KR20160098894A - 전력 변환 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

전력 변환 장치 및 그의 구동 방법 Download PDF

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KR20160098894A
KR20160098894A KR1020150021128A KR20150021128A KR20160098894A KR 20160098894 A KR20160098894 A KR 20160098894A KR 1020150021128 A KR1020150021128 A KR 1020150021128A KR 20150021128 A KR20150021128 A KR 20150021128A KR 20160098894 A KR20160098894 A KR 20160098894A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치는 제1 직류 전원으로부터 제1 전력을 공급받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하여 변환된 제1 전력을 생성하는 제1 DC-DC 컨버터, 상기 제1 DC-DC 컨버터와 전기적으로 접속되며, 상기 변환된 제1 전력을 교류로 변환하여 외부로 제공하는 DC-AC 인버터 및 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터는 각각 제1 캐리어 주파수(carrier frequency) 및 DC-AC 캐리어 주파수를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 구동되며, 기설정된 주기마다 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정한다.

Description

전력 변환 장치 및 그의 구동 방법{POWER CONVERSION DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 전력 변환 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
직류 전력을 공급받아 교류 전력을 제공하는 전력 변환 장치에 대한 연구가 있다. 공급 받은 직류 전력의 레벨 대비 제공하는 교류 전력의 레벨(이하, 전력 변환 효율)을 증가시키기 위한 연구가 진행 중이다. 예를 들어, 캐리어 주파수를 사용하여 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 구동되는 전력 변환 장치의 경우, 전력 변환 효율 측면을 고려하여 설정된 캐리어 주파수를 사용하여 전력 변환 효율을 증가시키는 시도는 있었다.
다만, 시간이 지남에 따라 전력 변환 장치 내 부품의 노화 또는 교체로 인해 전력 변환 장치의 최적 캐리어 주파수가 변경되는 경우, 기설정된 캐리어 주파수를 변경하여 능동적으로 대응할 수 없었다.
본 발명의 일 실시예는 기설정된 주기마다 캐리어 주파수를 결정하여, 전력 변환 장치 내 부품이 노화 또는 교체되더라도 전력 변환 효율을 최대로 하는 주파수를 다시 결정하여 능동적으로 대응할 수 있는 전력 변환 장치 및 그의 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 제1 직류 전원으로부터 제1 전력을 공급받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하여 변환된 제1 전력을 생성하는 제1 DC-DC 컨버터, 상기 제1 DC-DC 컨버터와 전기적으로 접속되며, 상기 변환된 제1 전력을 교류로 변환하여 외부로 제공하는 DC-AC 인버터 및 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있고, 상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터는 각각 제1 캐리어 주파수(carrier frequency) 및 DC-AC 캐리어 주파수를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 구동되며, 기설정된 주기마다 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 제1 전력의 레벨, 상기 DC-AC 인버터가 제공하는 전력의 레벨 및 상기 제1 전력의 변환 효율을 포함하는 측정값들을 측정하는 측정부, 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨의 집합 내에서 변경시켜가면서, 상기 측정부로부터 수신된 제1 전력의 변환 효율을 기반으로 상기 제1 전력의 변환 효율을 최대로 만드는 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨 중 적어도 하나를 연산하는 연산부, 상기 측정부로부터 수신된 상기 측정값들을 저장하고, 상기 연산부로부터 수신된 상기 측정값들에 대응하는 제1 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수를 저장하는 저장부 및 기 연산부에 의해 변경되거나 결정된 주파수의 레벨을 기반으로 펄스 폭 변조에 사용되는 펄스를 생성하는 펄스 생성부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 고정시킨 상태에서 제1 캐리어 주파수의 레벨을 변화시키고, 주파수의 레벨별로 상기 제1 전력의 변환 효율을 측정하여, 측정된 상기 제1 전력의 변환 효율 중 가장 큰 변환 효율에 대응하는 주파수의 레벨을 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨로 결정할 수 있고, 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 고정시킨 상태에서 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 변화시키고, 주파수의 레벨별로 상기 제1 전력의 변환 효율을 측정하여, 측정된 상기 제1 전력의 변환 효율 중 가장 큰 변환 효율에 대응하는 주파수의 레벨을 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨로 결정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 전력 변환 장치는 제2 직류 전원으로부터 제2 전력을 공급받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하여 변환된 제2 전력을 생성하는 제2 DC-DC 컨버터를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 DC-DC 컨버터는 제2 캐리어 주파수를 사용하는 펄스 폭 변조 방식으로 구동되며, 상기 DC-AC 인버터는 상기 제2 DC-DC 컨버터와 전기적으로 접속되고, 상기 변환된 제2 전력을 교류로 변환하여 제공할 수 있고, 상기 제어부는 기설정된 주기마다 상기 제2 캐리어 주파수의 레벨을 결정하고, 상기 제어부가 상기 제2 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 동안 상기 DC-AC 인버터로 상기 변환된 제1 전력의 공급이 차단되고, 상기 제어부가 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 동안 상기 DC-AC 인버터로 상기 변환된 제2 전력의 공급이 차단될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터는 각각 제1 데드 타임(dead-time) 및 DC-AC 데드 타임을 더 사용하는 펄스 폭 변조 방식으로 구동될 수 있으며, 상기 제어부는 기설정된 주기마다 상기 제1 데드 타임 및 상기 DC-AC 데드 타임을 더 결정할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력 변환 장치의 구동 방법이라는 다른 측면이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법은 그 각각이 캐리어 주파수(carrier frequency)를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 사용하여 전력을 공급받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하고, 변환된 전력을 생성하는 복수의 DC-DC 컨버터들 및 DC-AC 캐리어 주파수(carrier frequency)를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 사용하여 상기 변환된 전력들을 교류로 변환하여 외부로 제공하는 DC-AC 인버터를 포함하는 전력 변환 장치의 구동 방법으로, 복수의 직류 전원들과 상기 외부 사이에 상기 전력 변환 장치를 연결시키는 단계, 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계 및 상기 복수의 DC-DC 컨버터들의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 것을 완료하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 DC-DC 컨버터들의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 것을 완료하는 단계 이후 기설정된 시간이 경과된 경우 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계가 다시 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 전력 변환 장치의 구동 방법은 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는 복수의 직류 전원들과 상기 외부 사이에 상기 전력 변환 장치를 연결시키는 단계 이후 및 상기 DC-AC 인버터의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계 이전에 수행될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계에서, 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 제1 전력을 공급받는 제1 DC-DC 컨버터의 펄스 폭 변조에 사용되는 제1 캐리어 주파수의 레벨이 결정되고, 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는, 상기 DC-AC 인버터에 상기 제1 DC-DC 컨버터로부터의 변환된 제1 전력만 공급되도록 제어하는 단계, 상기 제1 DC-DC 컨버터의 제1 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계, 설정된 레벨을 가지는 제1 캐리어 주파수로 구동 시 상기 제1 전력 대비 상기 제1 전력에 의해 상기 DC-AC 인버터가 제공하는 전력의 비율(이하, 제1 전력의 변환 효율)을 측정하고 저장하는 단계 및 측정된 제1 전력의 변환 효율 및 설정된 제1 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 제1 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 측정된 제1 전력의 변환 효율 및 설정된 제1 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 제1 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계는 최적 캐리어 주파수 레벨이 저장되지 않았거나 측정된 제1 전력의 변환 효율이 상기 제1 전력의 최대 변환 효율보다 큰 경우에만 수행될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 상기 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 DC-DC 컨버터의 제1 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계에서, 상기 초기 레벨은 상기 제1 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨 중 가장 낮은 레벨이며, 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정하는 단계에서, 상기 제1 캐리어 주파수가 가질 수 있으나 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 가장 낮은 레벨로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계, 설정된 레벨을 가지는 DC-AC 캐리어 주파수로 구동 시 상기 전력 변환 장치에 공급되는 전력들의 합 대비 상기 DC-AC 인버터가 제공하는 전력의 비율(이하, 총 전력의 변환 효율)을 측정하고 저장하는 단계 및 측정된 총 전력의 변환 효율 및 설정된 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 총 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 측정된 총 전력의 변환 효율 및 설정된 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 총 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계는 최적 캐리어 주파수 레벨이 저장되지 않았거나 측정된 총 전력의 변환 효율이 상기 총 전력의 최대 변환 효율보다 큰 경우에만 수행될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는, 상기 DC-AC 인버터에 의해 사용되는 DC-AC 데드 타임의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계 및 상기 DC-AC 데드 타임의 레벨을 총 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계에서, 상기 DC-AC 데드 타임의 레벨이 더 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치 및 그의 구동 방법에 의하면, 기설정된 주기마다 캐리어 주파수를 결정하므로 전력 변환 장치 내 부품이 노화 또는 교체되더라도 전력 변환 효율을 최대로 하는 주파수를 다시 결정하여 능동적으로 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치로부터 생성되는 캐리어 펄스를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 복수의 DC-DC 컨버터들의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 것을 완료하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계에서의 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨 변화를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 전력 변환 장치(200)는 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n, 이하 210), DC-AC 인버터(220) 및 제어부(230)를 포함한다.
제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n)는 대응하는 제1 내지 제n 직류 전원(100-1 내지 100-n, 이하 100)으로부터 제1 내지 제n 전력을 각각 공급받고, 공급받은 전력의 예를 들어, 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하여 변환된 제1 내지 제n 전력을 생성한다. 예를 들어, 제1 DC-DC 컨버터(210-1)는 제1 직류 전원(100-1)으로부터 제1 전력을 입력받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하여 변환된 제1 전력을 생성한다. 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n)는 각각 제1 내지 제n 캐리어 주파수(carrier frequency)를 사용하는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하 PWM) 방식으로 구동된다. 또한, 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n)는 각각 제1 내지 제n 데드 타임(dead-time)을 더 사용하는 PWM 방식으로 구동되는 공진형(resonant) 컨버터일 수도 있다.
DC-AC 인버터(220)는 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n)에 전기적으로 접속되며, 변환된 제1 내지 제n 전력을 교류로 변환하여 외부(300)로 제공한다. DC-AC 인버터(220)는 DC-AC 캐리어 주파수를 사용하는 PWM 방식으로 구동될 수 있으며, DC-AC 데드 타임을 더 사용하는 PWM 방식으로 구동되는 공진형 컨버터일 수도 있다. 도 1에서는 DC-AC 인버터(220)가 3상 교류 방식으로 외부(300)에 전력을 제공하는 것처럼 도시되었으나, 이는 예시에 불과하다.
전력 변환 장치(200)에 공급되는 제1 내지 제n 전력들의 합 대비 상기 DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력의 비율이 총 전력의 변환 효율이라 정의될 수 있다. 변환된 제2 내지 제n 전력들이 DC-AC 인버터(220)에 공급되지 않는 경우, DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력은 모두 제1 전력에 의한 것이다. 이 경우, 제1 전력 대비 DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력의 비율이 제1 전력의 변환 효율이라 정의될 수 있다. 제2 내지 제n 전력의 변환 효율도 각각 비슷하게 정의될 수 있다.
제어부(230)는 측정부(231), 연산부(232), 저장부(233) 및 펄스 생성부(234)를 포함하고, 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n) 및 DC-AC 인버터(220)를 제어한다. 설명의 편의를 위해 제1 전력의 변환 효율을 최대화하는 경우에 대해서만 설명될 것이다. 제어부(230)가 제1 전력의 변환 효율이 최대가 되도록 기설정된 주기마다 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정한다. DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 고정시킨 상태에서 제1 캐리어 주파수의 레벨을 변화시키고, 주파수의 레벨별로 제1 전력의 변환 효율을 측정하여, 측정된 제1 전력의 변환 효율 중 가장 큰 변환 효율(이하, 제1 전력의 최대 변환 효율)에 대응하는 주파수의 레벨을 제1 캐리어 주파수의 레벨로 결정한다. 또한, 제1 캐리어 주파수의 레벨을 고정시킨 상태에서 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 변화시키고, 주파수의 레벨별로 제1 전력의 변환 효율을 측정하여, 제1 전력의 최대 변환 효율에 대응하는 주파수의 레벨을 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨로 결정한다. 제2 내지 제n 전력에 대해서도 변환 효율이 최대가 되도록 제2 내지 제n 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수를 더 제어할 수 있다. 제어부(230)는 측정된 총 전력의 변환 효율 중 가장 큰 변환 효율(이하, 총 전력의 최대 변환 효율)에 대응하는 주파수의 레벨을 제1 내지 제n 캐리어 주파수의 레벨 또는 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨로 결정할 수도 있다. 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n) 및 DC-AC 인버터(220)가 공진형 컨버터인 경우, 제어부(230)가 제1 내지 제n 데드 타임 및 DC-AC 데드 타임을 더 결정할 수 있다.
측정부(231)는 제1 내지 제n 전력의 레벨, DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력의 레벨을 측정한다. 제1 내지 제n 전력의 레벨의 총합 및 DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력의 레벨을 기반으로, 측정부(231)는 총 전력의 변환 효율을 측정할 수 있다. 변환된 제2 내지 제n 전력들이 DC-AC 인버터(220)에 공급되지 않는 경우, 제1 전력 및 DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력의 레벨을 기반으로 측정부(231)는 제1 전력의 변환 효율을 측정할 수 있다. 유사한 방식으로 제2 내지 제n 전력의 변환 효율도 측정될 수 있다. 즉, 측정부(231)에 의해 측정되는 측정값들은 제1 내지 제n 전력의 레벨, DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력의 레벨, 제1 내지 제n 전력의 변환 효율 및 총 변환 효율을 포함할 수 있다.
연산부(232)는 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨의 집합 내에서 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨의 집합은, 최소 레벨, 최대 레벨 및 가능한 레벨들 중 이웃하는 레벨 간 주파수의 차이로 정의될 수 있다. 연산부(232)는 제1 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수로 가능한 레벨 중 하나를 선택할 수 있다. 또한 연산부(232)는 측정부로부터 수신된 제1 전력의 변환 효율을 기반으로 제1 전력의 변환 효율을 최대로 만드는 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨 중 적어도 하나를 연산할 수 있다. 제1 DC-DC 컨버터(210-1) 및 DC-AC 인버터(220)가 공진형 컨버터인 경우, 연산부(232)는 제1 데드 타임 및 DC-AC 데드 타임으로 가능한 레벨 중 하나를 선택하고, 제1 전력의 변환 효율을 최대로 만드는 제1 데드 타임의 레벨 및 DC-AC 데드 타임의 레벨 중 적어도 하나를 연산할 수 있다. 데드 타임이 가질 수 있는 레벨의 집합도 최소 레벨, 최대 레벨 및 가능한 레벨들 중 이웃하는 레벨 간 주파수의 차이로 정의될 수 있다.
저장부(233)는 측정부(231)로부터의 측정값들을 저장하고, 연산부(232)로부터 수신된 측정값들에 대응하는 제1 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수를 저장한다. 제1 DC-DC 컨버터(210-1) 및 DC-AC 인버터(220)가 공진형 컨버터인 경우, 저장부(233)는 제1 데드 타임 및 DC-AC 데드 타임을 더 저장할 수 있다. 저장된 자료는 기설정된 주기가 지나더라도 삭제되지 않을 수 있다. 다만, 기설정된 주기가 지나서 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨이 다시 설정되는 경우, 연산부(232)는 새롭게 측정된 측정값들만을 기반으로 제1 전력의 변환 효율을 최대로 만드는 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨 중 적어도 하나를 연산할 수 있다.
펄스 생성부(234)는 연산부(232)에 의해 변경되거나 결정된 주파수의 레벨을 기반으로 PWM에 사용되는 펄스를 생성한다. 펄스는 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n) 및 DC-AC 인버터(220) 중 적어도 하나에 공급되나, 설명의 편의를 위해 펄스 생성부(234)와 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n) 및 DC-AC 인버터(220)의 연결 관계는 생략되었다. 제1 DC-DC 컨버터(210-1) 및 DC-AC 인버터(220)가 공진형 컨버터인 경우, 펄스 생성부(234)는 설정된 캐리어 주파수 및 데드 타임을 가지는 펄스를 생성하여 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210-1 내지 210-n) 및 DC-AC 인버터(220) 중 적어도 하나에 공급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 전력 변환 장치(200`)는 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210`-1 내지 210`-n, 이하 210`), DC-AC 인버터(220`) 및 제어부(230`)를 포함한다.
제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210`), DC-AC 인버터(220`)는 각각 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210), DC-AC 인버터(220)와 동일하므로 자세한 설명이 생략되어도 무방하다.
측정부(231`)는 측정부(231)에 의해 측정되는 측정값들 외에도, 변환된 제1 내지 제n 전력의 레벨을 더 측정한다. 이 경우, 제1 전력 대비 변환된 제1 전력의 비율(이하, 제1 DC-DC 컨버터의 변환 효율)이 독립적으로 정확하게 측정될 수 있다. 마찬가지로, 제2 내지 제n DC-DC 컨버터의 변환 효율도 독립적으로 정확하게 측정될 수 있다. 또한, 변환된 제1 내지 제n 전력의 총합 대비 DC-AC 인버터(220`)가 공급하는 전력의 비율(이하, DC-AC 인버터의 변환 효율)도 독립적으로 정확하게 측정될 수 있다.
연산부(232`)는 제1 캐리어 주파수를 제외한 나머지 캐리어 주파수를 고정한 상태에서 제1 캐리어 주파수를 변화시켜가면서 제1 DC-DC 컨버터(210`-1)의 변환 효율을 최대로 만드는 제1 캐리어 주파수의 레벨을 연산할 수 있다. 마찬가지로, 연산부(232`)는 제2 내지 제n DC-DC 컨버터(210`-2 내지 210`-n) 및 DC-AC 인버터(220`)의 변환 효율을 최대로 만드는 제2 내지 제n 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수를 연산할 수도 있다. 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210`-1 내지 210`-n) 및 DC-AC 인버터(220`)가 공진형 컨버터인 경우, 연산부(232`)는 제1 내지 제n 데드 타임 및 DC-AC 데드 타임을 연산할 수도 있다.
저장부(233`)는 저장부(233)에 의해 저장되는 측정값들뿐 아니라, 변환된 제1 내지 제n 전력의 레벨, 제1 내지 제n DC-DC 컨버터의 변환 효율 및 DC-AC 인버터의 변환 효율이 저장된다.
펄스 생성부(234`)는 펄스 생성부(234)와 동일하게, 연산부(232`)에 의해 변경되거나 결정된 주파수의 레벨을 기반으로 PWM에 사용되는 펄스를 생성한다. 제1 DC-DC 컨버터(210`-1) 및 DC-AC 인버터(220`)가 공진형 컨버터인 경우, 펄스 생성부(234`)는 설정된 캐리어 주파수 및 데드 타임을 가지는 펄스를 생성하여 제1 내지 제n DC-DC 컨버터(210`-1 내지 210`-n) 및 DC-AC 인버터(220`) 중 적어도 하나에 공급할 수 있다.
도 3은 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치로부터 생성되는 캐리어 펄스를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 캐리어 펄스는 주기(T)마다 같은 파형이 반복된다. 시간(t)이 0부터 제1 주기(T1)까지의 전압(V) 변화가 설명될 것이다. 제1 기간(t1) 동안 전압 레벨은 일정하게 증가하고, 제2 기간(t2) 동안 전압 레벨은 일정하게 감소한다. 주기(T)는 캐리어 주파수(f)의 역수이다(T = 1/f). 도 3에서는 전압 레벨이 일정하게 증가하다가 일정하게 감소하는 캐리어 슬로프만 제시되었으나, 이는 실시예에 불과하다. 전압 레벨이 일정하게 증가하다가 순간적으로 하강할 수도 있고, 전압 레벨이 순간적으로 증가한 후 일정하게 하강할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서 도 1, 도 3, 도 4를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
S100 단계에서, 복수의 직류 전원들(100)과 외부(300) 사이에 전력 변환 장치(200)가 연결된다. 구체적으로, 복수의 직류 전원들(100)이 복수의 DC-DC 컨버터(210)에 각각 연결되고, 외부(300)가 DC-AC 인버터(220)에 연결된다.
S200 단계에서, 복수의 DC-DC 컨버터(210) 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨이 결정된다. 이하에서, S200 단계에서 제1 DC-DC 컨버터(210-1)의 PWM 제어에 사용되는 제1 캐리어 주파수의 레벨만 결정된다고 가정한다. 그러나 이는 예시일 뿐이며, 다른 캐리어 주파수의 레벨이 결정될 수도 있다. S200 단계의 상세한 설명은 도 5를 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
S300 단계에서, DC-AC 캐리어 주파수의 레벨이 결정된다. S300 단계의 상세한 설명은 도 6을 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
S400 단계에서, S200 단계에 의해 캐리어 주파수의 레벨이 결정된 DC-DC 컨버터를 제외한 DC-DC 컨버터의 캐리어 주파수의 레벨이 결정된다. 이하에서, 제2 내지 제n DC-DC 컨버터(210-2 내지 210-n)의 PWM 제어에 사용되는 제2 내지 제n 캐리어 주파수의 레벨이 결정된다고 가정한다. 그러나 이는 예시일 뿐이다. S400 단계의 상세한 설명은 도 7을 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
S500 단계에서, 모든 컨버터(210, 220)의 캐리어 주파수가 결정되었으므로, 전력 변환 장치(200)는 기설정된 시간 동안 결정된 레벨을 가지는 캐리어 주파수 레벨로 구동된다. 기설정된 시간이 지나면, 다시 S200 단계가 수행된다. 다시 S200 단계가 수행되는 경우, 저장부(233)에 저장되었던 측정값들 및 캐리어 주파수들은 참고자료일 뿐 제1 내지 제n 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수가 결정되지 않았다.
S200 단계는 생략될 수도 있다. 즉, 캐리어 주파수의 레벨이 먼저 결정되고, 그 후 제1 내지 제n 캐리어 주파수의 레벨이 결정될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 1, 도 4 및 도 5를 참조하여 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계가 설명될 것이다.
S210 단계에서, 제1 전력의 변환 효율을 측정해야 하므로, 제어부(230)는 DC-AC 인버터(220)에 제1 DC-DC 컨버터(210-1)로부터의 변환된 제1 전력만 공급되도록 제어한다. S210 단계 이후, 모든 DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력은 제1 전력에 의한 것이다.
S220 단계에서, 제어부(230)가 제1 DC-DC 컨버터(210-1)의 제1 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정한다. 여기서, 초기 레벨은 제1 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨 중 가장 낮은 레벨일 수 있다.
S221 단계에서, 제어부(230)가 제1 DC-DC 컨버터의 제1 데드 타임의 레벨을 초기 레벨로 설정한다. 여기서, 초기 레벨은 제1 데드 타임이 가질 수 있는 레벨 중 가장 낮은 레벨일 수 있다.
S230 단계에서, 설정된 레벨을 가지는 제1 캐리어 주파수로 구동 시 제1 전력의 변환 효율을 측정하고 저장한다. 측정부(231)는 제1 전력의 레벨, DC-AC 인버터가 공급하는 전력의 레벨 및 제1 전력의 변환 효율을 포함하는 측정값들을 측정한다. 저장부(233)는 측정부(231)로부터 수신된 측정값들을 저장하고, 연산부(232)로부터 수신된 측정값들에 대응하는 제1 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수를 저장한다.
S240 단계에서, 기저장된 제1 전력의 최대 변환 효율과 측정된 제1 전력의 변환 효율이 비교된다. 최적 캐리어 주파수 레벨이 저장되지 않았거나 측정된 제1 전력의 변환 효율이 기저장된 제1 전력의 최대 변환 효율보다 큰 경우, S250 단계가 수행된다. 그렇지 않은 경우에는 S260 단계가 수행된다.
S250 단계에서, 측정된 제1 전력의 변환 효율이 제1 전력의 최대 변환 효율이므로 제1 전력의 최대 변환 효율로 저장된다. 또한, 측정된 제1 전력의 변환 효율에 대응하는 제1 캐리어 주파수의 레벨이 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장된다. 제1 DC-DC 컨버터가 데드 타임을 가지는 공진형 컨버터인 경우, 측정된 제1 전력의 변환 효율에 대응하는 제1 데드 타임의 레벨이 최적 데드 타임의 레벨로 저장된다.
S251 단계에서, 제1 데드 타임이 가질 수 있는 모든 레벨에 대해 제1 전력의 변환 효율이 측정되었는지 여부가 검토된다. 제1 캐리어 주파수는 변동되지 않은 상태에서, 제1 데드 타임이 가질 수 있는 모든 레벨에 대해 제1 전력의 변환 효율이 측정되었으면 S260 단계가 수행되고, 측정되지 않은 레벨이 있으면 S252 단계가 수행된다.
S252 단계에서, 제어부(230)가 제1 데드 타임의 레벨을 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정한다. 예를 들어, 제1 데드 타임이 가질 수 있으나 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 가장 낮은 레벨로 설정될 수 있다. 그 이후, S230 단계가 수행된다.
S221, S251 및 S252 단계는 제1 DC-DC 컨버터가 데드 타임을 가지는 공진형 컨버터인 경우에만 수행된다. 데드 타임을 사용하지 않거나 변경하지 않는 경우, S221, S251 및 S252 단계는 생략될 수 있다.
S260 단계에서, 제1 캐리어 주파수가 가질 수 있는 모든 레벨에 대해 측정되었는지 여부가 검토된다. 모든 레벨에 대해 제1 전력의 변환 효율이 측정되었으면 S280 단계가 수행되고, 측정되지 않은 레벨이 있으면 S270 단계가 수행된다.
S270 단계에서, 제어부(230)가 제1 DC-DC 컨버터(210-1)의 제1 캐리어 주파수의 레벨을 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정한다. 그 이후, S230 단계가 수행된다.
S280 단계에서, 모든 레벨에 대해 제1 전력의 변환 효율이 측정되었으므로, 제1 캐리어 주파수의 레벨을 저장된 최적 캐리어 주파수 레벨로 결정한다. 제1 DC-DC 컨버터가 데드 타임을 가지는 공진형 컨버터인 경우, 제1 데드 타임의 레벨이 저장된 최적 데드 타임의 레벨로 결정된다.
S200 단계에서, 제1 전력의 변환 효율이 측정될 때마다 기저장된 제1 전력의 최대 변환 효율과 비교되었으나, 이는 실시예에 불과하다. 예를 들어, 모든 레벨들에 대해 제1 전력의 변환 효율이 측정된 이후 제1 전력의 변환 효율들이 서로 비교될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계가 도 1, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명될 것이다.
S310 단계에서, 제1 전력의 변환 효율을 측정해야 하므로, 제어부(230)는 DC-AC 인버터(220)에 제1 DC-DC 컨버터(210-1)로부터의 변환된 제1 전력만 공급되도록 제어한다. S310 단계 이후, 모든 DC-AC 인버터(220)가 제공하는 전력은 제1 전력에 의한 것이다. 이하에서, S310 단계가 수행되는 경우를 가정하므로 총 전력의 변환 효율이 제1 전력의 변환 효율과 동일하다. 그러나 이는 예시에 불과하다. 직류 전원(100)으로부터 제1 전력을 공급받지 않거나 제1 내지 제n 전력 중 복수의 전력들을 공급받으면서 총 전력의 변환 효율이 최대가 되도록 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 경우에는 S310이 생략될 수 있다.
S320 단계에서, 제어부(230)가 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정한다. 여기서, 초기 레벨은 DC-AC 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨 중 가장 낮은 레벨일 수 있다.
S321 단계에서, 제어부(230)가 DC-AC 인버터의 DC-AC 데드 타임의 레벨을 초기 레벨로 설정한다. 여기서, 초기 레벨은 DC-AC 데드 타임이 가질 수 있는 레벨 중 가장 낮은 레벨일 수 있다.
S330 단계에서, 설정된 레벨을 가지는 DC-AC 캐리어 주파수로 구동 시 총 전력의 변환 효율을 측정하고 저장한다. 측정부(231)는 총 전력의 레벨, DC-AC 인버터가 공급하는 전력의 레벨 및 총 전력의 변환 효율을 포함하는 측정값들을 측정한다. 저장부(233)는 측정부(231)로부터 수신된 측정값들을 저장하고, 연산부(232)로부터 수신된 측정값들에 대응하는 제1 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수를 저장한다.
S340 단계에서, 기저장된 총 전력의 최대 변환 효율과 측정된 총 전력의 변환 효율이 비교된다. 최적 캐리어 주파수 레벨이 저장되지 않았거나 측정된 총 전력의 변환 효율이 기저장된 총 전력의 최대 변환 효율보다 큰 경우, S350 단계가 수행된다. 그렇지 않은 경우에는 S360 단계가 수행된다.
S350 단계에서, 측정된 총 전력의 변환 효율이 총 전력의 최대 변환 효율이므로 총 전력의 최대 변환 효율로 저장된다. 또한, 측정된 총 전력의 변환 효율에 대응하는 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨이 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장된다. DC-AC 인버터가 데드 타임을 가지는 공진형 컨버터인 경우, 측정된 총 전력의 변환 효율에 대응하는 DC-AC 데드 타임의 레벨이 최적 데드 타임의 레벨로 저장된다.
S351 단계에서, DC-AC 데드 타임이 가질 수 있는 모든 레벨에 대해 총 전력의 변환 효율이 측정되었는지 여부가 검토된다. DC-AC 캐리어 주파수는 변동되지 않은 상태에서, DC-AC 데드 타임이 가질 수 있는 모든 레벨에 대해 총 전력의 변환 효율이 측정되었으면 S360 단계가 수행되고, 측정되지 않은 레벨이 있으면 S352 단계가 수행된다.
S352 단계에서, 제어부(230)가 DC-AC 데드 타임의 레벨을 총 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정한다. 예를 들어, DC-AC 데드 타임이 가질 수 있으나 총 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 가장 낮은 레벨로 설정될 수 있다. 그 이후, S330 단계가 수행된다.
S321, S351 및 S352 단계는 DC-AC 인버터가 데드 타임을 가지는 공진형 컨버터인 경우에만 수행된다. 데드 타임을 사용하지 않거나 변경하지 않는 경우, S321, S351 및 S352 단계는 생략될 수 있다.
S360 단계에서, DC-AC 캐리어 주파수가 가질 수 있는 모든 레벨에 대해 측정되었는지 여부가 검토된다. 모든 레벨에 대해 총 전력의 변환 효율이 측정되었으면 S380 단계가 수행되고, 측정되지 않은 레벨이 있으면 S370 단계가 수행된다.
S370 단계에서, 제어부(230)가 DC-AC 인버터(220)의 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 총 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정한다. 예를 들어, DC-AC 캐리어 주파수가 가질 수 있으나 총 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 가장 낮은 레벨로 설정될 수 있다. 그 이후, S330 단계가 수행된다.
S380 단계에서, 모든 레벨에 대해 측정되었으므로, DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 저장된 최적 캐리어 주파수 레벨로 결정한다. DC-AC 인버터가 데드 타임을 가지는 공진형 컨버터인 경우, DC-AC 데드 타임의 레벨이 저장된 최적 데드 타임의 레벨로 결정된다.
S300 단계에서, 총 전력의 변환 효율이 측정될 때마다 기저장된 총 전력의 최대 변환 효율과 비교되었으나, 이는 실시예에 불과하다. 예를 들어, 모든 레벨들에 대해 총 전력의 변환 효율이 측정된 이후 총 전력의 변환 효율들이 서로 비교될 수 있다. 또한, DC-AC 인버터(220)가 공진형 컨버터인 경우, S300 단계에서 DC-AC 데드 타임의 레벨이 더 결정된다. 도 5 및 도 6을 참조로 설명된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법에 의하면, 전력 변환 장치에 포함된 모든 컨버터(210, 220)의 캐리어 주파수 및 데드 타임의 레벨이 변환 효율을 최대화하도록 기설정된 주기마다 결정된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 복수의 DC-DC 컨버터들의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 것을 완료하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 복수의 DC-DC 컨버터들의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 것을 완료하는 단계가 도 1, 도 4 및 도 7을 참조하여 설명될 것이다.
S410 단계에서, 모든 DC-DC 컨버터의 캐리어 주파수가 측정 및 연산에 의해 결정되었는지가 검토된다. 모든 캐리어 주파수가 결정되었으면 S400 단계가 종료되고, 그렇지 않은 경우에는 S420 단계가 수행된다.
S420 단계에서, 제어부(230)는 캐리어 주파수가 결정되지 않은 DC-DC 컨버터의 캐리어 주파수를 측정 및 연산에 의해 결정한다. S420 단계의 상세 과정은 S200 단계와 매우 유사하므로 설명이 생략되어도 무방하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치의 구동 방법 중 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계에서의 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 시간(t1)에 설정된 캐리어 주파수(F(1))가 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨(F(1) 내지 F(n)) 중 가장 작은 것을 확인할 수 있다. 그 후, 시간(t2)이 되면 캐리어 주파수가 F(1)보다 큰 값으로 증가하고, 시간(tN)이 되면 캐리어 주파수가 F(n)으로 변하고 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨이 최적 캐리어 주파수 레벨로 결정된다. 도 8에서는 캐리어 주파수의 레벨이 시간의 증가에 따라 증가하는 것만 설명되었으나, 데드 타임의 레벨도 시간의 증가에 따라 증가할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
200, 200`: 전력 변환 장치 210, 210`: DC-DC 컨버터
220, 220`: DC-AC 인버터 230, 230`: 제어부
231,231`: 측정부 232, 232`: 연산부
233, 233`: 저장부 234, 234`: 펄스 생성부

Claims (11)

  1. 제1 직류 전원으로부터 제1 전력을 공급받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하여 변환된 제1 전력을 생성하는 제1 DC-DC 컨버터;
    상기 제1 DC-DC 컨버터와 전기적으로 접속되며, 상기 변환된 제1 전력을 교류로 변환하여 외부로 제공하는 DC-AC 인버터; 및
    제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터는 각각 제1 캐리어 주파수(carrier frequency) 및 DC-AC 캐리어 주파수를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 구동되며,
    기설정된 주기마다 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 전력 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전력의 레벨, 상기 DC-AC 인버터가 제공하는 전력의 레벨 및 제1 전력의 변환 효율을 포함하는 측정값들을 측정하는 측정부;
    상기 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨의 집합 내에서 변경시켜가면서, 상기 측정부로부터 수신된 제1 전력의 변환 효율을 기반으로 상기 제1 전력의 변환 효율 중 가장 큰 변환 효율에 대응하는 제1 캐리어 주파수의 레벨 및 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨 중 적어도 하나를 연산하는 연산부;
    상기 측정부로부터 수신된 상기 측정값들을 저장하고, 상기 연산부로부터 수신된 상기 측정값들에 대응하는 제1 캐리어 주파수 및 DC-AC 캐리어 주파수를 저장하는 저장부; 및
    상기 연산부에 의해 변경되거나 결정된 주파수의 레벨을 기반으로 펄스 폭 변조에 사용되는 펄스를 생성하는 펄스 생성부를 포함하는 전력 변환 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 고정시킨 상태에서 제1 캐리어 주파수의 레벨을 변화시키고, 주파수의 레벨별로 상기 제1 전력의 변환 효율을 측정하여, 측정된 상기 제1 전력의 변환 효율 중 가장 큰 변환 효율에 대응하는 주파수의 레벨을 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨로 결정하고,
    상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 고정시킨 상태에서 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 변화시키고, 주파수의 레벨별로 상기 제1 전력의 변환 효율을 측정하여, 측정된 상기 제1 전력의 변환 효율 중 가장 큰 변환 효율에 대응하는 주파수의 레벨을 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨로 결정하는 전력 변환 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치는 제2 직류 전원으로부터 제2 전력을 공급받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하여 변환된 제2 전력을 생성하는 제2 DC-DC 컨버터를 더 포함하고,
    상기 제2 DC-DC 컨버터는 제2 캐리어 주파수를 사용하는 펄스 폭 변조 방식으로 구동되며,
    상기 DC-AC 인버터는 상기 제2 DC-DC 컨버터와 전기적으로 접속되고, 상기 변환된 제2 전력을 교류로 변환하여 제공하고,
    상기 제어부는 기설정된 주기마다 상기 제2 캐리어 주파수의 레벨을 결정하고,
    상기 제어부가 상기 제2 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 동안 상기 DC-AC 인버터로 상기 변환된 제1 전력의 공급이 차단되고, 상기 제어부가 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 동안 상기 DC-AC 인버터로 상기 변환된 제2 전력의 공급이 차단되는 전력 변환 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 DC-DC 컨버터 및 상기 DC-AC 인버터는 각각 제1 데드 타임(dead-time) 및 DC-AC 데드 타임을 더 사용하는 펄스 폭 변조 방식으로 구동되며,
    상기 제어부는 기설정된 주기마다 상기 제1 데드 타임 및 상기 DC-AC 데드 타임을 더 결정하는 전력 변환 장치.
  6. 그 각각이 캐리어 주파수(carrier frequency)를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 사용하여 전력을 공급받아 전압 레벨 및 전류 레벨 중 적어도 하나를 변환하고, 변환된 전력을 생성하는 복수의 DC-DC 컨버터들; 및
    DC-AC 캐리어 주파수(carrier frequency)를 사용하는 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 사용하여 상기 변환된 전력들을 교류로 변환하여 외부로 제공하는 DC-AC 인버터를 포함하는 전력 변환 장치의 구동 방법으로,
    복수의 직류 전원들과 상기 외부 사이에 상기 전력 변환 장치를 연결시키는 단계;
    상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 DC-DC 컨버터들의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 것을 완료하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 DC-DC 컨버터들의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 것을 완료하는 단계 이후 기설정된 시간이 경과된 경우 상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계가 다시 수행되는 전력 변환 장치의 구동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전력 변환 장치의 구동 방법은 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는 복수의 직류 전원들과 상기 외부 사이에 상기 전력 변환 장치를 연결시키는 단계 이후 및 상기 DC-AC 인버터의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계 이전에 수행되는 전력 변환 장치의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계에서, 상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 제1 전력을 공급받는 제1 DC-DC 컨버터의 펄스 폭 변조에 사용되는 제1 캐리어 주파수의 레벨이 결정되고,
    상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는,
    상기 DC-AC 인버터에 상기 제1 DC-DC 컨버터로부터의 변환된 제1 전력만 공급되도록 제어하는 단계;
    상기 제1 DC-DC 컨버터의 제1 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계;
    설정된 레벨을 가지는 제1 캐리어 주파수로 구동 시 상기 제1 전력 대비 상기 제1 전력에 의해 상기 DC-AC 인버터가 제공하는 전력의 비율(이하, 제1 전력의 변환 효율)을 측정하고 저장하는 단계; 및
    측정된 제1 전력의 변환 효율 및 설정된 제1 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 제1 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 제1 전력의 변환 효율 및 설정된 제1 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 제1 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계는 최적 캐리어 주파수 레벨이 저장되지 않았거나 측정된 제1 전력의 변환 효율이 상기 제1 전력의 최대 변환 효율보다 큰 경우에만 수행되는 전력 변환 장치의 구동 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 DC-DC 컨버터들 중 일부의 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는 상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 상기 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 DC-DC 컨버터의 제1 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계에서, 상기 초기 레벨은 상기 제1 캐리어 주파수가 가질 수 있는 레벨 중 가장 낮은 레벨이며,
    상기 제1 캐리어 주파수의 레벨을 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정하는 단계에서, 상기 제1 캐리어 주파수가 가질 수 있으나 제1 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 가장 낮은 레벨로 설정되는 전력 변환 장치의 구동 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는,
    상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계;
    설정된 레벨을 가지는 DC-AC 캐리어 주파수로 구동 시 상기 전력 변환 장치에 공급되는 전력들의 합 대비 상기 DC-AC 인버터가 제공하는 전력의 비율(이하, 총 전력의 변환 효율)을 측정하고 저장하는 단계; 및
    측정된 총 전력의 변환 효율 및 설정된 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 총 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 측정된 총 전력의 변환 효율 및 설정된 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 각각 상기 총 전력의 최대 변환 효율과 최적 캐리어 주파수 레벨로 저장하는 단계는 최적 캐리어 주파수 레벨이 저장되지 않았거나 측정된 총 전력의 변환 효율이 상기 총 전력의 최대 변환 효율보다 큰 경우에만 수행되는 전력 변환 장치의 구동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계는, 상기 DC-AC 인버터에 의해 사용되는 DC-AC 데드 타임의 레벨을 초기 레벨로 설정하는 단계; 및 상기 DC-AC 데드 타임의 레벨을 총 전력의 변환 효율이 측정되지 않은 레벨 중 하나로 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 DC-AC 캐리어 주파수의 레벨을 결정하는 단계에서, 상기 DC-AC 데드 타임의 레벨이 더 결정되는 전력 변환 장치의 구동 방법.
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