KR20190018910A - Power transforming apparatus, Method for controlling the same and Air conditioner including the power transforming apparatus - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a power conversion device to prevent a circuit element from being damaged due to overheating of an NTC thermistor. The power conversion device comprises: a rectifying unit rectifying alternating current power; an SMPS connected to the rectifying unit; a plurality of DC motors connected to an output terminal of the SMPS and receiving DC power; an NTC thermistor connected between the alternating current power and the rectifying unit and preventing surge voltage; a switching circuit connected in parallel with the NTC thermistor; and a control unit applying current through the NTC thermistor when operating the plurality of DC motors, and applying current through the switching circuit when the plurality of DC motors reach a target rotation speed.

Description

전력 변환 장치와 그 제어방법 및 전력 변환 장치를 포함하는 공기 조화기{Power transforming apparatus, Method for controlling the same and Air conditioner including the power transforming apparatus}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion apparatus, a control method thereof, and an air conditioner including a power conversion apparatus,

본 발명은 전력 변환 장치와 그 제어방법 및 전력 변환 장치를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner including a power conversion apparatus, a control method thereof, and a power conversion apparatus.

일반적으로, 공기 조화기의 압축기는 모터를 구동원으로 이용하고 있다. 이러한 모터에는 전력 변환 장치로부터 교류 전원이 공급된다.Generally, a compressor of an air conditioner uses a motor as a driving source. These motors are supplied with AC power from the power converter.

이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 컨버터 및 인버터를 포함하는 것으로 일반적으로 알려져있다.Such a power conversion apparatus is generally known to include a rectifying section, a converter, and an inverter.

우선, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류부에서 정류된 전압은 컨버터에서 승압 또는 강압되거나 역률을 개선한 후 인버터에 공급된다. 이때, 인버터에서는 컨버터에서 출력된 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 직류 전력 또는 교류 전력을 생성한다.First, the commercial voltage of the AC output from the commercial power source is rectified by the rectifying part. The rectified voltage in this rectifying part is supplied to the inverter after being boosted or reduced in the converter or after improving the power factor. At this time, the inverter generates DC power or AC power for driving the motor by using the voltage output from the converter.

정류부와 인버터 사이에 연결되는 컨버터는 직류-직류 컨버터(DC-DC converter)로서 대표적인 것이 SMPS(Switched Mode Power Supply)이다.The converter connected between the rectification part and the inverter is a DC-DC converter, which is a Switched Mode Power Supply (SMPS).

SMPS의 출력단에서는 서로 다른 직류 전압이 각각 출력되어 각 부하로 공급될 수 있다.At the output stage of the SMPS, different DC voltages can be output and supplied to each load.

한편, 부하로 복수의 DC모터가 출력단에 연결될 경우에 DC모터가 많아질수록 모터 구동 초기에 서지 전압(surge voltage)이 발생할 가능성이 커진다. 이를 방지하기 위해서 교류 전원과 정류부 사이에 NTC 써미스터를 연결할 필요가 있다.On the other hand, when a plurality of DC motors are connected to an output terminal as a load, the greater the number of DC motors, the greater the possibility of a surge voltage occurring at the beginning of motor driving. To prevent this, it is necessary to connect an NTC thermistor between the AC power supply and the rectifying part.

그런데, DC모터가 많아질수록 NTC 써미스터에서 열이 과도하게 발생하는 문제점이 있다.However, as the number of DC motors increases, there is a problem that heat is excessively generated in the NTC thermistor.

한편, 대한민국 등록특허공보 제10-1065482호에는 전열기구인 전기요, 장판 등에 많이 사용되고 있는 발열선에 있어서, 전기 발열체와 감열선 사이에 온도변화에 따라 임피던스가 변화하는 감온성 절연수지로 절연하여, 감온성 절연수지에 의한 온도 변화를 감지하여 온도를 제어하는 감열선 방식의 온도 제어장치와 국부과열 및 이상 발생시에 대한 안전장치가 부가된 온도제어장치가 개시되어 있다.On the other hand, Korean Patent Registration No. 10-1065482 discloses a heating wire which is widely used in an electric furnace, an electric furnace, and the like in an electric heater, in which a heat insulating insulating resin whose impedance changes according to a temperature change between an electric heating element and a hot insulating wire is insulated, And a temperature control device to which a safety device for local overheating and an abnormality is added is disclosed.

개시된 종래기술은 부온도 특성을 가진 나일론 써미스터를 통해서 온도에 따른 임피던스값을 받아서 온도 제어를 한다.The disclosed prior art has temperature control by receiving an impedance value according to temperature through a nylon thermistor having a negative temperature characteristic.

하지만, 종래기술의 경우 별도의 센싱 포트가 필요하다는 단점이 있고 나일론 써미스터가 과열되었을 때 전원을 전부 차단해야 하는 문제가 있다.However, in the case of the related art, there is a disadvantage that a separate sensing port is required, and when the nylon thermistor is overheated, there is a problem that the power source must be completely disconnected.

본 발명은 전력 변환 장치에서 교류 전원의 입력단에 NTC 써미스터를 연결함으로써 구동 초기에 서지 전압이 전달되는 것을 방지하되, NTC 써미스터의 과열에 의한 회로 소자의 소손을 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a power conversion device that prevents the surge voltage from being transmitted at the initial stage of driving by connecting the NTC thermistor to the input terminal of the AC power source in the power conversion device, and prevents the circuit element from being burned due to overheating of the NTC thermistor .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력 변환 장치는, 교류 전원을 정류하는 정류부; 상기 정류부와 연결되는 SMPS; 상기 SMPS의 출력단에 연결되어 DC 전원을 공급받는 복수의 DC모터; 상기 교류 전원과 상기 정류부 사이에 연결되어 서지 전압(surge voltage)을 방지하는 NTC 써미스터; 상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 스위칭 회로; 및 상기 복수의 DC모터 기동시 상기 NTC 써미스터를 통해 통전시키고, 상기 복수의 DC모터가 목표 회전 속도에 도달하면 상기 스위칭 회로를 통해 통전시키는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus including: a rectifier for rectifying an AC power; An SMPS connected to the rectifying unit; A plurality of DC motors connected to an output terminal of the SMPS to receive DC power; An NTC thermistor connected between the AC power source and the rectifying part to prevent a surge voltage; A switching circuit connected in parallel with the NTC thermistor; And a controller for energizing the plurality of DC motors through the NTC thermistor when the plurality of DC motors are activated and energizing the plurality of DC motors through the switching circuit when the DC motors reach a target rotation speed.

상기 제어부가 상기 스위칭 회로를 온(ON)하면 상기 스위칭 회로를 통해서만 통전되는 것이 바람직하다.When the control unit turns on the switching circuit, it is preferable that the switching circuit is energized only through the switching circuit.

상기 제어부는 상기 복수의 DC모터를 동시에 작동하도록 제어하는 것이 바람직하다.The control unit preferably controls the plurality of DC motors to operate simultaneously.

상기 복수의 DC모터는 교류 전원을 변환하여 공급하는 DC 전원에 의해 작동되는 3개 이상의 BLDC모터인 것이 바람직하다.Preferably, the plurality of DC motors are three or more BLDC motors operated by a DC power source for converting and supplying AC power.

상기 스위칭 회로는, 상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 스위치부와, 상기 스위치부를 온/오프(ON/OFF)하도록 전류가 인가되는 코일부를 포함하는 릴레이인 것이 바람직하다.Preferably, the switching circuit is a relay including a switch portion connected in parallel to the NTC thermistor and a coil portion to which an electric current is applied to turn on / off the switch portion.

상기 스위칭 회로는 상기 릴레이와 병렬로 연결되는 환류 다이오드를 더 포함하는 것이 바람직하다.The switching circuit may further include a reflux diode connected in parallel with the relay.

상기 스위칭 회로는 상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 트라이악(TRIAC)을 포함할 수도 있다.The switching circuit may include a triac (TRIAC) connected in parallel with the NTC thermistor.

본 발명의 공기조화기는 상기한 바와 같은 전력 변환 장치를 포함한다.The air conditioner of the present invention includes the power conversion device as described above.

본 발명의 전력 변환 장치의 제어방법은, 교류 전원을 정류하고 변환하여 DC 전원을 공급하는 전력 변환 장치의 제어방법에 있어서, 교류 전원과 정류부 사이에 연결된 NTC 써미스터를 통해 통전시켜 복수의 DC모터를 기동하는 제1단계; 상기 복수의 DC모터가 목표 회전 속도에 도달했는지 여부를 판단하는 제2단계; 및 상기 복수의 DC모터가 목표 회전 속도에 도달한 경우, 상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 스위칭 회로를 온(ON)하여 상기 스위칭 회로를 통해 통전시키는 제3단계를 포함한다.A control method of a power conversion apparatus according to the present invention is a control method of a power conversion apparatus for rectifying and converting an AC power to supply DC power, the method comprising the steps of: passing a plurality of DC motors through an NTC thermistor connected between an AC power source and a rectifying unit A first step of maneuvering; A second step of determining whether the plurality of DC motors has reached a target rotation speed; And a third step of turning on the switching circuit connected in parallel with the NTC thermistor when the plurality of DC motors reaches the target rotation speed, and energizing the switching circuit through the switching circuit.

상기 스위칭 회로를 온(ON)하면 상기 스위칭 회로를 통해서만 통전되는 것이 바람직하다.When the switching circuit is turned ON, it is preferable that only the switching circuit is energized.

상기 제2단계는 상기 복수의 DC모터 기동 후 소정 시간 경과 후에 상기 복수의 DC모터의 회전 속도를 감지하는 것이 바람직하다.Preferably, the second step senses the rotational speed of the plurality of DC motors after a predetermined time elapses after starting the plurality of DC motors.

상기 스위칭 회로는 릴레이 또는 트라이악(TRIAC)을 포함할 수 있다.The switching circuit may comprise a relay or triac (TRIAC).

상기 전력 변환 장치의 운전을 정지하면 상기 스위칭 회로를 오프(OFF)하는 것이 바람직하다.When the operation of the power conversion apparatus is stopped, the switching circuit is preferably turned off.

상기한 본 발명에 의하면, 전력 변환 장치에서 교류 전원의 입력단에 NTC 써미스터를 연결함으로써 구동 초기의 서지 전압이 전달되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the NTC thermistor is connected to the input terminal of the AC power source in the power conversion apparatus, thereby preventing the surge voltage at the initial stage of driving from being transmitted.

또한, 3개 이상의 BLDC 모터를 구동하는 경우 NTC 써미스터와 병렬로 연결된 스위칭 회로의 온/오프를 제어함으로써 NTC 써미스터의 과열에 의한 회로 소자의 소손을 방지할 수 있다.In addition, when three or more BLDC motors are driven, on / off control of the switching circuit connected in parallel with the NTC thermistor can be controlled to prevent the circuit element from being burned due to overheating of the NTC thermistor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치의 제어방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a control method of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전력 변환 장치는 교류 전원을 정류하는 정류부(50), 정류부와 연결되는 SMPS(60), 상기 SMPS의 출력단에 연결되어 DC 전원을 공급받는 복수의 DC모터(81)를 포함한다.1, the power conversion apparatus includes a rectifying unit 50 for rectifying AC power, an SMPS 60 connected to the rectifying unit, and a plurality of DC motors 81 connected to an output terminal of the SMPS to receive DC power do.

정류부(40)는 입력되는 교류 전원(10)을 직류 전원으로 변환하고, 정류된 전력을 출력한다. 이를 위해, 정류부(40)는 브리지 다이오드를 이용한 전파 정류 회로로 구성될 수 있다.The rectifying unit 40 converts the input AC power 10 into DC power and outputs rectified power. For this purpose, the rectifying section 40 may be constituted by a full-wave rectifying circuit using a bridge diode.

정류부(40)의 출력측에는 커패시터(C)가 병렬로 연결되어 정류된 전력을 평활화할 수 있다.A capacitor C is connected in parallel on the output side of the rectifying unit 40, so that the rectified power can be smoothed.

SMPS(Switched-Mode Power Supply; 스위치 모드 파워 서플라이, 60)는 전력용 트랜지스터 등 반도체 소자를 스위치로 사용하여 직류 입력 전압을 일단 구형파 형태의 전압으로 변환한 후 필터를 통하여 제어된 후 직류 출력 전압을 출력하는 장치이다. 즉, SMPS(60)는 전력원으로부터 전력을 받아서 전류나 전압 특성을 변화하여 변화된 직류 전력을 출력한다. 그래서, SMPS는 DC-DC 컨버터에 해당한다.The SMPS (Switched-Mode Power Supply, 60) uses a semiconductor device such as a power transistor as a switch to convert a DC input voltage into a square-wave voltage and then control the DC output voltage Output device. That is, the SMPS 60 receives power from the power source and changes the current or voltage characteristic to output the changed DC power. So, SMPS corresponds to DC-DC converter.

SMPS(60)는 높은 전력 변환 효율을 가지면서도 변압기의 크기와 무게를 줄일 수 있기 때문에 상당히 작고 가볍게 만들 수 있다.The SMPS 60 can be made relatively small and light because it can reduce the size and weight of the transformer with high power conversion efficiency.

SMPS(60)는 서로 다른 복수의 전압을 출력할 수 있는데, 도 1에는 12V 직류 전압을 출력하는 12V 출력단(71)과 5V 직류 전압을 출력하는 5V 출력단(72)이 예시적으로 도시되어 있다. 12V 출력단(71)은 DC모터(81)에 직류 전압을 공급할 수 있고, 5V 출력단(72)은 제어부(100)의 마이컴과 같은 5V 부하에 직류 전압을 공급할 수 있다.The SMPS 60 can output a plurality of different voltages. In FIG. 1, a 12V output stage 71 for outputting a 12V DC voltage and a 5V output stage 72 for outputting a 5V DC voltage are illustrated by way of example. The 12V output stage 71 can supply the DC voltage to the DC motor 81 and the 5V output stage 72 can supply the DC voltage to the 5V load like the micom of the controller 100. [

또한, SMPS(60)는 5V와 12V 외에도 15V, 18V, 24V 등 다른 전압값의 직류 전압도 병렬적으로 출력할 수 있다.In addition to the 5V and 12V, the SMPS 60 can also output DC voltages of different voltage values such as 15V, 18V and 24V in parallel.

도 1에서 상기 12V 출력단(71)에 하나의 DC모터(81)가 연결된 것으로 도시되어 있으나, 상기 DC모터(81)는 복수의 DC모터일 수 있다.In FIG. 1, one DC motor 81 is connected to the 12V output terminal 71, but the DC motor 81 may be a plurality of DC motors.

상기 교류 전원(10)과 상기 정류부(50) 사이에는 초기 운전 돌입시에 서지 전압(surge voltage)을 방지하는 NTC(Negative Temperature Coefficient of Resistance) 써미스터(30)가 연결된다.A negative temperature coefficient of resistance (NTC) thermistor 30 for preventing a surge voltage is connected between the AC power source 10 and the rectifying part 50 when an initial operation is started.

NTC 써미스터(30)는 온도가 상승하면 저항이 감소하는 특성을 가진 써미스터이다. NTC 써미스터(30)는 온도에 대한 저항 변화의 기울기가 커서 미소 온도 변화를 정밀하게 측정할 수 있고, 구조가 간단하여 소형화할 수 있다.The NTC thermistor 30 is a thermistor having a characteristic that the resistance decreases when the temperature rises. The NTC thermistor 30 has a large slope of the resistance change with respect to temperature, so that the minute temperature change can be precisely measured, and the structure is simple and can be miniaturized.

SMPS(60)의 출력단에 3개 이상의 DC모터(81)가 연결되는 경우 부하가 커서 모터 기동시 서지 전압(surge voltage)이 발생할 수 있는데, 상기한 NTC 써미스터(30)가 이러한 서지 전압이 전달되는 것을 막아서 회로 소자의 소손을 방지할 수 있다.When three or more DC motors 81 are connected to the output terminal of the SMPS 60, a surge voltage may be generated when the motor is started because the load is large. When the NTC thermistor 30 receives the surge voltage It is possible to prevent the circuit element from being burned out.

도 1에서 제어부(100)는 5개의 모터의 작동을 제어하는 것으로 도시되어 있는바, 상기 DC모터(81)가 5개인 것을 예시적으로 나타낸다.In FIG. 1, the control unit 100 exemplarily shows that five DC motors 81 are controlled to control the operation of five motors.

이 DC모터(81)는 공기조화기의 냉각사이클을 구성하는 열교환기의 방열팬과 냉각팬을 구동하는 팬모터이거나, 실내기 베인을 구동하는 모터일 수 있다.The DC motor 81 may be a fan motor for driving the heat radiating fan and the cooling fan of the heat exchanger constituting the cooling cycle of the air conditioner, or a motor for driving the indoor unit vane.

그러나, DC모터(81)는 상기한 모터에 한정되지 않으며, 교류 전원을 정류 및 변환하여 출력되는 직류 전원을 이용하는 다양한 응용제품, 예를 들어, 냉장고, 세탁기, 전동차, 자동차, 청소기 등의 직류 모터에 이용될 수 있다.However, the DC motor 81 is not limited to the above-described motor, and may be a variety of applications using a DC power source that rectifies and converts AC power and outputs a DC motor 81 such as a refrigerator, a washing machine, Lt; / RTI >

특히, 복수의 DC모터(81)는 교류 전원을 변환하여 공급하는 DC 전원에 의해 작동되는 BLDC(Brushless Direct Current)모터인 것이 바람직하다.In particular, it is preferable that the plurality of DC motors 81 are brushless direct current (BLDC) motors operated by a DC power source that converts and supplies AC power.

BLDC모터는 브러쉬가 없기 때문에 전기적, 기계적 잡음이 적고 수명이 길며 고속 회전을 할 수 있고 소형화할 수 있다.Since the BLDC motor has no brushes, it has low electric and mechanical noise, has a long life, can rotate at high speed, and can be miniaturized.

복수의 DC모터(81)에는 각각 엔코더(encoder) 또는 홀센서로 이루어진 속도센서가 구비되어 각 모터의 회전 속도 감지값이 제어부(100)로 입력될 수 있다.Each of the plurality of DC motors 81 is provided with a speed sensor composed of an encoder or a Hall sensor so that the rotational speed sensing value of each motor can be input to the control unit 100.

한편, 상기 교류 전원(10)과 NTC 써미스터(30) 사이에는 퓨즈(15)가 직렬로 연결되어 과전류가 흐르는 것을 차단하고, 노이즈 필터(20)가 병렬로 연결되어 전원 입력 신호로부터 노이즈를 제거할 수 있다.A fuse 15 is connected in series between the AC power source 10 and the NTC thermistor 30 to prevent an overcurrent from flowing and a noise filter 20 is connected in parallel to remove noise from a power input signal .

퓨즈(15)는 과전류가 흐를 때 단선되어 회로를 보호하고, 노이즈 필터(20)는 주로 전원 입력 신호에 포함되는 고주파 노이즈를 필터링하여 부하 측으로 전달되는 것을 차단한다.The fuse 15 is disconnected when the overcurrent flows to protect the circuit, and the noise filter 20 filters the high frequency noise contained in the power input signal and blocks transmission to the load side.

교류 전원(10)에 연결되는 부하의 입력단에 설치되는 노이즈 필터(20)를 '라인 필터'라고 부르기도 한다.The noise filter 20 installed at the input terminal of the load connected to the AC power source 10 is also called a "line filter".

그리고, NTC 써미스터(30)에는 스위칭 회로(40)가 병렬로 연결된다. 스위칭 회로(40)는 NTC 써미스터(30)를 통해 통전시키지 않을 때 바이패스(bypass)를 제공한다.The switching circuit 40 is connected to the NTC thermistor 30 in parallel. The switching circuit 40 provides bypass when not energized through the NTC thermistor 30.

전력 변환 장치에 구비되는 제어부(100)는 스위칭 회로(40)를 제어하여 전류가 NTC 써미스터(30)를 통해 흐르거나 스위칭 회로(40)를 통해 흐르도록 한다.The control unit 100 included in the power conversion apparatus controls the switching circuit 40 so that current flows through the NTC thermistor 30 or flows through the switching circuit 40. [

구체적으로, 제어부(100)는 복수의 DC모터 기동시 NTC 써미스터(30)를 통해 통전시키고, 상기 복수의 DC모터(81)가 목표 회전 속도에 도달하면 상기 스위칭 회로를 통해 통전시킨다.Specifically, the control unit 100 energizes the plurality of DC motors through the NTC thermistor 30 when the plurality of DC motors are started, and energizes the plurality of DC motors 81 through the switching circuit when the DC motors 81 reach the target rotation speed.

제어부(100)가 스위칭 회로(40)를 온(ON)하면 소정의 저항값을 가진 NTC 써미스터(30)에 비해 저항이 제로인 스위칭 회로(40)를 통해서만 통전되게 된다. 즉, 스위칭 회로(40)를 온(ON)하면 NTC 써미스터(30)로 전류가 흐르지 않게 된다.When the control unit 100 turns on the switching circuit 40, only the switching circuit 40 whose resistance is zero is energized as compared with the NTC thermistor 30 having the predetermined resistance value. That is, when the switching circuit 40 is turned ON, current does not flow to the NTC thermistor 30.

스위칭 회로(40)는 NTC 써미스터(30)와 병렬로 연결되는 스위치부(42)와, 스위치부를 온/오프(ON/OFF)하도록 전류가 인가되는 코일부(41)를 포함하는 릴레이(40)일 수 있다.The switching circuit 40 includes a switch portion 42 connected in parallel to the NTC thermistor 30 and a relay 40 including a coil portion 41 to which a current is applied to turn on / Lt; / RTI >

코일부(41)에 전류를 통하면 코일부(41)가 자석이 되어 옆에 있던 철편을 끌어당겨서 스위치부(42)가 온(ON)된다. 일반적으로, 스위치부(42)가 온(ON) 상태를 유지하려면 코일부(41)에 전류가 계속 공급되어야 한다.When a current is passed through the coil portion 41, the coil portion 41 becomes a magnet and pulls the side piece of the coil, so that the switch portion 42 is turned ON. In general, in order to maintain the ON state of the switch portion 42, current must be continuously supplied to the coil portion 41.

하지만, 릴레이는 낮은 전류를 인가하여 높은 전류가 흐르도록 제어할 수 있다. 즉, 릴레이를 작동하기 위해 필요한 전압은 낮지만 릴레이를 스위치 온(ON)하여 통전되는 전압은 높다.However, the relay can control the high current to flow by applying the low current. That is, the voltage required to operate the relay is low, but the voltage to be energized by switching on the relay is high.

스위칭 회로(40)는 릴레이(40)와 병렬로 연결되는 환류 다이오드(43)를 더 포함하는 것이 바람직하다.The switching circuit 40 preferably further includes a reflux diode 43 connected in parallel with the relay 40.

환류 다이오드(43)는 코일부(41), 즉 인덕터의 충전 전류로 인한 기기의 손상을 방지하기 위해 부하와 병렬로 연결되는 다이오드로서 '프리 휠링 다이오드(Free Wheeling Diode)'라고도 한다.The reflux diode 43 is also referred to as a 'free wheeling diode' as a diode connected in parallel with the load in order to prevent the damage of the device due to the coil part 41, that is, the charging current of the inductor.

인덕터에 소정시간 동안 도통되면 부하를 통해 흐르는 전류는 일정한 값으로 흐르게 되고 인덕터에 에너지가 저장된다. 그런 후, 스위치부(42)를 오프(OFF)하면 인덕터에 축적된 에너지가 큰 임펄스 전압으로 되어 스위치 접점에 스파크를 발생하여 회로 소자가 손상될 수 있는데, 환류 다이오드(43)는 인덕터에 축적된 에너지를 방출하는 루프(Loop)를 형성해 준다.When the inductor is turned on for a predetermined time, the current flowing through the load flows to a constant value and energy is stored in the inductor. Then, when the switch 42 is turned off, the energy accumulated in the inductor becomes a large impulse voltage, which may generate a spark at the switch contact point and damage the circuit element. The reflux diode 43, Thereby forming a loop that releases energy.

즉, 인덕트와 병렬로, 전원에 대해서 역방향으로 환류 다이오드(41)를 연결해 주면, 역기전력에 의해 발생하는 전압에 의해 흐르는 전류는 스위치부(42)로 흐르지 않고 환류 다이오드(41)를 통해 코일부(41)로 환류되어 인덕터의 내부 저항에서 에너지가 소비되어 버릴 것이므로, 스위치부(42)에서 스파크가 발생하여 회로 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.That is, if the reflux diode 41 is connected in parallel with the inductor in the opposite direction to the power source, the current flowing by the voltage generated by the counter electromotive force does not flow to the switch unit 42, The energy is consumed by the internal resistance of the inductor. Therefore, it is possible to prevent the circuit element from being damaged due to the spark occurring in the switch portion 42. [0052] FIG.

상기 제어부(100)는 이 릴레이(40)에 직류 전압이 인가되도록 제어하여 스위치 온(ON)할 수 있다.The controller 100 controls the relay 40 to apply a DC voltage to the relay 40 so that the relay 40 can be switched on.

제어부(100)는 복수의 DC모터(81)를 동시에 작동하도록 제어할 수 있다. 즉, 복수의 DC모터(81)는 동일한 시점에 구동되고 동일한 속도로 회전되며 동일한 시점에 정지될 수 있다.The control unit 100 can control the plurality of DC motors 81 to operate simultaneously. That is, the plurality of DC motors 81 are driven at the same time, rotated at the same speed, and stopped at the same time.

제어부(100)는 복수의 DC모터(81)를 기동할 때에는 스위칭 회로(40)를 오프(OFF)한 상태에서 NTC 써미스터를 통해 통전시킨다.When the plurality of DC motors 81 are started, the control unit 100 energizes the switching circuit 40 through the NTC thermistor in a state where the switching circuit 40 is turned off.

기동 이후 복수의 DC모터(81)의 회전 속도가 점점 높아져서 목표 회전 속도(RPM)에 도달하게 되면, NTC 써미스터(30)에 열이 많이 발생하여 과열될 수 있으므로, 제어부(100)는 스위칭 회로(40)를 온(ON)하여 스위칭 회로(40)를 통해 통전시킨다.When the rotational speed of the plurality of DC motors 81 increases after reaching the target rotational speed RPM, the NTC thermistor 30 generates a lot of heat and may be overheated. Therefore, the control unit 100 controls the switching circuit 40 to turn on the power supply through the switching circuit 40.

그러면, NTC 써미스터(30)를 통해 전류가 흐르지 않으므로 NTC 써미스터(30)는 더이상 발열되지 않고 과열되는 것을 방지할 수 있다.In this case, since no current flows through the NTC thermistor 30, the NTC thermistor 30 can be prevented from being overheated without generating heat any more.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치의 제어방법을 설명한다.A control method of the power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

공기조화기의 전원 코드를 연결하고 작동 시작 명령을 입력하면, 전력 변환 장치는 부하인 복수의 DC모터(81)에 교류 전원(10)으로부터 변환된 직류 전원을 공급하여 초기 모터 기동 운전에 돌입한다(S10).When the power supply cord of the air conditioner is connected and an operation start command is inputted, the power conversion apparatus supplies the converted DC power from the AC power source 10 to a plurality of DC motors 81 as a load, and enters the initial motor starting operation (S10).

이때, 스위칭 회로(40)는 오프(OFF) 상태이므로, 교류 전류는 NTC 써미스터(30)를 통해, 즉 NTC 패스(path)로 통전되어 정류부(50)로 입력된다(S20). 그러면, NTC 써미스터(30)는 발열되면서 온도가 상승될수록 저항이 작아지게 되지만, 초기 모터 구동시 저항이 크기 때문에 서지 전압이 전달되는 것을 방지할 수 있다.At this time, since the switching circuit 40 is in the OFF state, the alternating current is passed through the NTC thermistor 30, that is, the NTC path and inputted to the rectifying part 50 (S20). In this case, the resistance of the NTC thermistor 30 decreases as the temperature rises as the temperature of the NTC thermistor 30 increases. However, since the resistance of the NTC thermistor 30 during initial motor operation is large, it is possible to prevent the surge voltage from being transmitted.

이후, 제어부(100)는 복수의 DC모터(81)의 회전 속도가 목표 회전 속도(RPM)에 도달했는지 여부를 판단한다(S30).Then, the control unit 100 determines whether or not the rotational speeds of the plurality of DC motors 81 have reached the target rotational speed RPM (S30).

여기서, 제어부(100)는 모터 기동 후 소정 시간이 경과된 후에 복수의 DC모터(81)의 회전 속도를 감지하여 목표 회전 속도 도달 여부를 판단하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the controller 100 senses the rotational speed of the plurality of DC motors 81 after a predetermined time elapses after starting the motor to determine whether the target rotational speed has been reached.

보통, 모터가 목표 회전 속도에 도달하는 데는 모터 기동 이후 최소한의 시간이 필요하므로, 처음부터 모터 회전 속도를 계속적으로 감지하여 판단하는 것은 비효율적이다.Normally, it takes minimum time to start the motor to reach the target rotation speed, so it is inefficient to continuously detect and determine the motor rotation speed from the beginning.

따라서, 모터 기동 후 최소한의 시간(예를 들어, 1분)이 경과한 이후에 모터 회전 속도를 감지하여 목표 회전 속도 도달 여부를 판단하는 것이 효율적이다.Therefore, it is effective to detect the motor rotational speed and determine whether or not the target rotational speed has been reached after a minimum time (for example, one minute) has elapsed since the motor started.

복수의 DC모터(81)의 회전 속도가 점점 커져서 목표 회전 속도(RPM)에 도달하게 되면, 스위칭 회로(40), 즉 릴레이 스위치부(42)를 온(ON)하여 스위칭 회로(40)를 통해, 즉 스위치 패스로 통전시킨다(S40).When the rotational speed of the plurality of DC motors 81 gradually increases to reach the target rotational speed RPM, the switching circuit 40, that is, the relay switch portion 42 is turned on and the switching circuit 40 That is, by the switch path (S40).

일반적으로 복수의 DC모터(81)가 정상적으로 작동할 때에는 그 회전 속도가 상기한 목표 회전 속도보다 큰 회전 속도로 회전되므로, 제어부(100)는 스위칭 회로(40)에 계속적으로 구동 전류가 공급되도록 구동 신호를 인가하여 제어한다.In general, when the plurality of DC motors 81 operate normally, the rotation speed of the DC motor 81 is rotated at a rotation speed greater than the target rotation speed, so that the controller 100 controls the switching circuit 40 such that the driving current is continuously supplied to the switching circuit 40 Signal is applied.

마지막으로, 복수의 DC모터(81)의 운전을 정지할 때 제어부(100)는 스위칭 회로(40)의 릴레이 스위치부(42)를 오프(OFF)하여 초기 상태로 되돌린다(S50). 그러면, 다음에 전력 변환 장치를 다시 기동할 때 NTC 써미스터(30)를 통해 통전될 수 있다.Finally, when the operation of the plurality of DC motors 81 is stopped, the control unit 100 turns off the relay switch unit 42 of the switching circuit 40 and returns to the initial state (S50). Then, it can be energized through the NTC thermistor 30 when the power converter is next restarted.

도 3에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도가 도시되어 있다.3 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to another embodiment of the present invention.

이 실시예에서는 스위칭 회로(40)에 릴레이 대신 트라이악(TRIAC; 45)이 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 점이 다르다.In this embodiment, the TRIAC 45 is connected to the switching circuit 40 in parallel with the NTC thermistor in place of the relay.

트라이악(45)은 3극 쌍방향 사이리스터(thyristor)로서 양방향으로 도통될 수 있는 스위칭 소자이다. 구조는 2개의 SCR(Silicon Controlled Rectifier; 실리콘 제어 정류기)을 역방향으로 병렬로 연결하고 게이트를 하나로 연결한 것이다.The triac 45 is a three-pole bidirectional thyristor and is a switching element that can conduct in both directions. The structure consists of two SCRs (Silicon Controlled Rectifiers) connected in parallel in reverse and one gate connected.

트라이악(45)은 고전압 대전류의 제어가 용이하고, 제어 이득이 높다. 또한, 게이트 신호가 소멸하여도 온(ON) 상태를 유지할 수 있어서, 전류를 계속 인가해야 온(ON) 상태를 유지할 수 있는 릴레이와 다르다.The triac 45 is easy to control the high voltage and large current, and the control gain is high. Also, it is different from a relay capable of maintaining the ON state even when the gate signal disappears, so that it can maintain the ON state by continuously applying the current.

게다가, 서지 전압에도 강하고 수명이 반영구적이며 소형, 경량으로 전자기기에 설치하기가 용이하다.Moreover, it is strong against surge voltage, has a semi-permanent life span, and is small, lightweight and easy to install in electronic equipment.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(100)에서 게이트(G)로 트리거(trigger) 전압 신호를 인가하면, 트라이악(45)은 스위치 온(ON)되어 T1에서 T2 방향으로 전류가 흐르게 된다.As shown in FIG. 3, when a trigger voltage signal is applied to the gate G of the controller 100, the triac 45 is switched on and a current flows from T1 to T2.

트라이악(45)은 게이트(G)로 트리거 전압 인가가 중단되어도 스위치 온(ON) 상태를 유지하므로, 교류 전류는 NTC 써미스터(30)가 아니라 트라이악(45)을 통해서 계속해서 통전될 수 있다.The triac 45 maintains the switch-on state even when the trigger voltage application to the gate G is interrupted, so that the alternating current can be continuously energized through the triac 45, rather than the NTC thermistor 30 .

본 실시예에 의한 전력 변환 장치의 제어방법을 간략히 설명한다.A control method of the power conversion apparatus according to the present embodiment will be briefly described.

먼저, 초기 운전 돌입시 모터가 기동되면, NTC 패스로 통전된다.First, when the motor is started when the initial operation starts, the NTC path is energized.

그 후 소정 시간 경과 이후 DC모터의 회전속도를 감지하여 목표 RPM에 도달하면 제어부(100)는 트라이악(45)에 트리거 신호를 인가하여 스위치 온(ON)함으로써 스위치 패스로 통전시킨다.After the predetermined time has elapsed, the rotation speed of the DC motor is sensed and reaches the target RPM. Then, the control unit 100 applies a trigger signal to the triac 45 to turn on the switch.

이후에 공기조화기의 전력 변환 장치가 운전 정지되면 트라이악(45)을 스위치 오프(OFF)하여 초기 상태로 되돌린다.Thereafter, when the operation of the power converter of the air conditioner is stopped, the triac 45 is switched off and returned to the initial state.

전력 변환 장치의 나머지 구성과 제어방법은 상술한 실시예에서 설명한 바와 같으므로 생략하기로 한다.The remaining configuration and the control method of the power conversion apparatus are the same as those described in the above embodiments, and therefore will not be described.

본 발명에 의하면, 전력 변환 장치에서 교류 전원의 입력단에 NTC 써미스터를 연결함으로써 구동 초기의 서지 전압이 전달되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, the NTC thermistor is connected to the input terminal of the AC power source in the power conversion apparatus, thereby preventing the surge voltage at the initial stage of driving from being transmitted.

또한, 3개 이상의 BLDC 모터를 구동하는 경우 NTC 써미스터와 병렬로 연결된 스위칭 회로의 온/오프를 제어함으로써 NTC 써미스터의 과열에 의한 회로 소자의 소손을 방지할 수 있다.In addition, when three or more BLDC motors are driven, on / off control of the switching circuit connected in parallel with the NTC thermistor can be controlled to prevent the circuit element from being burned due to overheating of the NTC thermistor.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Changes will be possible.

10: 교류 전원 15: 퓨즈
20: 노이즈 필터 30: NTC 써미스터
40: 스위칭 회로 41: 코일
42: 릴레이 스위치 43: 환류 다이오드
45: 트라이악 50: 정류부
60: SMPS 71: 12V 출력단
72: 5V 출력단 81: DC모터
82: 5V 부하 100: 제어부10: AC power supply 15: Fuse
20: Noise filter 30: NTC thermistor
40: switching circuit 41: coil
42: Relay switch 43: Reflux diode
45: triac 50: rectifying part
60: SMPS 71: 12V output stage
72: 5V output terminal 81: DC motor
82: 5V load 100:

Claims (13)

교류 전원을 정류하는 정류부;
상기 정류부와 연결되는 SMPS;
상기 SMPS의 출력단에 연결되어 DC 전원을 공급받는 복수의 DC모터;
상기 교류 전원과 상기 정류부 사이에 연결되어 서지 전압(surge voltage)을 방지하는 NTC 써미스터;
상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 스위칭 회로; 및
상기 복수의 DC모터 기동시 상기 NTC 써미스터를 통해 통전시키고, 상기 복수의 DC모터가 목표 회전 속도에 도달하면 상기 스위칭 회로를 통해 통전시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.A rectifying part for rectifying AC power;
An SMPS connected to the rectifying unit;
A plurality of DC motors connected to an output terminal of the SMPS to receive DC power;
An NTC thermistor connected between the AC power source and the rectifying part to prevent a surge voltage;
A switching circuit connected in parallel with the NTC thermistor; And
And a controller for energizing the plurality of DC motors through the NTC thermistor when the plurality of DC motors is started and energizing the plurality of DC motors through the switching circuit when the plurality of DC motors reaches a target rotation speed. 제1항에 있어서,
상기 제어부가 상기 스위칭 회로를 온(ON)하면 상기 스위칭 회로를 통해서만 통전되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The method according to claim 1,
Wherein when the control unit turns on the switching circuit, only the switching circuit is energized. 제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 복수의 DC모터를 동시에 작동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.3. The method of claim 2,
And the control unit controls the plurality of DC motors to operate simultaneously. 제3항에 있어서,
상기 복수의 DC모터는 교류 전원을 변환하여 공급하는 DC 전원에 의해 작동되는 3개 이상의 BLDC모터인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The method of claim 3,
Wherein the plurality of DC motors are three or more BLDC motors operated by a DC power source for converting and supplying AC power. 제1항에 있어서,
상기 스위칭 회로는,
상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 스위치부와,
상기 스위치부를 온/오프(ON/OFF)하도록 전류가 인가되는 코일부를 포함하는 릴레이인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The method according to claim 1,
Wherein the switching circuit comprises:
A switch unit connected in parallel with the NTC thermistor,
Wherein the relay is a relay including a coil part to which a current is applied so as to turn on / off the switch part. 제5항에 있어서,
상기 스위칭 회로는 상기 릴레이와 병렬로 연결되는 환류 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the switching circuit further comprises a reflux diode connected in parallel with the relay. 제1항에 있어서,
상기 스위칭 회로는 상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 트라이악(TRIAC)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The method according to claim 1,
Wherein the switching circuit comprises a triac (TRIAC) connected in parallel with the NTC thermistor. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전력 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.An air conditioner comprising the power conversion device according to any one of claims 1 to 7. 교류 전원을 정류하고 변환하여 DC 전원을 공급하는 전력 변환 장치의 제어방법에 있어서,
교류 전원과 정류부 사이에 연결된 NTC 써미스터를 통해 통전시켜 복수의 DC모터를 기동하는 제1단계;
상기 복수의 DC모터가 목표 회전 속도에 도달했는지 여부를 판단하는 제2단계; 및
상기 복수의 DC모터가 목표 회전 속도에 도달한 경우, 상기 NTC 써미스터와 병렬로 연결되는 스위칭 회로를 온(ON)하여 상기 스위칭 회로를 통해 통전시키는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치의 제어방법.A control method of a power conversion apparatus for rectifying and converting AC power and supplying DC power,
A first step of energizing a plurality of DC motors through an NTC thermistor connected between an AC power source and a rectifying part;
A second step of determining whether the plurality of DC motors has reached a target rotation speed; And
And a third step of turning on a switching circuit connected in parallel with the NTC thermistor when the plurality of DC motors reaches a target rotation speed and passing the switching circuit through the switching circuit. / RTI > 제9항에 있어서,
상기 스위칭 회로를 온(ON)하면 상기 스위칭 회로를 통해서만 통전되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치의 제어방법.10. The method of claim 9,
Wherein when the switching circuit is turned ON, only the switching circuit is energized. 제10항에 있어서,
상기 제2단계는 상기 복수의 DC모터 기동 후 소정 시간 경과 후에 상기 복수의 DC모터의 회전 속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치의 제어방법.11. The method of claim 10,
Wherein the second step senses the rotational speed of the plurality of DC motors after a predetermined time elapses after starting the plurality of DC motors. 제11항에 있어서,
상기 스위칭 회로는 릴레이 또는 트라이악(TRIAC)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치의 제어방법.12. The method of claim 11,
Wherein the switching circuit comprises a relay or a triac (TRIAC). 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전력 변환 장치의 운전을 정지하면 상기 스위칭 회로를 오프(OFF)하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치의 제어방법.
13. The method according to any one of claims 9 to 12,
And turns off the switching circuit when the operation of the power conversion apparatus is stopped.
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