, 스위치(S1)의 한쪽 단자는 접속점(15)에서 전선(10)에 연결된다. 단자(14)는 메인 리액터(L2)를 통해 인버터(3)의 출력단(8)에 연결된다. 끝으로, 스위치기구에 포함되는 2개의 프리휠 다이오드(D1,D2) 중의 다이오드(D1)는 스위치(S1)에 병렬로 연결된다. 이 다이오드의 음극은 단자(14)에 연결되고, 양극은 2개 스위치(S1~2) 사이의 접속점(16)에 연결된다. 다른 다이오드(D2)는 스위치(S2)에 병렬로 연결되는데, 이 다이오드의 양극은 접속점(16)에 연결되고 음극은 접속점(15)에 연결된다.

본 발명에 의하면, 스위치기구는 50~60Hz의 주파수로 전력공급기(2)에 공급하도록 작동한다. 구체적으로는, 공급전압의 양극 반파 동안에 스위치(S2,S6)는 닫힌 상태인 반면에, 스위치(S1,S3,S5)는 개방상태에서 양극 출력전류가 출력단(8,9)에 생성된다. 반면에, 공급전압의 음극 반파동안에는 스위치(S1,S5)가 닫히고 스위치(S2,S4,S6)는 열린다.

스위치(S1,S2,S5,S6)가 공급전압의 매 주기동안 한번만 스위칭되는데 반해, 나머지 스위치(S3~4)는 16kHz 정도의 고주파로 PWM 제어로 스위칭됨으로써 양극이나 음극의 반파 동안에 사인파 전류를 공급하는 역할을 한다.

이상 설명한 인버터(3)의 동작에 대해 설명한다.

버크-부스트 초퍼와는 달리, 인버터(3)의 에너지는 결합커패시터(C1)를 통해 용량으로 전달된다. 결합 커패시터(C1)의 전압은 단기간 동안에는 일정할 것이다.

이하, 양전압과 양전류의 공급에 의해 이루어지는 작동방법에 대해 먼저 설명한다. 스위치(S1~6)가 도 2의 위치에 있다고 하면, 스위치(S1,S3,S5)는 열려있고, 스위치(S2,S6)는 닫혀있으며, 스위치(S4)는 고주파로 스위칭되고 있다. 그 결과, 결합커패시터 C1의 전압 UC1은 평균적으로 공급전압 UN과 같아, UC1=UN이다.

스위치(S4)가 닫혀있으면, 스위치(S4,S6)와 저장리액터(L1)로 이루어진 브리지회로의 전류경로가 작동되어 직류전압 발전기(1)나 커패시터(C2)에 의해 저장리액터(L1)가 로드된다. 이에 따라, 결합커패시터(C1)가 로드상태에 있고, (도 2에서 커패시터 C1의 좌측에 있는) 접속점(12)은 전위가 -이며, C1의 우측에 있는 접속점(14)은 전위가 +이다. 따라서, 역방향으로 UD1=UC2+UC1의 전압이 프리휠 다이오드(D1)에 걸리는데, 이때 UC2는 직류전압 발생기(1)의 출력전압과 같다. 프리휠 다이오드(D2)는 S1에 의해 단락되고, 이렇게 되면 접속점(14)에서 시작해 리액터(L2), 출력단(8), 전력공급기(2), 출력단(9), 전선(10), 직류전압 발전기(1), 스위치(S4) 및접속점(12)을 통해 양전류 i(t)>0가 다시 커패시터(C1)로 흐르기 때문에 이 커패시터(C1)가 언로드된다. L2에 흐르는 전류 i(t)는 증가하므로, L2는 로드된다.

스위치(S4)가 반대로 열리면, 전류는 L1과 L2를 통해 같은 방향으로 전류가 흐른다. 그 결과, L1과 L2가 다시 언로드되는데, 이는 열린 스위치(S4) 때문에 프리휠 다이오드(D1)을 통해서만 가능하다. 따라서, L1과 L2의 전압이 프리휠 다이오드(D1)에 작용하여 도전상태에 이르게 된다. 이때문에, L1에서 시작해 S6, 10, 15, S2, 16, D1, 14 및 C1을 통해 12로 전류가 흘러 결합커패시터(C1)가 로드된다. 이와는 대조적으로 L2에서부터 출력단(8), 전력공급기(2), 출력단(9), 접속점(15), 스위치(S2), 접속점(16) 및 프리휠 다이오드(D1)를 통해 접속점(14)으로 전류가 흘러, L1과 L2를 흐르는 전류가 점차 감소된다.

스위치(S4)의 펄스 주기에 대한 폭의 비인 충격계수(duty factor)가 D이면, L1과 L2의 전압/시간 영역의 평형으로부터 전압전달비와 전류전달비 모두 계산할 수 있어:

UN/UC2 = D/(1-D)

iL2/iL1 = (D-1)/D

여기서 손실은 없다고 본다. 위의 방정식에서 인버터(3)가 D<0.5에서는 버킹모드로, D>0.5에서는 부스팅모드로 동작함을 보여준다.

음의 공급전압과 음의 출력전류에서, 스위치(S1~6)이 도 3과 같은 위치에 있어 S2, S4, S6는 열려있고 S1, S5는 닫혀있으며 S3가 고주파에 연결된 상태로 인버터(3)의 동작 방법을 고정한다. 이때 C1의 전압 UC1은 평균적으로 직류전압 발전기(1)의 출력전압 UC2와 공급전압 UN의 합, 즉 UC1=UC2+UN으로 된다.

S3가 닫힌 상태이면, S3, S5 및 리액터 L1으로 이루어진 브리지회로의 전류경로가 작동되는데, 리액터 L1은 그 결과 직류전압 발전기(1)에 의해 로드되지만 그 방향은 양극 반파의 방향과는 반대이다. 결합 커패시터 C1은 이미 로드상태에 잇고, 도 3의 C1의 좌측의 접속점(12)은 양전위에 있으며 C1 우측의 접속점(14)은 음전위에 있다. 따라서, 프리휠 다이오드 D2의 전압 UC1은 반대방향이지만 D1은 S1에 의해 단락된다. 그 결과, 전력공급기(2)를 흐르는 전류 i(t)<0, 즉 접속점(12)에서 스위치(S3), 전선(10), 접속점(15), 출력단(9), 전력공급기(2), 출력단(8), 리액터(L2) 및 접속점(14)을 통해 커패시터(C1)로 흐르는 전류에 의해 커패시터(C1)가 로드된다. 이때문에 L2에 흐르는 전류가 증가하여 L2가 로드된다.

반면에 스위치(S3)가 열려있으면, 전류가 계속해서 L1과 L2를통해 같은 방향 으로 흐른다. 그 결과, 열린 스위치(S3) 때문에 L1과 L2에 전압만 걸리게 하고 프리휠 다이오드(D2)에 전류를 흐르게 하여 L1과 L2가 언로드된다. 따라서, L1에서 시작해 접속점(12), C1, 14, S1, 16, D2, 15, 10, 1(또는 C2) 및 S5를 통해 L1에 전류가 흘러 결합커패시터 C1을 로드한다. 이와는 대조적으로, L2에서 시작해 접속점(14), S1, 16, D2, 15, 10, 출력단(9), 전력공급기(2) 및 출력단(8)을 거쳐 L2로 전류가 흘러, L1과 L2에 흐르는 전류가 점차 감소된다.

스위치(S3)의 펄스 주기에 대한 폭의 비인 충격계수를 D라 하면

UN/UC2 = D/(1-D)

iL2/iL1 = (D-1)/D

이고, 손실은 없다고 본다. 양극 반파와 마찬가지로, 부스트 및 버크 동작모드 둘다 가능하다.

출력전압과 출력전류 모두 L2로 인해 사인파이므로, 각각의 반파의 충격계수 D가 공지의방식으로 조절되거나 변조된다. 이 관계가 도 4에 도시되었는데, 변수 "0"과 "1"은 각각 스위치 S1~6의 "오프"와 "온"을 표시한다. i(t) 곡선과 비슷하게, 여기 도시되지 않은 메인전압은 이상적으로 사인파 형태라 본다. 스위치 S3~4는 PWM 컨트롤러와 마찬가지로 더 넓어지고 더 좁아지는 펄스로 조절된다. 스위치 S3와 S4의 타이밍은 충격계수 D(t)로 2개의 반파동안 교대로 일어나고,

D(t) = M/(M+1)이며,

M = UN/UC2 = D/(1-D)은

인버터(3)의 출력단(8,9)의 출력전압과 입력단(6,7)의 입력전압 사이의 비이다.

이상 설명한 인버터(3)용 회로구성은 2개의 간단한 기본형으로 설명할 수 있다. 양극 반파(양극 출력전류) 동안, 인버터(3)는 S4, L1, C1, D1, L2를 포함하는 제타(Zeta) 컨버터로 동작하고 입력전압의 극성은 변치않는다(도 2 참조). 반면에, 인버터(3)가 음극 반파(음극 출력전류) 동안에는 S3, L1, C1, D2, L1를 포함하는 Cuk 컨버터로 동작하며 입력전압의 극성을 반전시킨다(도 3 참조). 이를 위해, 스위치 S1~6은 이상적인 것이어서 순방향 저항이 생기지 않는다고 하자. Zeta나 Cuk형이나 두가지 모두 용량성 에너지 전달 특성을 갖는다.

본 발명의 인버터(3)가 Zeta 컨버터와 Cuk 컨버터는 물론 S1, S2, S5, S6로 이루어진 스위치기구를 포함한다는 점에서 특히 유리하다. 이런 스위치기구는 메인주파수에서 Zeta나 Cuk 기능을 교대로 스위칭하고, 한편으로는 S5와 S6 스위치에 의해 L1에 흐르는 전류방향을 정하고 다른 한편으로는 S1과 S2에 의해 프리휠 다이오드(D1,D2)의 기능을 정한다. 다른 장점은, 양극과 음극의 반파동안 S3나 S4 중 하나만 고주파로 작동되므로 손실을 낮출 수 있고 고효율을 얻을 수 있다는 것이다. 끝으로, 1단 구성이기 때문에 조절비용이 저렴하다는 점에서 유리하다. 스위치기구가 스위치 기능을 하고 양극과 음극 출력전류를 변조하는 역할을 하지 않기 때문에 스위치기구를 2단 구성이라고 할 수 없다. 실제, 스위치 S1, S2, S5, S6는 메인전류의 제로크로싱(zero-crossing)으로 동기적으로 스위칭되어, 복잡한 제어기가 불필요할 뿐만아니라 제로크로싱을 측정할 장치도 필요없다. 이와 무관하게, 스위치 S3~6와 저장리액터(L1)로 이루어진 브리지회로를 특별히 동작하는 H 브리지로 디자인하면서, 저장리액터(L1)를 브리지 분기선에 놓고 이 분기선에 스위치(S4,S6)나 스위치(S3,S5)를 두면 저장리액터(L1)를흐르는 전류를 양방향으로 할 수 있다. 따라서, 인버터(3)는 대개 H 브리지, 스위치기구, 커패시터(C1) 형태의 에너지 축적기를 포함하는 회로로 간주된다. 그와 동시에, 이 회로에서는 직류전압 발전기(1)의 음극 출력단(5)이나 이곳에 연결되어 전력공급기(2)에 전류를 공급할 인버터(3)의 입력단(7)을 접지할 수 있다. 양극이나 음극 전압 외에, 필요하다면 인버터(3)의 출력단(8,9)에 점점 줄어드는 작은 출력전압을 제공하여, 출력전압을 0으로 하거나 0보다 약간 크게 하거나 약간 작게 할 수 있다.

Claims (5)

1. 입력단(6,7)이 직류전압 발전기(1)의 음극이나 양극 출력단(4,5)에 연결되어 전력공급기(2)에 전기에너지를 공급하고, 상기 입력단은 접지가능한 음극 출력단(5)에 연결되며, 2개의 출력단(8,9)은 상기 전력공급기(2)에 연결되고, 그중 한쪽 출력단(8)에 메인 리액터(L2)와 입력단(6,7)의 직류전압을 출력단(8,9)의 교류전압으로 변환하는 장치가 제공되고, 이 장치는 저장리액터(L1), 스위치(S1~6), 한쪽 브리지회로는 양국 출력전류를 제공하고 나머지는 음극 출력전류를 제공하는 2개의 전류경로(S4,L1,S6; S5,L1,S3)로 이루어진 브리지회로, 상기 2개 전류경로 사이에서 메인주파수로 스위칭하는 스위칭기구, 및 브리지회로와 스위칭기구를 연결하는 결합 커패시터(C1)를 포함하는 인버터에 있어서:

   상기 브리지회로가 H-브리지 회로이고, 2개의 전류경로(S4,L1,S6; S5,L1,S3)는 각각 2개의 스위치(S4,S6; S5,S3)를 구비하고 저장리액터(L1)가 양쪽 전류경로에 공통으로 연결되며, 2개 스위치(S3,S4)로 이루어진 제1 직렬회로와 2개 스위치(S5,S6)로 이루어진 제2 직렬회로가 병렬로 연결됨은 물론, 제2 직렬회로의 2개 스위치(S5,S6)의 접속점(11)이 저장리액터(L1)를통해 제1 직렬회로의 2개 스위치(S3,S4)의 접속점(12)에 연결되고, 제1, 제2 직렬회로의 스위치(S3~6)와 저장리액터(L1)는 전류경로(S6,L1,S4; S5,L1,S3)를갖는 브리지회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 인버터.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위치기구가 이곳에 병렬로 연결된 출력단과 프리휠 다이오드(D1,D2) 사이에 직렬연결된 2개의 스위치(S1,S2)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
3. 제2항에 있어서, 결합커패시터(C1)의 한쪽은 저장리액터(L1)의 단자에 연결되고 결합커패시터(C1)의 다른쪽은 출력단(8)에 연결되는 것을 특징으로 하는 인버터.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 스위치(S2)가 양극 반파 동안에만 닫혀있고 다른 스위치(S1)는 음극 반파 동안에만 닫혀있는 것을 특징으로 하는 인버터.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 브리지회로의 2개 전류경로(S4,L2,S6; S5,L1,S3) 중의 어느 하나의 스위치(S4 또는 S3)가 고주파로 스위칭 동작하는 것을 특징으로 하는 인버터.

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