KR20180022454A - 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 - Google Patents

전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로 특히, 역률 제어부를 포함하는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 교류 전원으로부터 입력되는 교류를 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되고, 스위칭 소자를 포함하여 상기 정류부에서 정류된 전압에 대하여 역률 개선 동작을 수행하는 역률 제어부; 및 상기 정류부에서 출력되는 입력 전류를 감지하여 상기 입력 전류 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 전류 판단부를 포함하는 소자 보호부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기 {Power transforming apparatus and air conditioner including the same}
본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로 특히, 역률 제어부를 포함하는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 조화기의 압축기는 모터를 구동원으로 이용하고 있다. 이러한 모터에는 전력 변환 장치로부터 교류 전력이 공급된다.
이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 역률 제어부 및 인버터 방식의 전력 변환부를 구성하는 것이 일반적으로 알려져 있다.
우선, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류 후의 전압은 역률 제어부에 의해서 원하는 전압으로 조절되고 평활하게 되며, 이와 같은 과정을 통하여 역률이 개선될 수 있다.
이러한 역률이 개선된 후의 전압은 인버터와 같은 전력 변환부에 공급된다. 이때, 전력 변환부는, 역률 개선 후의 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 교류 전력을 생성한다.
이와 같은 역률 제어부는 직류-직류 컨버터를 구성하게 되는데, 이때, 컨버터에 이용되는 스위칭 소자를 구동하기 위한 구동부(일례로, 드라이버 IC)는 스위칭 소자의 소손을 방지하기 위해 과전류 보호 회로를 포함한다.
이러한 과전류 보호 회로는 스위칭 소자에 흐르는 전류를 감지하여 스위칭 소자에 일정 전압 이상이 걸리는 것으로 감지되면 스위칭 소자의 구동을 차단하는 방식을 이용한다.
그러나, 이러한 방식은 스위칭 소자에 전류가 일정 시간 흐른 후에 스위칭 소자로 인가되는 전류를 차단하기 때문에 비정상상태에서 스위칭 소자를 과전류로부터 충분히 보호할 수 없다.
따라서, 스위칭 소자를 원천적으로 보호할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 스위칭 소자의 양단 전압을 판단하여 스위칭 소자를 보호할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하고자 한다.
또한, 스위칭 소자에 과전류가 흐르기 전에 스위칭 소자에 흐를 수 있는 과전류를 판단하여 원천적으로 스위칭 소자를 보호할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 교류 전원으로부터 입력되는 교류를 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되고, 스위칭 소자를 포함하여 상기 정류부에서 정류된 전압에 대하여 역률 개선 동작을 수행하는 역률 제어부; 및 상기 정류부에서 출력되는 입력 전류를 감지하여 상기 입력 전류 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 전류 판단부를 포함하는 소자 보호부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 전류 판단부는, 상기 입력 전류를 전압 값으로 감지하는 전류 감지부; 상기 전류 감지부를 통하여 감지된 전압 값을 제1기준 전압 값과 비교하는 제1비교기; 및 상기 제1비교기의 출력 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 입력되는 상기 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 PWM 신호 출력부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 소자 보호부는, 상기 스위칭 소자의 양단 전압을 감지하여 상기 감지된 전압 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 상기 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 전압 판단부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 전압 판단부는, 상기 스위칭 소자의 콜렉터-에미터 양단 전압을 감지하는 전압 감지부; 상기 감지된 전압 값을 제2기준 전압 값과 비교하는 제2비교기; 및 상기 제2비교기의 출력 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 입력되는 상기 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 PWM 신호 출력부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 PWM 신호 출력부는, 상기 제1비교기 또는 제2비교기의 출력 신호에 따라 상기 PWM 신호를 상기 스위칭 소자의 베이스 단자와 연결 또는 차단하는 트랜지스터 회로를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 역률 제어부는, 상기 정류부에 연결되는 인덕터; 상기 인덕터에 연결되는 상기 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자와 병렬로 연결되는 캐패시터; 및 상기 스위칭 소자와 캐패시터 사이에 연결되는 다이오드를 포함하는 승압 컨버터를 구성할 수 있다.
이때, 상기 전류 감지부는, 상기 정류부를 기준으로 상기 인덕터와 대칭되는 위치에 구비될 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 소자는, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor; IGBT)일 수 있다.
여기서, 상기 역률 제어부에 연결되는 인버터 장치; 및 상기 인버터 장치에 연결되는 모터를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 상기 전력 변환 장치를 포함하는 공기 조화기를 제공할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
먼저, 과전압 판단 시 짧은 시간 내에 스위칭 소자(Q1)의 PWM 동작을 차단하게 되므로, 스위칭 소자(Q1)의 내압으로 인한 부품 소손을 방지할 수 있다.
또한, 과전류 판단 시 스위칭 소자(Q1)의 앞 단에서 짧은 시간 내에 스위칭 소자(Q1)의 PWM 동작을 차단하게 되므로, 스위칭 소자(Q1)에 전류가 흐르지 않은 상태에서도 과전류를 판단하여 PWM 스위칭을 방지함으로써 부품 소손을 방지할 수 있다.
한편, 과전압 판단 및 과전류 판단을 동시에 적용하여, 과전압 및 과전류 중 적어도 어느 한 상황이 발생하는 경우에 스위칭 소자(Q1)를 보호할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 교류 전원(10)에는 정류부(20)가 연결된다. 이 정류부(20)는 브리지 다이오드를 이용한 전파 정류 회로를 이용할 수 있다.
이러한 정류부(20)에는, 정류부(20)를 통하여 정류된 전압에 대하여 역률 개선 동작을 수행하는 역률 제어부(PFC(power factor control)부; 30)가 연결된다.
여기서, 역률 제어부(30)는 직류-직류(DC-DC) 컨버터를 이용할 수 있다. 예를 들어, 역률 제어부(30)는 승압 컨버터(Boost converter)를 구성할 수 있다.
이와 같이, 역률 제어부(30)는 정류부(20)에서 정류된 전압을 승압 및 평활하는 과정에서 역률 개선 동작을 행할 수 있다.
이러한 승압 컨버터를 이용하는 역률 제어부(30)는, 정류부(20)에 연결되는 인덕터(L), 이 인덕터(L)에 연결되는 스위칭 소자(Q1), 이러한 스위칭 소자(Q1)와 병렬로 연결되는 캐패시터(C), 및 스위칭 소자(Q1)와 캐패시터(C) 사이에 연결되는 다이오드(D)를 포함할 수 있다.
승압 컨버터는 입력전압보다 높은 출력전압을 얻을 수 있는 컨버터로서, 스위칭 소자(Q1)가 도통되면 다이오드(D)가 차단되면서 인덕터(L)에 에너지가 저장되며, 캐패시터(C)에 저장되어 있던 전하가 방전하면서 출력단에 출력전압을 발생시킨다.
또한, 스위칭 소자(Q1)가 차단되면 스위칭 소자(Q1) 도통 시 인덕터(L)에 저장되어 있던 에너지가 더해져서 출력단으로 전달된다.
여기서, 스위칭 소자(Q1)는 별도의 PWM(pulse width modulation) 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다. 즉, 별도의 제어부(도시되지 않음)에서 전달되는 PWM 신호가 스위칭 소자(Q1)의 베이스(base; 또는 게이트) 단에 연결되어, 이 PWM 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다.
이러한 스위칭 소자(Q1)는, 전력 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar mode transistor; IGBT)를 이용할 수 있다.
IGBT는 전력 MOSFET(metal oxide semi-conductor field effect transistor)과 바이폴라 트랜지스터(bipolar transitor)의 구조를 가지는 스위칭(switching) 소자로서, 구동전력이 작고, 고속 스위칭, 고내압화, 고전류 밀도화가 가능한 소자이다.
또한, 이러한 스위칭 소자(Q1)에는, 스위칭 소자(Q1)를 과전류 및/또는 과전압으로부터 보호하는 소자 보호부(60)가 구비될 수 있다.
이때, 이러한 PWM 신호는 PWM 신호 출력부(63)를 통하여 스위칭 소자(Q1)에 연결될 수 있으며, 이러한 PWM 신호 출력부(63)는 소자 보호부(60)와 함께 구성될 수 있다. 이에 대한 자세한 사항은 후술한다.
한편, 역률 제어부(30)의 후단의 캐패시터(C)에는 인버터 회로(40)가 연결될 수 있고, 이러한 인버터 회로(40)에는 모터(M; 50)가 연결될 수 있다.
인버터 회로(40)는 역률 제어부(30)를 구성하는 직류-직류 컨버터를 통한 승압된 직류 전압을 이용하여 교류 전압을 발생시킬 수 있고, 이러한 교류 전압을 이용하여 모터(50)를 구동할 수 있다. 즉, 주파수가 가변되는 교류 전압을 이용하여 모터(50)를 제어할 수 있다.
이러한 모터(50)는 공기 조화기를 구동하는 압축기 모터일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 주파수 가변된 교류 전압을 이용하는 다양한 응용제품, 예를 들어, 냉장고, 세탁기, 청소기 등의 교류 모터에 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 역률 제어부(30)를 구성하는 스위칭 소자(Q1)에 과전류 및/또는 과전압으로부터 보호하는 소자 보호부(60)가 구비될 수 있으며, 이하, 이에 대하여 자세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 소자 보호부(60)의 일례로서, 스위칭 소자(Q1)의 양단 전압을 감지하여, 이와 같이 감지된 전압에 따라 스위칭 소자(Q1)를 보호할 수 있는 전압 판단부(61, 62, 63)를 포함하는 구성을 설명한다.
즉, 이러한 소자 보호부(60)는, 스위칭 소자(Q1)의 양단 전압을 감지하여 감지된 전압 값에 따라 스위칭 소자(Q1)의 베이스 단자에 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 전압 판단부를 포함할 수 있다.
이러한 전압 판단부는, 스위칭 소자(Q1)의 콜렉터-에미터(collector-emitter) 양단 전압(Vce)을 감지하는 전압 감지부(61), 전압 감지부(61)에서 감지된 전압 값을 기준 전압 값과 비교하는 비교기(62) 및 비교기(62)의 출력 값에 따라 스위칭 소자(Q1)의 베이스 단자에 입력되는 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 PWM 신호 출력부(63)를 포함하여 구성될 수 있다.
전압 감지부(61)는 스위칭 소자(Q1)와 병렬로 연결되는 분배저항, 즉, 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)을 포함한다. 이 두 저항(R1, R2)의 사이 단은 비교기(62)로 연결된다.
비교기(62)는 OP 앰프(62a)와, 바이어스 전압(15V)을 분배하여 과전압 판단 전압을 설정하는 제3저항(R3) 및 제4저항(R4)을 포함할 수 있다.
여기서, PWM 신호 출력부(63)는, 비교기(62)의 출력 신호에 따라 PWM 신호를 스위칭 소자(Q1)의 베이스 단자와 연결 또는 차단하는 트랜지스터 회로를 포함할 수 있다.
이러한 트랜지스터 회로는 트랜지스터(Q2)와 연결된 제7저항(R7) 및 제8저항(R8)을 포함할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 별도의 제어부(마이컴)에서 전달되는 PWM 신호는 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결되는 비교기(62)의 출력에 따라 스위칭 소자(Q1)에 전달되거나 차단된다.
이러한 전압 판단부를 포함하는 소자 보호부(60)의 작동을 설명하면 아래와 같다.
먼저, 전압 감지부(61)에서는 스위칭 소자(Q1)의 Vce (콜렉터-에미터 간 전압)를 감지하고, 이 감지된 값은 비교기(62)로 입력된다.
이러한 비교기(62)는 바이어스 전압(15V), 제3저항(R3) 및 제4저항(R4)에 의하여 설정되는 과전압 판단 전압을 전압 감지부(61)에서 감지된 전압과 비교하여, 과전압 기준 이하가 되면 로우(low)로 동작하고, 과전압 기준 이상이 되면 하이(high)로 동작한다.
즉, 전압 감지부(61)에서 감지된 전압이 과전압 기준 이상이 되면 비교기(62)에서는 하이(high) 신호가 출력된다.
이때, 비교기(62)의 하이 신호에 의하여 PWM 신호 출력부(63)의 트랜지스터(Q2)는 오프(off) 상태가 된다.
따라서, PWM 신호는 차단되어 스위칭 소자(Q1)로 인가되지 못하고, 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 동작은 차단된다.
이와 같이, 과전압 판단 시 짧은 시간 내에 스위칭 소자(Q1)의 PWM 동작을 차단하게 되므로, 스위칭 소자(Q1)의 내압으로 인한 부품 소손을 방지할 수 있는 것이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 2를 참조하여 소자 보호부(60)의 일례로서, 스위칭 소자(Q1)에 인가될 수 있는 입력 전류를 감지하여, 이와 같이 감지된 전류에 따라 스위칭 소자(Q1)를 보호할 수 있는 전류 판단부(64, 65, 63)를 포함하는 구성을 설명한다.
즉, 이러한 소자 보호부(60)는, 스위칭 소자(Q1)에 입력될 수 있는 입력 전류를 감지하여 감지된 값에 따라 스위칭 소자(Q1)의 베이스 단자에 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 전류 판단부를 포함할 수 있다.
이러한 전류 판단부는, 정류부(20)를 통과하여 입력되는 입력 전류를 전압 값으로 감지하는 전류 감지부(64), 전류 감지부(64)를 통하여 감지된 전압 값을 기준 전압 값과 비교하는 비교기(65) 및 비교기(65)의 출력 값에 따라 스위칭 소자(Q1)의 베이스 단자에 입력되는 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 PWM 신호 출력부(63)를 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, PWM 신호 출력부(63)는 위에서 설명한 전압 판단부와 공통될 수 있다.
전류 감지부(64)는 감지 저항(Rs)을 이용할 수 있으며, 이러한 감지 저항(Rs)은 실제 회로에 큰 영향을 미치지 않는 작은 저항값을 가지는 션트(Shunt) 저항을 이용할 수 있다.
이때, 감지 저항(Rs)은, 정류부(20)를 기준으로 인덕터(L)와 대칭되는 위치에 구비될 수 있다. 즉, 교류 전원(10)을 기준으로 감지 저항(Rs)은 스위칭 소자(Q1)의 앞 단에 위치하여 스위칭 소자(Q1)에 전류가 흐르기 전에 전류를 감지할 수 있다.
이러한 감지 저항(Rs)을 통하여 감지된 전류에 해당하는 전압은 비교기(65)로 입력된다.
비교기(65)는 OP 앰프(65a)와, 바이어스 전압(15V)을 분배하여 과전류 판단 전압을 설정하는 제5저항(R5) 및 제6저항(R6)을 포함할 수 있다.
여기서, PWM 신호 출력부(63)는, 비교기(65)의 출력 신호에 따라 PWM 신호를 스위칭 소자(Q1)의 베이스 단자와 연결 또는 차단하는 트랜지스터 회로를 포함할 수 있다.
이러한 트랜지스터 회로는 트랜지스터(Q2)와 연결된 제7저항(R7) 및 제8저항(R8)을 포함할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 별도의 제어부(마이컴)에서 전달되는 PWM 신호는 트랜지스터(Q2)의 베이스에 연결되는 비교기(65)의 출력에 따라 스위칭 소자(Q1)에 전달되거나 차단된다.
이러한 전류 판단부를 포함하는 소자 보호부(60)의 작동을 설명하면 아래와 같다.
먼저, 전류 감지부(64)에서는 감지 저항(Rs)으로 전류 값을 감지하여 해당 전압 값은 비교기(65)로 입력된다. 예를 들어, 30 A(암페어)의 전류가 감지 저항(Rs)에 흘렀다면 오옴의 법칙에 의하여 0.3 V의 전압이 비교기(65)로 입력될 수 있다.
비교기(65)에는 바이어스 전압(15V), 제5저항(R5) 및 제6저항(R6)에 의하여 설정되는 과전류 판단 전압을 전류 감지부(64)에서 감지된 전압과 비교하여, 과전류 기준 이하가 되면 로우(low)로 동작하고, 과전류 기준 이상이 되면 하이(high)로 동작한다.
즉, 전류 감지부(61)에서 감지된 전류에 해당하는 전압이 과전압 기준 이상이 되면 비교기(65)에서는 하이(high) 신호가 출력된다.
이때, 비교기(65)의 하이 신호에 의하여 PWM 신호 출력부(63)의 트랜지스터(Q2)는 오프(off) 상태가 된다.
따라서, PWM 신호는 차단되어 스위칭 소자(Q1)로 인가되지 못하고, 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 동작은 차단된다.
이와 같이, 과전류 판단 시 스위칭 소자(Q1)의 앞 단에서 짧은 시간 내에 스위칭 소자(Q1)의 PWM 동작을 차단하게 되므로, 스위칭 소자(Q1)에 전류가 흐르지 않은 상태에서도 과전류를 판단하여 PWM 스위칭을 방지함으로써 부품 소손을 방지할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 제3 실시예에 의한 전력 변환 장치는, 스위칭 소자(Q1)의 양단 전압을 감지하여 이와 같이 감지된 전압에 따라 스위칭 소자(Q1)를 보호할 수 있는 전압 판단부(61, 62, 63)와, 스위칭 소자(Q1)에 인가될 수 있는 입력 전류를 감지하여 이와 같이 감지된 전류에 따라 스위칭 소자(Q1)를 보호할 수 있는 전류 판단부(64, 65, 63)를 모두 포함한다.
즉, 도 3에 도시된 제3 실시예에 의한 소자 보호부(60)는, 스위칭 소자(Q1)의 콜렉터-에미터(collector-emitter) 양단 전압을 감지하는 전압 감지부(61), 전압 감지부(61)에서 감지된 전압 값을 기준 전압 값과 비교하는 비교기(62)를 포함하는 전압 판단부를 포함한다.
이에 더하여, 소자 보호부(60)는, 정류부(20)를 통과하여 입력되는 입력 전류를 전압 값으로 감지하는 전류 감지부(64), 전류 감지부(64)를 통하여 감지된 전압 값을 기준 전압 값과 비교하는 비교기(65)를 포함하는 전류 판단부를 포함한다.
또한, 전압 판단부의 비교기(62)의 출력과 전류 판단부의 비교기(65)의 출력은 스위칭 소자(Q1)의 베이스 단자에 입력되는 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 PWM 신호 출력부(63)에 공통으로 연결된다.
이러한 전압 판단부 및 전류 판단부는 위에서 설명한 바와 동일한 방식으로 작동할 수 있다.
즉, 과전류 또는 과전압이 발생하는 경우에 PWM 신호는 차단되어 스위칭 소자(Q1)로 인가되지 못하고, 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 동작은 차단된다.
따라서, 위에서 설명한 전류 판단부 및 전압 판단부의 작용에 의하여 스위칭 소자(Q1)를 과전류 및 과전압으로부터 보호할 수 있는 것이다.
즉, 과전압 판단 및 과전류 판단을 동시에 적용하여, 과전압 및 과전류 중 적어도 어느 한 상황이 발생하는 경우에 스위칭 소자(Q1)를 보호할 수 있는 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 교류 전원 20: 정류부
30: 역률 제어부 40: 인버터 회로
50: 모터 60: 소자 보호부
61: 전압 감지부 62: 비교기
63: PWM 신호 출력부 64: 전류 감지부
65: 비교기

Claims (10)

  1. 교류 전원으로부터 입력되는 교류를 정류하는 정류부;
    상기 정류부에 연결되고, 스위칭 소자를 포함하여 상기 정류부에서 정류된 전압에 대하여 역률 개선 동작을 수행하는 역률 제어부; 및
    상기 정류부에서 출력되는 입력 전류를 감지하여 상기 입력 전류 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 전류 판단부를 포함하는 소자 보호부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류 판단부는,
    상기 입력 전류를 전압 값으로 감지하는 전류 감지부;
    상기 전류 감지부를 통하여 감지된 전압 값을 제1기준 전압 값과 비교하는 제1비교기; 및
    상기 제1비교기의 출력 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 입력되는 상기 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 PWM 신호 출력부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소자 보호부는,
    상기 스위칭 소자의 양단 전압을 감지하여 상기 감지된 전압 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 상기 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 전압 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전압 판단부는,
    상기 스위칭 소자의 콜렉터-에미터 양단 전압을 감지하는 전압 감지부;
    상기 감지된 전압 값을 제2기준 전압 값과 비교하는 제2비교기; 및
    상기 제2비교기의 출력 값에 따라 상기 스위칭 소자의 베이스 단자에 입력되는 상기 PWM 신호를 인가 또는 차단하는 PWM 신호 출력부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 PWM 신호 출력부는,
    상기 제1비교기 또는 제2비교기의 출력 신호에 따라 상기 PWM 신호를 상기 스위칭 소자의 베이스 단자와 연결 또는 차단하는 트랜지스터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 역률 제어부는,
    상기 정류부에 연결되는 인덕터;
    상기 인덕터에 연결되는 상기 스위칭 소자;
    상기 스위칭 소자와 병렬로 연결되는 캐패시터; 및
    상기 스위칭 소자와 캐패시터 사이에 연결되는 다이오드를 포함하는 승압 컨버터를 구성하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전류 감지부는, 상기 정류부를 기준으로 상기 인덕터와 대칭되는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor)인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 역률 제어부에 연결되는 인버터 장치; 및
    상기 인버터 장치에 연결되는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전력 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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