KR20180038168A - 커패시터 검사 시스템 - Google Patents

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Abstract

커패시터 검사 시스템이 개시된다. 커패시터 검사 시스템은, 전원 공급부, 충방전부, 데이터 측정부, 및 전류 쵸핑부를 포함한다. 전원 공급부는 미리 설정된 크기와 형태의 전류를 공급하고, 충방전부는 인가된 전류를 이용하여 커패시터를 충방전하며, 데이터 측정부는 커패시터의 전압 및 전류를 측정하는 데이터 측정부를 포함한다. 이때, 충방전부는 커패시터에 인가되는 전류를 미리 설정된 패턴으로 쵸핑하는 전류 쵸핑부를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 커패시터에 인가되는 전류의 패턴을 임의로 줄 수 있어, 커패시터에 시스템 동작시의 실제 스트레스를 인가할 수 있게 되고, 이로 인해 검사 대상 커패시터의 신뢰도를 보장할 수 있게 된다.

Description

커패시터 검사 시스템 {SYSTEM FOR TESTING CAPACITOR}
본 발명은 전기 소자 검사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정전 용량을 얻기 위해 사용하는 소자인 커패시터의 특성을 검사하기 위한 시스템에 관한 것이다.
최근 고압, 대용량 컨버터 분야에서 모듈형 다단 컨버터(Modular Multilevel Convertor; MMC)가 관심을 받으며 활발한 연구가 진행되고 있다. 모듈형 다단 컨버터(MMC)는 많은 수의 서브 모듈이 직렬로 연결되므로 전압 레벨 확장이 용이하며, 낮은 스위칭 주파수에서도 높은 전압 레벨로 인해 우수한 출력을 얻을 수 있는 장점으로 고압 직류(HVDC) 송전, 무효 전력 보상기(STATCOM), 모터 드라이브 분야에 활용되고 있다.
도 1은 모듈형 다단 컨버터(MMC)의 서브 모듈을 설명하기 위한 하프 브릿지 컨버터의 회로도이다. 도 1에 나타낸 것처럼, 하프 브릿지 컨버터는 상보적으로 동작하는 IGBT 스위치 2개와 에너지를 저장하기 위한 커패시터로 구성된다.
암 전류 방향이 양(Positive)일 경우, 스위치 S1이 턴-온 시 암 전류가 환류 다이오드 D1을 거쳐 커패시터로 흐르므로 커패시터가 충전된다. 스위치 S2가 턴-온 시 커패시터를 우회하므로 커패시터 전압은 변동하지 않는다.
반대로 암 전류 방향이 음(Negative)일 경우, 스위치 S1이 턴-온 시 암 전류가 커패시터로 흐르므로 커패시터가 방전되며, 스위치 S2가 턴-온 시 암 전류는 환류 다이오드 D2로 흘러 커패시터를 우회하므로 커패시터 전압의 변동은 없다. 따라서, 스위치 S1이 턴-온 될 때 암 전류의 방향에 따라 커패시터의 충전 및 방전이 결정된다.
도 2는 모듈형 다단 컨버터(MMC)의 구성을 설명하기 위한 회로도이다. 도 2에 나타낸 것처럼, 직렬 연결된 N개의 서브 모듈(11)과 암 인덕터(12)가 연결되어 암(A절점-B절점)을 구성하고, 교류 출력단을 기준으로 2개의 암이 연결되어 하나의 레그(A절점-C절점)를 구성한다.
암 인덕터(12)는 단락 사고 시 단락 전류의 급격한 상승을 방지하는 역할을 한다. 각 서브 모듈 커패시터 전압은 직류단 전압을 N 등분한 크기를 가지며, 한 암에서 출력되는 전압은 암을 구성하는 각 서브 모듈의 출력전압의 합과 같다.
이와 같이 고압에서 사용되는 고가의 커패시터는 그 신뢰도를 유지하는 것이 매우 중요하며, 이를 위해 커패시터 개발시 커패시터 초기 특성, 정격 용량 등 다양한 특성에 대해 테스트를 수행하고 있다.
그런데, 종래의 테스트 장치는 커패시터에 사인파, 또는 단순 펄스 파형 정도만을 인가할 수 있는 수준이어서, 커패시터가 동작하는 다양한 동작 조건을 적절히 모의하여 검사를 수행할 수가 없었다.
예를 들어, MMC의 경우 동작시 전류가 쵸핑(chopping)되어 인가되며, 더구나, 실제 사용시에는 다단으로 사용되어 커패시터에 인가되는 쵸핑 형태가 다양하게 변화하게 된다. 그런데, 종래의 테스트 장치로는 이와 같이 실제 MMC 동작시 커패시터에 인가되는 전류에 의한 스트레스 등을 테스트할 수 있는 방법이 없었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 커패시터 소자가 실제 동작시에 발생할 수 있는 다양한 동작 조건을 다양한 특성의 커패시터에 대해 인가할 수 있어, 검사 대상 커패시터의 신뢰도를 보장할 수 있도록 해주는 검사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 커패시터 검사 시스템은, 전원 공급부, 충방전부, 데이터 측정부, 및 전류 쵸핑부를 포함한다.
전원 공급부는 미리 설정된 크기와 형태의 전류를 공급하고, 충방전부는 인가된 전류를 이용하여 커패시터를 충방전하며, 데이터 측정부는 커패시터의 전압 및 전류를 측정하는 데이터 측정부를 포함한다. 이때, 충방전부는 커패시터에 인가되는 전류를 미리 설정된 패턴으로 쵸핑하는 전류 쵸핑부를 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 커패시터에 인가되는 전류의 패턴을 임의로 줄 수 있어, 커패시터에 시스템 동작시의 실제 스트레스를 인가할 수 있게 되고, 이로 인해 검사 대상 커패시터의 신뢰도를 보장할 수 있게 된다.
이를 위해, 충방전부는 커패시터와 직렬 연결되고, 서로 반대 방향으로 직렬 연결된 한 쌍의 스위치를 포함하며, 스위치는 서로 역병렬 연결된 트랜지스터와 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 충방전부는 커패시터의 양단에 각각 한 쌍의 스위치를 포함할 수 있으며, 바이패스 경로는 커패시터 및 커패시터 일단의 한 쌍의 스위치와 병렬 연결될 수 있다.
또한, 전류 쵸핑부는 커패시터로 인가되는 전류를 미리 설정된 바이패스 경로로 바이패스시킴으로써 커패시터에 인가되는 전류를 쵸핑할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 스위치에 매우 큰 전압이 유기되는 것을 방지할 수 있어, 스위치의 스트레스를 줄이면서 커패시터에 흐르는 전류를 효율적으로 쵸핑할 수 있다.
또한, 전류 쵸핑부는 바이패스 경로에 위치하고, 서로 반대 방향으로 직렬 연결된 한 쌍의 스위치를 포함하며, 스위치는 서로 역병렬 연결된 트랜지스터와 다이오드를 포함할 수 있다. 또한, 전류 쵸핑부는 전류 쵸핑부에 포함된 한 쌍의 스위치 중 선택된 하나의 스위치를 개폐함으로써 커패시터에 인가되는 전류를 미리 설정된 패턴으로 쵸핑할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 멀티레벨 컨버터의 레벨을 쌓았을 때에 실제 발생할 수 있는 다양한 패턴의 쵸핑을 용이하게 구현할 수 있게 된다.
또한, 커패시터 검사 시스템은, 데이터 측정부에 의해 측정된 커패시터의 전압 및 전류를 이용하여 커패시터의 용량을 산출하는 용량 산출부를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 실제 컨버터를 구성했을 때 커패시터에 걸리는 스트레스와 동일한 쵸핑된 전류 파형을 인가하면서도, 동시에 커패시터 용량을 추정할 수 있게 된다.
이때, 커패시터의 용량 C Test 은,
Figure pat00001
의 수학식에 의해 산출되고, △ V c1 과 △ V c2 는 각각 정현파 반주기 시간 △ T 1 과 △T 2 동안의 커패시터의 최대 충전 전압의 차이이고, i c. av1 과 i c. ac2 는 △ T 1 과 △ T 2 시간 동안의 평균 전류이며, f p 는 쵸핑된 정현파 전류의 주파수일 수 있다.
또한, 전원 공급부는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있는 인버터부, 및 인버터부를 이용하여 커패시터에서의 전류 및 전압을 제어하는 인버터 제어부를 더 포함할 수 있다. 이때, 인버터부는 충방전부와 연결되는 인덕터를 포함하고, 인덕터에 흐르는 전류를 제어함으로써, 커패시터에서의 전류 및 전압을 제어할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 커패시터 소자에 인가되는 전압이나 전류를 가변해서 인가함으로써, 커패시터에 실제 사용시에 적용될 수 있는 다양한 동작 조건을 제공할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 커패시터에 인가되는 전류의 패턴을 임의로 줄 수 있어, 커패시터에 시스템 동작시의 실제 스트레스를 인가할 수 있게 되고, 이로 인해 검사 대상 커패시터의 신뢰도를 보장할 수 있게 된다.
또한, 스위치에 매우 큰 전압이 유기되는 것을 방지할 수 있어, 스위치의 스트레스를 줄이면서 커패시터에 흐르는 전류를 효율적으로 쵸핑할 수 있다.
또한, 멀티레벨 컨버터의 레벨을 쌓았을 때에 실제 발생할 수 있는 다양한 패턴의 쵸핑을 용이하게 구현할 수 있게 된다.
또한, 실제 컨버터를 구성했을 때 커패시터에 걸리는 스트레스와 동일한 쵸핑된 전류 파형을 인가하면서도, 동시에 커패시터 용량을 추정할 수 있게 된다.
또한, 커패시터 소자에 인가되는 전압이나 전류를 가변해서 인가함으로써, 커패시터에 실제 사용시에 적용될 수 있는 다양한 동작 조건을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 모듈형 다단 컨버터(MMC)의 서브 모듈을 설명하기 위한 하프 브릿지 컨버터의 회로도.
도 2는 모듈형 다단 컨버터(MMC)의 구성을 설명하기 위한 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 검사 시스템의 개략적인 블록도.
도 4는 도 3의 커패시터 검사 시스템 제어기 구조의 예를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 도 3의 커패시터 검사 시스템의 구현 예인 커패시터 평가 및 진단 시스템의 회로도.
도 6은 도 5의 커패시터 충방전 회로의 스위칭 파형을 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 인덕터 전류가 양의 방향일 때 스위치 동작 모드를 도시한 도면.
도 9 및 도 10은 인덕터 전류가 음의 방향일 때의 스위치 동작 모드를 도시한 도면.
도 11은 도 6에 도시된 방법을 이용해서 수행한 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
도 12는 커패시터 용량 추정 방법을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시터 검사 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 3에서, 커패시터 검사 시스템(100)은 전원 공급부(110), 충방전부(120), 데이터 측정부(130), 및 용량 산출부(140)를 포함하며, 충방전부(120)는 다시 전류 쵸핑부(122)를 포함한다. 전원 공급부(110)는 인버터부(112), 및 인버터 제어부(114)를 포함하며, 인버터부(112)는 다시 인덕터(113)를 포함한다.
전원 공급부(110)는 미리 설정된 크기와 형태의 전류를 공급한다. 인버터부(112)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 인버터 제어부(114)는 인버터부(112)를 이용하여 커패시터에서의 전류 및 전압을 제어한다. 이때, 인버터부(112)는 충방전부(120)와 연결되는 인덕터(113)에 흐르는 전류를 제어함으로써, 커패시터에서의 전류 및 전압을 제어할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 커패시터 소자에 인가되는 전압이나 전류를 가변해서 인가함으로써, 커패시터에 실제 사용시에 적용될 수 있는 다양한 동작 조건을 제공할 수 있게 된다.
충방전부(120)는 인가된 전류를 이용하여 커패시터를 충방전한다. 이때, 충방전부(120)는 커패시터와 직렬 연결되고, 서로 반대 방향으로 직렬 연결된 한 쌍의 스위치를 포함하며, 각 스위치는 서로 역병렬 연결된 트랜지스터와 다이오드를 포함할 수 있다.
전류 쵸핑부(122)는 커패시터에 인가되는 전류를 미리 설정된 패턴으로 쵸핑한다. 이때, 전류 쵸핑부(122)는 커패시터로 인가되는 전류를 미리 설정된 바이패스 경로로 바이패스시킴으로써 커패시터에 인가되는 전류를 쵸핑할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 스위치에 매우 큰 전압이 유기되는 것을 방지할 수 있어, 스위치의 스트레스를 줄이면서 커패시터에 흐르는 전류를 효율적으로 쵸핑할 수 있다.
또한, 충방전부(120)는 커패시터의 양단에 각각 한 쌍의 스위치를 포함할 수 있으며, 이때, 바이패스 경로는 커패시터 및 커패시터 일단의 한 쌍의 스위치와 병렬 연결될 수 있다.
또한, 전류 쵸핑부(122)는 바이패스 경로에 위치하고, 서로 반대 방향으로 직렬 연결된 한 쌍의 스위치를 포함하며, 스위치는 서로 역병렬 연결된 트랜지스터와 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 전류 쵸핑부(122)는 전류 쵸핑부(122)에 포함된 한 쌍의 스위치 중 선택된 하나의 스위치를 개폐함으로써 커패시터에 인가되는 전류를 미리 설정된 패턴으로 쵸핑할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 멀티레벨 컨버터의 레벨을 쌓았을 때에 실제 발생할 수 있는 다양한 패턴의 쵸핑을 용이하게 구현할 수 있게 된다.
데이터 측정부(130)는 커패시터의 전압 및 전류를 측정하고, 용량 산출부(140)는 데이터 측정부(130)에 의해 측정된 커패시터의 전압 및 전류를 이용하여 커패시터의 용량을 산출한다. 이러한 구성에 의하면, 실제 컨버터를 구성했을 때 커패시터에 걸리는 스트레스와 동일한 쵸핑된 전류 파형을 인가하면서도, 동시에 커패시터 용량을 추정할 수 있게 된다.
이때, 커패시터의 용량 C Test 은,
Figure pat00002
의 수학식에 의해 산출되고, △ V c1 과 △ V c2 는 각각 정현파 반주기 시간 △ T 1 과 △T 2 동안의 커패시터의 최대 충전 전압의 차이이고, i c. av1 과 i c. ac2 는 △ T 1 과 △ T 2 시간 동안의 평균 전류이며, f p 는 쵸핑된 정현파 전류의 주파수일 수 있다.
이하, 보다 구체적인 예와 함께 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에서 제안하는 커패시터 평가 및 진단 시스템의 제어기 구조는 도 4와 같다. 도 4는 도 3의 커패시터 검사 시스템 제어기 구조의 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4에서, 도 3의 인버터 제어부(114)는 전압 제어부와 전류 제어부로 구현되어 있으며, 인덕터(113)는 필터부로 구현되어 있다.
도 4에서, 테스트하려는 커패시터에 인가되는 전압 및 전류의 크기는 인버터부에서 전압 및 전류 피드백을 통해서 제어되며, 인버터부는 필터부 인덕터의 전류 크기를 제어한다.
전류 쵸핑부는 인버터부에서 발생한 전류를 스위치에 스트레스 없이 쵸핑한다. 이때, 쵸핑의 듀티 크기 및 패턴은 펄스 조절부에서 결정한다. 마지막으로, 전류 쵸핑부를 통해서 쵸핑된 전류가 테스트하려는 커패시터에 인가된다.
도 5는 도 3의 커패시터 검사 시스템의 구현 예인 커패시터 평가 및 진단 시스템의 회로도이다. 도 5에서, 도 3의 충방전부는 커패시터 충방전 테스트 회로로 구현되어 있다.
도 5에서 제안하는 시스템은 인버터부와 커패시터 충방전 테스트 회로로 구성된다. 테스트 대상인 커패시터(C test )는 커패시터 충방전 테스트회로에 연결된다. 인버터부는 인덕터 L에 흐르는 전류의 크기 및 모양을 제어한다.
커패시터 충방전 테스트 회로는 스위치 6개(S1 ~ S6)로 구성되며, 테스트용 커패시터와 연결되어 C test 에 쵸핑 전류 I c _test 와 DC 전압을 인가한다. 쵸핑 전류 I c_test 를 스위치에 스트레스 없이 흘려줄 수 있도록 스위치의 스위칭 패턴을 도 6에서와 같이 제안하였다.
도 6은 도 5의 커패시터 충방전 회로의 스위칭 파형을 도시한 도면이다. 제안하는 커패시터 충방전 회로는 스위치 6개로 구성되며, 각각의 스위칭 파형은 인덕터 전류 I L 방향에 따라서 달라진다.
제안하는 방식의 스위칭 특징은 스위칭 신호에 Dead time이 없다는데 있다. 일반적으로 S1과 S2 신호를 상보로 동작시킬 때 신호 사이에 Dead time을 두어서 모든 스위치가 OFF 되는 시간을 두지만, 제안하는 회로는 Dead time을 두지 않는다. Dead Time 대신에 회로에 흐르는 I L 의 전류가 항상 연속으로 흐르도록 스위칭 패턴을 설계하였다.
만약 I L 의 전류 흐름이 끊어지게 되면 스위치에 매우 큰 전압이 유기되므로 스위치가 파괴되게 된다. 따라서 제안하는 방법은 스위치의 스트레스를 줄이면서 커패시터에 흐르는 전류를 효율적으로 쵸핑할 수 있다.
도 7 및 도 8은 인덕터 전류가 양의 방향일 때 스위치 동작 모드를 도시한 도면이다. 도 7에는 인덕터 전류가 양의 방향으로 충전 모드일 때의 스위칭 패턴이, 도 8에는 인덕터 전류가 양의 방향으로 바이패스 모드일 때의 스위칭 패턴이 각각 도시되어 있다.
도 7 및 도 8에서, T1 시간에 사인파 전류가 양의 방향일 때 S2와 S6을 턴온한다. S1, S3, 그리고 S5는 항상 OFF 상태를 유지한다. 이때 PWM 스위칭을 하는 스위치는 S4이며, S4의 스위칭 동작에 따라서 I L 전류가 쵸핑되어 커패시터에 흐르는 전류 I c _Test 가 흐르게 된다.
도 7에서와 같이, S4가 OFF 되었을 때, 전류는 S1의 다이오드, S2 스위치, S5 다이오드, S6의 스위치를 통해서 커패시터에 전류를 흐르게 한다. 이때 동시에 커패시터에 전압을 충전한다.
도 8에서와 같이, S4가 ON 되었을 때, I L 의 전류는 S1의 다이오드, S2 스위치, S3의 다이오드, S4의 스위치를 통해서 바이패스 된다. 이때 커패시터에 흐르는 전류는 0이며, 커패시터는 S5의 다이오드에 의해서 방전패스가 차단되어 전압이 방전되지 않는다.
도 9 및 도 10은 인덕터 전류가 음의 방향일 때의 스위치 동작 모드를 도시한 도면이다. 도 9에는 인덕터 전류가 음의 방향으로 방전 모드일 때의 스위칭 패턴이, 도 10에는 인덕터 전류가 음의 방향으로 바이패스 모드일 때의 스위칭 패턴이 각각 도시되어 있다.
도 9 및 도 10에서, T2 시간에 사인파 전류가 음의 방향일 때 S1와 S3을 턴온한다. S2, S4, 그리고 S6는 항상 OFF 상태를 유지한다. 이때 PWM 스위칭을 하는 스위치는 S5이며, S5의 스위칭 동작에 따라서 I L 전류가 쵸핑되어 커패시터에 흐르는 전류 I c _Test 가 흐르게 된다.
도 9에서와 같이, S5가 ON 되었을 때, 전류는 S6의 다이오드, S5 스위치, S2 다이오드, S1의 스위치를 통해서 커패시터에 전류를 흐르게 한다. 이때 동시에 커패시터에 전압을 방전한다.
도 10에서와 같이, S5가 OFF 되었을 때, I L 의 전류는 S4의 다이오드, S3 스위치, S2의 다이오드, S1의 스위치를 통해서 바이패스 된다. 이때 커패시터에 흐르는 전류는 0이며, 커패시터는 S4의 다이오드에 의해서 방전패스가 차단되어 전압이 방전되지 않는다.
제안하는 회로의 스위칭 패턴은 스위치 동작에 Dead Time을 주지 않아도 회로에 흐르는 전류 I L 을 연속적으로 흐르게 할 수 있고, 이 특성을 이용해서 커패시터에 흐르는 전류를 안정적으로 쵸핑할 수 있다.
도 11은 도 6에 도시된 방법을 이용해서 수행한 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 11에서, 실험 파형과 같이 커패시터에 흐르는 전류는 스위칭 패턴에 따라서 잘 쵸핑됨을 알 수 있으며, 커패시터에 걸리는 DC 전압 역시 제어가 잘 됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 5에서 제안하는 커패시터 평가 및 진단 시스템은 커패시터 충방전 테스트를 진행하면서 동시에 커패시터 용량을 추정할 수 있다. 도 12는 커패시터 용량 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 시스템 동작중 테스트하려는 커패시터의 전압 (V c_Test ) 및 흐르는 전류 (I c _Test )를 측정해서 커패시터의 용량을 실시간으로 측정할 수 있다.
Figure pat00003
위 커패시터 전류와 전압관계 식을 이용하여, 커패시터의 충전전압 (V c _Test )의 차이 △ V c1 과 △ V c2 를 측정할 수 있다. 커패시터에 흐르는 전류 (I c _Test )는 인버터부에서 전류 Peak 크기를 알 수 있으며, 전류 초핑부에서는 전류 쵸핑 패턴을 이용해서 평균 전류량을 계산할 수 있다. 쵸핑된 사인파 전류를 주파수가 f p , △ T 1 과 △T 2 시간의 평균 전류를 i c. av1 과 i c. ac2 라 정의한다면, 커패시터의 용량 C Test 는 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00004
위 수식을 이용해서 커패시터 충방전 테스트 및 커패시터 용량 추정을 동시에 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 커패시터에 실제 컨버터 구성시에 흐르는 전류와 동일한 쵸핑 전류와 전압을 인가할 수 있으며, 커패시터 충방전 테스트와 동시에 커패시터의 용량을 실시간으로 추정할 수 있다. 또한, 커패시터에 흐르는 사인파 전류를 쵸핑할 때 스위치의 스트레스를 최소화할 수 있다.
이에 따라, 커패시터에 실제 컨버터 동작시 커패시터에 걸리는 다양한 전압 및 전류 스트레스를 모의할 수 있으며, 이와 동시에 커패시터 용량 변화를 측정할 수 있으므로, 다양한 초기 커패시터를 생산시 성능 테스트 및 커패시터 스트레스 내성 테스트를 수행할 수 있게 된다.
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.
11: 서브 모듈
12: 암 인덕터
100: 커패시터 검사 시스템
110: 전원 공급부
112: 인버터부
113: 인덕터
114: 인버터 제어부
120: 충방전부
122: 전류 쵸핑부
130: 데이터 측정부
140: 용량 산출부

Claims (12)

  1. 미리 설정된 크기와 형태의 전류를 공급하는 전원 공급부;
    상기 인가된 전류를 이용하여 커패시터를 충방전하는 충방전부; 및
    상기 커패시터의 전압 및 전류를 측정하는 데이터 측정부를 포함하며,
    상기 충방전부는 상기 커패시터에 인가되는 전류를 미리 설정된 패턴으로 쵸핑하는 전류 쵸핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전류 쵸핑부는 상기 커패시터로 인가되는 전류를 미리 설정된 바이패스 경로로 바이패스시킴으로써 상기 커패시터에 인가되는 전류를 쵸핑하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 충방전부는 상기 커패시터와 직렬 연결되고,
    서로 반대 방향으로 직렬 연결된 한 쌍의 스위치를 포함하며,
    상기 스위치는 서로 역병렬 연결된 트랜지스터와 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전류 쵸핑부는 상기 바이패스 경로에 위치하고,
    서로 반대 방향으로 직렬 연결된 한 쌍의 스위치를 포함하며,
    상기 스위치는 서로 역병렬 연결된 트랜지스터와 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 충방전부는 상기 커패시터의 양단에 각각 상기 한 쌍의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 바이패스 경로는 상기 커패시터 및 상기 커패시터 일단의 상기 한 쌍의 스위치와 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전류 쵸핑부는 상기 전류 쵸핑부에 포함된 한 쌍의 스위치 중 선택된 하나의 스위치를 개폐함으로써 상기 커패시터에 인가되는 전류를 미리 설정된 패턴으로 쵸핑하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 측정부에 의해 측정된 상기 커패시터의 전압 및 전류를 이용하여 상기 커패시터의 용량을 산출하는 용량 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 커패시터의 용량 C Test 은,

    Figure pat00005


    의 수학식에 의해 산출되고, △ V c1 과 △ V c2 는 각각 정현파 반주기 시간 △ T 1 과 △T 2 동안의 커패시터의 최대 충전 전압의 차이이고, i c. av1 과 i c. ac2 는 △ T 1 과 △T 2 시간 동안의 평균 전류이며, f p 는 쵸핑된 정현파 전류의 주파수인 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원 공급부는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있는 인버터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 인버터부를 이용하여 상기 커패시터에서의 전류 및 전압을 제어하는 인버터 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 인버터부는 상기 충방전부와 연결되는 인덕터를 포함하고,
    상기 인덕터에 흐르는 전류를 제어함으로써, 상기 커패시터에서의 전류 및 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 커패시터 검사 시스템.

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