KR20150057235A - 인버터의 초기충전회로 - Google Patents

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Abstract

인버터의 초기충전회로가 개시된다. 본 발명의 초기충전회로는, 정류부의 출력단과 DC-링크 커패시터의 입력단 사이에 배치되는 릴레이와, 정류부의 출력단과 인버터부의 입력단 사이에 배치되는 초기충전저항을 포함하여, PCB 설계의 자유도를 확보한다.

Description

인버터의 초기충전회로{PRE-CHARGING CIRCUIT OF INVERTER}
본 발명은 인버터의 초기충전회로에 관한 것이다.
인버터는, 입력되는 교류전원을 일정 주파수와 전압의 교류로 변환하여 전동기에 제공하는 전력변환장치이다.
도 1은 일반적인 인버터의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 인버터(200)는 3상 전원부(100)로부터 3상의 교류전원을 입력받아, 정류부(210)를 통해 DC 전원으로 변환하고, DC-링크 커패시터(230)에 저장한 후, 인버터부(240)를 통해 소정 주파수의 교류전원으로 변환하여 3상 전동기(300)에 공급한다.
인버터(200)는 가변전압 가변주파수(Variable Voltage Variable Frequency; VVVF) 시스템으로, 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; PWM) 출력에 따라 전압과 주파수를 가변하여 전동기(300)의 속도를 제어한다.
위와 같은 인버터 시스템에서는 초기충전회로(220)가 적용된다.
초기충전회로(220)는 인버터(200)에 입력되는 돌입전류에 의해 발생할 수 있는 과전류를 방지하고, 소자의 절연파괴를 방지한다.
초기충전회로(220)의 초기충전저항(221)은 인버터(200)의 초기 전원투입시에만 동작하고, 정상동작 상태에서는 릴레이(222)로 전류흐름을 전환하여 충전저항의 불필요한 전력 손실을 방지한다.
도 2는 도 1의 초기충전회로(220) 및 DC-링크 캐패시터(230)의 상세 회로 구성도이다.
정류부(210)를 거쳐 입력전류는 P1단, P2단 및 DCP단의 순서로 전달된다. 이때, P1단과 P2단은 도체로 연결되어 있다.
초기충전시의 전류경로를 살펴보면, 전류는 초기충전저항(221)을 거쳐 전달되며, 정상동작시에는 릴레이(222)를 통해 전달된다. 즉, 초기충전시에는 전류경로가 초기충전저항(221), DCP단 및 DC링크 커패시터(230)를 통해 형성되며, 정상동작시에는 전류경로가 릴레이(222), DCP단 및 DC링크 커패시터(230)를 통해 형성된다.
정상동작시 전류경로는, DCP단에서 DCPI단으로 션트저항(231)을 거쳐 흐름으로써, 암단락 등 과전류 발생시 과전류 보호를 수행한다.
그러나, 이와 같은 회로에서는, 초기충전저항(221)이 P2단과 DCP단 사이에 연결되어 있기 때문에, 초기충전시 전류가 반드시 DCP단을 거쳐야 하는 한가지 경로만이 존재한다.
따라서, 전류가 DCP단을 반드시 거쳐야 하므로, 초기충전회로를 인쇄회로기판(Prined Circuit Board; PCB)으로 설계할 때 상당한 제약이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 인버터의 초기충전회로에서 단일전류경로 외에 다른 경로를 제안하여, PCB 설계에 자유도를 제공하는 인버터의 초기충전회로를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 정류부, DC-링크 커패시터 및 인버터부와, 상기 DC-링크 커패시터와 상기 인버터의 사이에 배치되는 션트저항을 포함하는 인버터에서, 본 발명의 초기충전회로는, 상기 정류부의 출력단과 상기 DC-링크 커패시터의 입력단 사이에 배치되는 릴레이; 및 상기 정류부의 출력단과 상기 인버터부의 입력단 사이에 배치되는 초기충전저항을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 초기충전저항은, 상기 DC-링크 커패시터와 초기충전시 동작할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 초기충전시 전류경로는, 상기 초기충전저항, 상기 션트저항 및 상기 DC-링크 커패시터로 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 릴레이는, 상기 DC-링크 커패시터에 초기충전이 완료된 정상상태시 동작할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 정상상태시 전류경로는, 상기 릴레이 및 상기 DC-링크 커패시터로 연결될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 종래 전류경로와 다른 경로를 구현하여, 초기충전회로를 구현하는 설계자의 측면에서 PCB 설계의 자유도를 확보하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 인버터의 구성도이다.
도 2는 도 1의 초기충전회로 및 DC-링크 캐패시터의 상세 회로 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 인버터의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초기충전회로 및 DC-링크 커패시터의 상세 회로 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 인버터의 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 인버터(2)는, 3상 전원부(1)의 전원을 입력받아 소정 주파수 및 전압으로 변환하여 3상 전동기(3)에 제공하는 것이다.
인버터(2)는 정류부(10), 초기충전회로(20), DC-링크 커패시터(30) 및 인버터부(40)를 포함한다. DC-링크 커패시터(30)와 인버터부(40) 사이에는 션트저항(31)이 배치되어, 인버터부(40)로 입력되는 과전류를 보호할 수 있다.
정류부(10)는 3상 전원부(1)로부터 입력되는 교류전압을 직류전압으로 정류하고, DC-링크 커패시터(30)는 정류부(10)에 의해 정류된 전압을 축적한다. DC-링크 커패시터(30)에 축적된 전압은 인버터부(40)에 의해 소정 전압 및 주파수를 가지는 교류전압으로 변환되어 3상 전동기(2)에 제공되는 것이다.
본 발명의 초기충전회로(20)는 초기충전저항(21)과 릴레이(22)를 포함한다. 본 발명의 초기충전저항(21)은, 정류부(10)의 출력단(A)와 인버터부(40)의 입력단(B) 사이에 배치된다. 이는, 종래 정류부(10)의 출력단(A)과 DC-링크 커패시터(30)의 입력단(C) 사이에 배치되던 것과 구별된다.
또한, 릴레이(22)는 정류부(10)의 출력단(A)과 DC-링크 커패시터(30)의 입력단(C) 사이에 배치된다.
도 3에서, P는 초기충전시 전류경로를, S는 정상상태시 전류경로를 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이, 초기충전시 초기충전저항(21)을 거친 전류는 션트저항(31)을 거쳐 DC-링크 커패시터(30)로 전달되지만, 정상상태시에는 종래와 같이 릴레이(22)를 거쳐 DC-링크 커패시터(30)로 전달된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 종래의 초기충전시 전류경로 외 다른 전류경로를 구현하는 것에 의해, 초기충전회로를 설계하는 설계자에게 PCB 설계의 자유도를 확보하게 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초기충전회로 및 DC-링크 커패시터의 상세 회로 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 도 2의 종래 회로에서 P2단과 DCP단 사이에 연결되어 있던 초기충전저항(21)을, P1단(41)과 DCPI단(42) 사이로 배치한다.
초기충전시 전류는 초기충전저항(21), DCPI단(42), 션트저항(31) 및 DC-링크 커패시터(30)의 경로로 전달되고, 정상상태시 전류는 릴레이(22), DCP단(43), 및 DC-링크 커패시터(30)의 경로로 전달된다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 회로 변경 후 션트저항(31)으로 전류경로가 추가되지만, 보통 션트저항은 mΩ 단위이므로 초기충전전류로 인한 영향이 거의 없다.
따라서, 종래 전류경로와 다른 경로를 구현하여, 초기충전회로를 구현하는 설계자의 측면에서 PCB 설계의 자유도를 확보하게 한다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
20: 초기충전회로 21: 초기충전저항
22: 릴레이 30: DC-링크 커패시터

Claims (5)

  1. 정류부, DC-링크 커패시터 및 인버터부와, 상기 DC-링크 커패시터와 상기 인버터의 사이에 배치되는 션트저항을 포함하는 인버터의 초기충전회로에 있어서,
    상기 정류부의 출력단과 상기 DC-링크 커패시터의 입력단 사이에 배치되는 릴레이; 및
    상기 정류부의 출력단과 상기 인버터부의 입력단 사이에 배치되는 초기충전저항을 포함하는 초기충전회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초기충전저항은,
    상기 DC-링크 커패시터와 초기충전시 동작하는 초기충전회로.
  3. 제2항에 있어서, 초기충전시 전류경로는,
    상기 초기충전저항, 상기 션트저항 및 상기 DC-링크 커패시터로 연결되는 초기충전회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 릴레이는,
    상기 DC-링크 커패시터에 초기충전이 완료된 정상상태시 동작하는 초기충전회로.
  5. 제4항에 있어서, 정상상태시 전류경로는,
    상기 릴레이 및 상기 DC-링크 커패시터로 연결되는 초기충전회로.
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