KR20180088158A - Power converting apparatus - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a power converting apparatus. The power converting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a converter including a switching element and converting a level of a DC power source from a power source unit, a DC-stage capacitor for storing the DC power source from the converter, a first resistive element connected between a ground end and one end of the switching element in the converter, a plurality of resistive elements connected between the other end of the switching element in the converter and the ground end; and a gate driving unit for outputting a turn-off signal to the switching element if a first voltage detected based on the first resistive element is a first level or higher or a second voltage detected based on the plurality of resistive elements is a second level or higher. Accordingly, the switching element can be safely protected in an overcurrent and an overvoltage in the converter.

Description

전력변환장치{Power converting apparatus}[0001] Power converting apparatus [0002]

본 발명은 전력변환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 컨버터 내의 과전류 및 과전압시 스위칭 소자를 안정적으로 보호할 수 있는 전력변환장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion apparatus, and more particularly, to a power conversion apparatus capable of stably protecting a switching element in an overcurrent and an overvoltage in a converter.

전력변환장치는, 입력 전원의 레벨을 변환하거나, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하거나, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 장치이다.The power conversion device is a device for converting the level of the input power source, converting the AC power source to the DC power source, or converting the DC power source to the AC power source.

최근에 환경 파괴, 자원 고갈 등이 문제되면서, 전력을 저장하고, 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있는 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에, 신재생 에너지와 관련된 전력변환장치에 대한 관심이 높아지고 있다.Recently, environmental destruction and depletion of resources have been a problem, and there is a growing interest in a system capable of storing electric power and efficiently utilizing stored electric power. Therefore, there is a growing interest in power conversion devices related to renewable energy.

한편, 전력변환장치 내에, 컨버터 등이 사용되며, 이상 동작시, 컨버터 내부 회로 소자를 보호하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다. On the other hand, a converter or the like is used in the power conversion apparatus, and various attempts have been made to protect the converter internal circuit elements in abnormal operation.

본 발명의 목적은, 컨버터 내의 과전류 및 과전압시 스위칭 소자를 안정적으로 보호할 수 있는 전력변환장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a power conversion device capable of stably protecting a switching element in an overcurrent and an overvoltage in a converter.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 스위칭 소자를 구비하며, 전원부로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 컨버터 내의 스위칭 소자의 일단과 접지단 사이에 접속되는 제1 저항 소자와, 컨버터 내의 스위칭 소자의 타단과 접지단 사이에 접속되는 복수의 저항 소자와, 제1 저항 소자에 기초하여 검출되는 제1 전압이 제1 레벨 이상이거나, 복수의 저항 소자에 기초하여 검출되는 제2 전압이 제2 레벨 이상인 경우, 스위칭 소자에, 턴 오프 신호를 출력하는 게이트 구동부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus comprising: a converter having a switching element, for converting a level of a DC power source from a power source unit; a dc capacitor for storing a DC power source from the converter; A first resistor element connected between one end of the switching element in the converter and the ground terminal, a plurality of resistors connected between the other end of the switching element in the converter and the ground terminal, and a first voltage And a gate driver for outputting a turn-off signal to the switching element when the second voltage is equal to or higher than the first level or the second voltage detected based on the plurality of resistance elements is equal to or higher than the second level.

본 발명의 일 실시예에 따른, 전력변환장치는, 스위칭 소자를 구비하며, 전원부로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 컨버터 내의 스위칭 소자의 일단과 접지단 사이에 접속되는 제1 저항 소자와, 컨버터 내의 스위칭 소자의 타단과 접지단 사이에 접속되는 복수의 저항 소자와, 제1 저항 소자에 기초하여 검출되는 제1 전압이 제1 레벨 이상이거나, 복수의 저항 소자에 기초하여 검출되는 제2 전압이 제2 레벨 이상인 경우, 스위칭 소자에, 턴 오프 신호를 출력하는 게이트 구동부를 포함함으로써, 컨버터 내의 과전류 및 과전압시 스위칭 소자를 안정적으로 보호할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, a power conversion apparatus includes a converter having a switching element, for converting a level of a DC power source from a power source unit, a dc-stage capacitor for storing a DC power source from the converter, A plurality of resistive elements connected between the other end of the switching element in the converter and the ground terminal, and a first voltage detected based on the first resistive element at a first level Or a gate driver for outputting a turn-off signal to the switching element when the second voltage detected based on the plurality of resistance elements is equal to or higher than the second level, thereby stably protecting the switching element in overcurrent and overvoltage in the converter .

한편, 과전류 또는 과전압시, 게이트 구동부에서, 턴 오프 신호를 출력하므로, 신속하게, 컨버터 내의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.On the other hand, when the overcurrent or the overvoltage, the gate driver outputs the turn-off signal, so that the circuit element in the converter can be protected quickly.

특히, 게이트 구동부 내에, 제1 저항 소자에 기초하여 검출되는 제1 전압과, 제1 레벨을 비교하거나, 복수의 저항 소자에 기초하여 검출되는 제2 전압과, 제2 레벨을 비교는 비교기를 구비함으로써, 신속하게, 컨버터 내의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.Particularly, in the gate driving section, the comparator compares the first voltage with the first voltage, which is detected based on the first resistance element, or the second voltage, which is detected based on the plurality of resistance elements, with the second level It is possible to quickly protect the circuit elements in the converter.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
도 2는 도 1의 전력변환장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 3은 도 2의 컨버터의 내부 회로도의 일예이다.
도 4a 내지 도 4b는 전력변환장치를 도시한 도면이다
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 회로도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 회로도이다.1 illustrates an example of an internal block diagram of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an example of an internal circuit diagram of the power conversion apparatus of FIG.
3 is an example of an internal circuit diagram of the converter of Fig.
4A to 4B are diagrams showing a power conversion apparatus
5 is an internal circuit diagram of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is an internal circuit diagram of a power conversion apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is an internal circuit diagram of a power conversion apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms "module" and "part" may be used interchangeably.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 블록도의 일예를 예시하고, 도 2는 도 1의 전력변환장치의 내부 회로도의 일예이다.FIG. 1 illustrates an example of an internal block diagram of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates an example of an internal circuit diagram of the power conversion apparatus of FIG.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, 전원부(405), 컨버터(410), 제어부(430), 부하(450)를 포함할 수 있다.The power converter 220 according to the embodiment of the present invention may include a power unit 405, a converter 410, a controller 430, and a load 450.

여기서, 부하(450)는, 도 2와 같이, 인버터(420) 및 그리드(230)를 포함하는 개념일 수 있다.Here, the load 450 may be a concept including the inverter 420 and the grid 230, as shown in FIG.

한편, 도 2와 달리, 부하(450)는, 인버터(420)와 삼상 모터를 포함하는 개념일 수도 있다. 삼상 모터는, 홈 어플라이언스의, 냉장고, 세탁기, 에어컨 등에 사용되는 모터일 수 있다. On the other hand, unlike FIG. 2, the load 450 may be a concept including an inverter 420 and a three-phase motor. The three-phase motor may be a motor used in a home appliance, a refrigerator, a washing machine, an air conditioner, or the like.

이하에서는, 부하(450)가, 도 2와 같이, 인버터(420) 및 그리드(230)를 포함하는 것을 중심으로 기술한다.Hereinafter, the load 450 will mainly be described as including the inverter 420 and the grid 230 as shown in FIG.

본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(220)는, 입력 전류 검출부(A), dc 단 전압 검출부(B), dc단 커패시터(C), 출력전류 검출부(E) 등을 더 포함할 수 있다. The power conversion device 220 according to the embodiment of the present invention may further include an input current detection unit A, a dc voltage detection unit B, a dc short capacitor C, an output current detection unit E, .

이하에서는, 도 1, 및 도 2의 전력변환장치(220) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of each of the constituent units in the power conversion apparatus 220 of Fig. 1 and Fig. 2 will be described.

입력 전류 검출부(A)는, 전원부(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(430)에 입력될 수 있다.The input current detection unit A can detect the input current i s input from the power supply unit 405. [ To this end, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used as the input current detector A. The detected input current (i s ) can be input to the control unit 430 as a discrete signal in the form of a pulse.

여기서, 전원부(405)는, 신재생 에너지를 출력할 수 있으며, 예를 들어, 연료전지(fuel cell), 태양광 모듈을 포함할 수 있다. 이하에서는, 연료전지를 구비하는 것을 중심으로 기술한다. Here, the power supply unit 405 may output renewable energy, and may include, for example, a fuel cell and a solar module. Hereinafter, description will be made mainly on the provision of a fuel cell.

컨버터(410)는, 전원부(405)로부터의 전원을 변환하여 출력한다. 구체적으로, 컨버터(410)는, 전원부(405)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하여 출력할 수 있다. 이에 따라, 컨버터(410)는, dc/dc 컨버터를 구비할 수 있다.The converter 410 converts the power from the power supply unit 405 and outputs it. Specifically, the converter 410 can convert the level of the DC power from the power supply unit 405 and output it. Accordingly, the converter 410 may include a dc / dc converter.

dc단 커패시터(C)는, 컨버터(410)에서 출력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, dc단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The dc single capacitor C smoothes the power output from the converter 410 and stores it. In the figure, one element is exemplified by the dc-terminal capacitor C, but a plurality of elements are provided, thereby ensuring the element stability.

한편, dc단 커패시터(C) 양단(a-b단)은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. On the other hand, both ends (a-b stages) of the dc short capacitor C are referred to as a dc stage or a dc stage since the dc power source is stored.

dc 단 전압 검출부(B)는 dc단 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(430)에 입력될 수 있다.the dc short-circuit voltage detector B can detect the dc short-circuit voltage Vdc at both ends of the dc short-circuit capacitor C. For this purpose, the dc voltage detection unit B may include a resistance element, an amplifier, and the like. The detected dc voltage (Vdc) may be input to the controller 430 as a discrete signal in the form of a pulse.

인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 교류 전원으로 변환하여, 그리드(230)에 출력할 수 있다. 예를 들어, 50Hz의 교류 전원 또는 60Hz의 교류 전원을 출력할 수 있다. The inverter 420 includes a plurality of inverter switching elements and can convert the smoothed direct current power supply Vdc into an alternating current power by the on / off operation of the switching element and output it to the grid 230. For example, an AC power source of 50 Hz or an AC power source of 60 Hz can be output.

인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b)로 연결될 수 있다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다. The inverter 420 includes a pair of upper arm switching elements Sa and Sb and lower arm switching elements S'a and S'b connected in series to each other and a total of three pairs of upper and lower arm switching elements are connected in parallel Sa & S'a, Sb & S'b). Diodes may be connected in anti-parallel to each switching element Sa, S'a, Sb, S'b.

인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. The switching elements in the inverter 420 perform ON / OFF operations of the respective switching elements based on the inverter switching control signal Sic from the controller 430. [

제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The control unit 430 may receive the output current io detected by the output current detection unit E. [

제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)을 기초로 생성되어 출력된다. The control unit 430 outputs the inverter switching control signal Sic to the inverter 420 to control the switching operation of the inverter 420. [ The inverter switching control signal Sic is generated and output based on the output current io detected by the output current detection section E as a switching control signal of the pulse width modulation method (PWM).

출력전류 검출부(E)는, 그리드(230)에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. The output current detection unit E can detect the output current io flowing through the grid 230. [

출력전류 검출부(E)는, 도면과 같이, 그리드(230)에 흐르는 전류를 검출하기 위해, 인버터(420)와 그리드(230)에 배치될 수 있다. The output current detection unit E can be disposed in the inverter 420 and the grid 230 to detect the current flowing in the grid 230 as shown in the figure.

출력전류 검출부(E)는, 저항 소자를 구비할 수 있다. 저항 소자를 통해, 그리드(230)에 흐르는 출력 전류(io)를 검출할 수 있다. 검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다.The output current detecting section E may include a resistance element. The output current io flowing through the grid 230 can be detected through the resistance element. The detected output current io can be applied to the control unit 430 as a discrete signal in a pulse form and an inverter switching control signal Sic is generated based on the detected output current io .

도 3은 도 2의 컨버터의 내부 회로도의 일예이다. 3 is an example of an internal circuit diagram of the converter of Fig.

도 3을 참조하면, 컨버터(410)는, 직류 전원의 레벨을 변환하기 위해, 인덕터(L) 및 다이오드 소자(D)와, 인덕터(L) 및 다이오드 소자(D) 사이에 접속되는 스위칭 소자(S)를 구비할 수 있다.3, the converter 410 includes an inductor L and a diode D, and a switching element (not shown) connected between the inductor L and the diode D to convert the level of the DC power supply S).

특히, 컨버터(410)는, 인덕터(L) 및 다이오드 소자(D)와, 스위칭 소자(S)를 통해, 전원부(405)로부터의 입력 전원을 부스팅(승압)하여, 직류 전원의 레벨을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 도 3의 컨버터(410)는, 부스트 컨버터와 같이 동작할 수 있다.In particular, the converter 410 boosts (boosts) the input power from the power supply unit 405 through the inductor L and the diode D and the switching element S to increase the level of the DC power supply . Accordingly, the converter 410 of FIG. 3 can operate as a boost converter.

한편, 도 3의 컨버터(410)의 동작시, 과전류, 과전압이 스위칭 소자(S)에 발생할 수 있으며, 이러한 경우, 스위칭 소자(S)는 물론, 주변 회로 소자가 소손된 가능성이 높게 된다. 본 발명에서는, 이러한 과전류, 과전압 발생시, 스위칭 소자(S)를 비롯한 컨버터 내의 회로 소자를 보호하기 위한 방안을 제시한다.3, an overcurrent and an overvoltage may occur in the switching element S. In such a case, there is a high possibility that peripheral circuit elements as well as the switching element S are damaged. In the present invention, a method for protecting circuit elements in the converter including the switching element S when such an overcurrent or an overvoltage occurs is suggested.

도 4a 내지 도 4b는 전력변환장치를 도시한 도면이다4A to 4B are diagrams showing a power conversion apparatus

먼저, 도 4a를 설명하면, 도 4a의 전력변환장치(100)는, 스위칭 소자(MN1)를 보호하기 위해, 복수의 저항 소자(R1,R2)를 구비하는 검출부(110), 복수의 저항 소자(R1,R2) 증 제2 저항 소자(R2)에서 검출된 전압과, 기준 전압을 비교하는 비교기(120), 비교기(120)의 출력에 의해, 스위칭 소자(MN1)를 보호하기 위한 보호 회로부(130)를 구비할 수 있다.4A, the power conversion apparatus 100 of FIG. 4A includes a detection unit 110 having a plurality of resistive elements R1 and R2 for protecting the switching element MN1, A protection circuit part for protecting the switching element MN1 by the output of the comparator 120 and the comparator 120 for comparing the voltage detected by the resistors R1 and R2 with the reference voltage, 130).

도 4a의 전력변환장치(100)에 의하면, 검출부(110)를 통해, 제2 저항 소자(R2)에서 검출된 전압은, 스위칭 소자(MN1)에 흐르는 전류에 대응하며, 이에 따라, 스위칭 소자(MN1)에 과전류가 흐르는 경우, 비교기(120)를 통해, 스위칭 소자(MN1)가 오프되도록 할 수 있다.According to the power conversion apparatus 100 of FIG. 4A, the voltage detected by the second resistance element R2 through the detection unit 110 corresponds to the current flowing through the switching element MN1, MN1, the switching device MN1 can be turned off through the comparator 120. [0064] FIG.

그러나, 도 4a의 전력변환장치(100)는, 보호 회로부(130) 내부의 동작이 복잡하여, 신속한, 스위칭 소자(MN1)의 보호를 수행할 수 없으며, 또한, 스위칭 소자(MN1)에 과전압이 걸리는 경우, 스위칭 소자(MN1)를 보호할 수 없어, 스위칭 소자(MN1)의 소손 가능성이 높다는 문제가 있다.However, the power conversion apparatus 100 of FIG. 4A can not protect the switching element MN1 quickly because the operation of the inside of the protection circuit 130 is complicated, and the overvoltage is applied to the switching element MN1 The switching device MN1 can not be protected and there is a problem that the possibility of burning of the switching device MN1 is high.

다음, 도 4b의, 전력변환장치는, 스위칭 소자(S)의 보호를 위해, 스위칭 소자(S)와 접지단 사이에 접속되는 저항 소자(RXb), 그리고, 저항 소자(RXb)에 의해 검출되는 전압이 입력되어, 기준 전압과 비교하는 게이트 구동부(198)을 구비할 수 있다. Next, in order to protect the switching device S, the power conversion device shown in Fig. 4B includes a resistance element RXb connected between the switching element S and the ground terminal, and a resistance element RXb detected by the resistance element RXb And a gate driver 198 that receives a voltage and compares it with a reference voltage.

게이트 구동부(198)는, 저항 소자(RXb)에 의해 검출되는 전압이 기준 전압 보다 높은 경우, 스위칭 소자(S)에 과전류가 흐르는 것으로 판단하고, 턴 오프 제어 신호를 출력하여, 스위칭 소자(S)를 보호할 수 있다.The gate driver 198 determines that an overcurrent flows in the switching element S when the voltage detected by the resistance element RXb is higher than the reference voltage and outputs a turn- Lt; / RTI >

그러나, 도 4b의, 전력변환장치(100)는, 스위칭 소자(S)에 과전압이 걸리는 경우, 스위칭 소자(S)를 보호할 수 없어, 스위칭 소자(S)의 소손 가능성이 높다는 문제가 있다.However, the power conversion apparatus 100 of Fig. 4B has a problem that the switching element S can not be protected when an overvoltage is applied to the switching element S, and the possibility of burning of the switching element S is high.

이에 따라, 본 발명에서는, 과전류는 물론, 과전압 발생시, 스위칭 소자(S)를 비롯한 컨버터 내의 회로 소자를 보호하기 위한 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 5 이하를 참조하여 기술한다.Accordingly, the present invention proposes a method for protecting circuit elements in the converter including the switching element S, as well as overcurrent, when an overvoltage occurs. This will be described with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 회로도이다.5 is an internal circuit diagram of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하여 설명하면, 도 5의 전력변환장치(500)는, 스위칭 소자(S)를 구비하며, 전원부로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(410)와, 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터(C)와, 컨버터(410) 내의 스위칭 소자(S)의 일단과 접지단 사이에 접속되는 제1 저항 소자(Ra)와, 컨버터(410) 내의 스위칭 소자(S)의 타단과 접지단 사이에 접속되는 복수의 저항 소자(R1,R2,R3;510)와, 제1 저항 소자(Ra)에 기초하여 검출되는 제1 전압이 제1 레벨 이상이거나, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 기초하여 검출되는 제2 전압이 제2 레벨 이상인 경우, 스위칭 소자(S)에, 턴 오프 신호를 출력하는 게이트 구동부(520)를 포함할 수 있다.5 includes a converter 410 having a switching element S and for converting a level of a DC power source from a power source unit, A first resistor element Ra connected between one end of the switching element S in the converter 410 and the ground terminal and a switching element S in the converter 410. The dc- A plurality of resistive elements R1, R2, and R3 connected between the other end of the resistive element and a ground terminal; And a gate driver 520 for outputting a turn-off signal to the switching element S when the second voltage detected based on the first reference voltage (R1, R2, R3) is equal to or higher than the second level.

도면과 같이, 게이트 구동부(520)에, 제1 저항 소자(Ra)에 기초하여 검출되는 제1 전압은 물론, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 기초하여 검출되는 제2 전압이 입력되므로, 제1 전압에 기초하여 과전류 판단하고, 제2 전압에 기초하여 과전압 판단이 가능하게 된다.As shown in the figure, a second voltage detected based on the plurality of resistive elements Rl, R2, R3 as well as a first voltage detected based on the first resistance element Ra is input to the gate driver 520 An overcurrent is determined based on the first voltage, and an overvoltage can be determined based on the second voltage.

즉, 제1 저항 소자(Ra)에 기초하여 검출되는 제1 전압이 제1 레벨 이상인 경우, 과전류에 의한, 턴 오프 제어 신호가, 스위칭 소자(S)의 게이트에 출력되어, 스위칭 소자(S)가 신속하게 턴 오프되게 된다. 따라서, 과전류에 대해, 스위칭 소자(S)는 물론, 컨버터(410) 내부의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.That is, when the first voltage detected based on the first resistance element Ra is equal to or higher than the first level, a turn-off control signal due to the overcurrent is outputted to the gate of the switching element S, Is quickly turned off. Therefore, it becomes possible to protect the circuit elements inside the converter 410, as well as the switching element S, with respect to the overcurrent.

또한, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 기초하여 검출되는 제2 전압이 제2 레벨 이상인 경우, 과전압에 의한, 턴 오프 제어 신호가, 스위칭 소자(S)의 게이트에 출력되어, 스위칭 소자(S)가 신속하게 턴 오프되게 된다. 따라서, 과전압에 대해, 스위칭 소자(S)는 물론, 컨버터(410) 내부의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.When the second voltage detected based on the plurality of resistive elements R1, R2, R3 is equal to or higher than the second level, a turn-off control signal due to the overvoltage is outputted to the gate of the switching element S, The element S is quickly turned off. Therefore, it becomes possible to protect the circuit elements inside the converter 410, as well as the switching element S, against overvoltage.

한편, 스위칭 소자(S)의 일단은, 소스 단자에 대응하며, 스위칭 소자(S)의 타단은 드레인 단자에 대응할 수 있다.On the other hand, one end of the switching element S corresponds to the source terminal, and the other end of the switching element S corresponds to the drain terminal.

이에 따라, 스위칭 소자(S)의 소스 단자와 접지단 사이에, 제1 저항 소자(Ra)가 배치되고, 스위칭 소자(S)의 드레인 단자와 접지단 사이에, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)가 직렬 접속될 수 있다.Thereby, a first resistance element Ra is disposed between the source terminal and the ground terminal of the switching element S, and a plurality of resistance elements R1, R2 (R2) are provided between the drain terminal and the ground terminal of the switching element S, , R3 can be connected in series.

도면에서는, 스위칭 소자(S)의 드레인 단자와 접지단 사이에, 제2 저항 소자 내지 제4 저항 소자(R1,R2,R3)가 접속되는 것을 예시한다.In the figure, the second resistor element to the fourth resistor element R1, R2, R3 are connected between the drain terminal and the ground terminal of the switching element S, for example.

한편, 제2 저항 소자 내지 제4 저항 소자(R1,R2,R3) 중 제4 저항 소자(R3)의 양단 전압이 제2 전압에 대응할 수 있다.On the other hand, the voltage across the fourth resistance element R3 among the second to fourth resistance elements R1, R2, R3 may correspond to the second voltage.

즉, 제2 전압은, R1,R2,R3 대비 R3의 비율과, 스위칭 소자(S)의 양단 전압(Vds)에 기초하여 결정될 수 있다.That is, the second voltage can be determined based on the ratio of R3 to R1, R2, and R3 and the voltage across both ends (Vds) of the switching element S. [

이와 같이, 제2 저항 소자 내지 제4 저항 소자가, 스위칭 소자(S)의 드레인 단자와 접지단 사이에, 배치되므로, 스위칭 소자(S)의 과전압 검출이 가능하게 된다.Thus, since the second to fourth resistance elements are disposed between the drain terminal and the ground terminal of the switching element S, overvoltage detection of the switching element S becomes possible.

한편, 게이트 구동부(520)는, 제1 저항 소자(Ra)에 기초하여 검출되는 제1 전압과, 제1 레벨을 비교하거나, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 기초하여 검출되는 제2 전압과, 제2 레벨을 비교는 비교기(597)를 구비할 수 있다.On the other hand, the gate driver 520 compares the first level detected based on the first resistance element Ra with the first level, or the gate driver 520 detects the first voltage detected based on the plurality of resistance elements Rl, R2, 2 < / RTI > voltage to a second level. ≪ RTI ID = 0.0 >

도면에서는, 회로 소자 저감을 위해, 제1 저항 소자(Ra)에 기초하여 검출되는 제1 전압과 제1 레벨을 비교하는 비교기(597)와, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 기초하여 검출되는 제2 전압과, 제2 레벨을 비교하는 비교기가 공통인 것을 예시한다.The figure shows a comparator 597 for comparing a first voltage and a first voltage detected on the basis of a first resistance element Ra to reduce a circuit element, And the comparator for comparing the second voltage with the second voltage are common.

한편, 제1 저항 소자(Ra)에 기초하여 검출되는 제1 전압과, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 기초하여 검출되는 제2 전압을 구분하기 위해, 도 5의 전력변환장치(500)는 게이트 구동부(520)와, 제1 저항 소자(Ra) 사이에 배치되는 제1 다이오드 소자(Da)와, 게이트 구동부(520)와, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3) 중 일부 저항 소자 사이에 배치되는 제2 다이오드 소자(Db)를 더 구비할 수 있다.On the other hand, in order to distinguish the first voltage detected based on the first resistance element Ra from the second voltage detected based on the plurality of resistance elements R1, R2, and R3, 500 includes a gate driver 520, a first diode element Da disposed between the first resistors Ra, a gate driver 520, and a plurality of resistors R1, R2, R3 And a second diode element (Db) disposed between the resistance elements.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 회로도이다. 6 is an internal circuit diagram of a power conversion apparatus according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 도 6의 전력변환장치(500b)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 컨버터(410) 내의 스위칭 소자(S)의 타단과 접지단 사이에 접속되며, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 병렬 접속되는, 다른 복수의 저항 소자(R12,R22,R32,R13,R23,R33)를 더 포함하는 것에 그 차이가 있다.6 is similar to the power conversion device 500 of FIG. 5, but is connected between the other end of the switching device S in the converter 410 and the ground terminal, R22, R32, R13, R23, and R33, which are connected in parallel to the resistor elements R1, R2, and R3 of FIG.

이와 같이, 다른 복수의 저항 소자를, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 병렬 접속시킴으로써, 과전압 검출에 사용되는 복수의 저항 소자의 소손을 방지할 수 있게 된다.As described above, by connecting a plurality of other resistive elements to the plurality of resistive elements R1, R2, and R3 in parallel, it is possible to prevent burnout of a plurality of resistive elements used for overvoltage detection.

한편, 과전류 검출을 위한 제1 전압과, 과전압 검출을 위한 제2 전압의 구분을 위해, 도 6의 전력변환장치(500b)는, 도 5의 제1 다이오드 소자(Da)와, 제2 다이오드 소자(Db) 대신에, 제1 저항 소자(Ra)와, 제4 저항 소자(R3) 사이에 배치되는 다이오드 소자(Dc)를 포함할 수 있다.On the other hand, in order to distinguish between a first voltage for overcurrent detection and a second voltage for overvoltage detection, the power conversion device 500b of FIG. 6 includes a first diode device Da and a second diode device And a diode element Dc disposed between the first resistance element Ra and the fourth resistance element R3 in place of the first resistance element Db.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력변환장치의 내부 회로도이다.7 is an internal circuit diagram of a power conversion apparatus according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 도 7의 전력변환장치(500c)는, 도 5의 전력변환장치(500)와 유사하나, 컨버터(410) 내의 스위칭 소자(S)의 타단과 접지단 사이에 접속되며, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3)에 병렬 접속되는, 다른 복수의 저항 소자(R12,R22,R32,R13,R23,R33)를 더 포함하는 것에 그 차이가 있다.7 is similar to the power conversion device 500 of FIG. 5, but is connected between the other end of the switching device S in the converter 410 and the ground terminal, R22, R32, R13, R23, and R33, which are connected in parallel to the resistor elements R1, R2, and R3 of FIG.

그 외, 도 7의 전력변환장치(500c)는 게이트 구동부(520)와, 제1 저항 소자(Ra) 사이에 배치되는 제1 다이오드 소자(Da)와, 게이트 구동부(520)와, 복수의 저항 소자(R1,R2,R3,R12,R22,R32,R13,R23,R33) 중 일부 저항 소자 사이에 배치되는 제2 다이오드 소자(Db)를 더 구비할 수 있다.7 further includes a gate driver 520, a first diode element Da disposed between the first resistor element Ra, a gate driver 520, a plurality of resistors And a second diode element Db disposed between a part of the resistance elements of the elements R1, R2, R3, R12, R22, R32, R13, R23, R33.

본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described above but the embodiments can be applied to all or some of the embodiments May be selectively combined.

한편, 본 발명의 전력변환장치의 동작방법은, 전력변환장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. The operation method of the power conversion apparatus of the present invention can be implemented as a code that can be read by a processor on a recording medium readable by a processor included in the power conversion apparatus. The processor-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by the processor is stored.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (7)

스위칭 소자를 구비하며, 전원부로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터;
상기 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터;
상기 컨버터 내의 상기 스위칭 소자의 일단과 접지단 사이에 접속되는 제1 저항 소자;
상기 컨버터 내의 상기 스위칭 소자의 타단과 상기 접지단 사이에 접속되는 복수의 저항 소자;
상기 제1 저항 소자에 기초하여 검출되는 제1 전압이 제1 레벨 이상이거나, 상기 복수의 저항 소자에 기초하여 검출되는 제2 전압이 제2 레벨 이상인 경우, 상기 스위칭 소자에, 턴 오프 신호를 출력하는 게이트 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.A converter having a switching element, for converting the level of the DC power from the power supply unit;
A dc capacitor that stores a DC power from the converter;
A first resistor element connected between one end of the switching element and the ground terminal in the converter;
A plurality of resistive elements connected between the other end of the switching element and the ground terminal in the converter;
When the first voltage detected based on the first resistance element is equal to or higher than the first level or the second voltage detected based on the plurality of resistance elements is equal to or higher than the second level, And a gate driver for driving the gate of the transistor. 제1항에 있어서,
상기 게이트 구동부는,
상기 제1 저항 소자에 기초하여 검출되는 제1 전압과, 상기 제1 레벨을 비교하거나, 상기 복수의 저항 소자에 기초하여 검출되는 제2 전압과, 상기 제2 레벨을 비교는 비교기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
Wherein the gate driver comprises:
And a comparator for comparing the first voltage detected based on the first resistance element with the first level or comparing the second voltage detected based on the plurality of resistance elements with the second level Characterized in that the power conversion device. 제1항에 있어서,
상기 게이트 구동부와, 상기 제1 저항 소자 사이에 배치되는 제1 다이오드 소자;
상기 게이트 구동부와, 상기 복수의 저항 소자 중 일부 저항 소자 사이에 배치되는 제2 다이오드 소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
A first diode element disposed between the gate driver and the first resistive element;
And a second diode element disposed between the gate driver and a part of the plurality of resistive elements. 제1항에 있어서,
상기 복수의 저항 소자는,
상기 컨버터 내의 상기 스위칭 소자의 타단과 상기 접지단 사이에 배치되며, 서로 직렬 접속되는 제2 스위칭 소자, 제3 스위칭 소자, 및 제4 스위칭 소자를 포함하며,
상기 제4 스위칭 소자의 양단에서 상기 제2 전압이 검출되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
The plurality of resistive elements may comprise:
A second switching element, a third switching element, and a fourth switching element that are disposed between the other end of the switching element and the ground terminal in the converter and are connected in series with each other,
And the second voltage is detected at both ends of the fourth switching element. 제1항에 있어서,
상기 컨버터 내의 상기 스위칭 소자의 타단과 상기 접지단 사이에 접속되며, 상기 복수의 저항 소자에 병렬 접속되는, 다른 복수의 저항 소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
Further comprising a plurality of resistance elements connected between the other end of the switching element and the ground terminal in the converter and connected in parallel to the plurality of resistance elements. 제1항에 있어서,
복수의 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단 커패시터 양단의 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터;
상기 인버터를 제어하는 제어부; 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
An inverter having a plurality of switching elements and converting the direct current power across the dc short capacitor to an alternating current power by the switching operation and outputting the alternating current power;
A controller for controlling the inverter; Further comprising: a power supply for supplying power to the power converter. 제1항에 있어서,
상기 전원부는,
연료전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
The power supply unit,
And a fuel cell.
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