KR20190060220A - 인터리브드 pfc 제어 장치 - Google Patents

인터리브드 pfc 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190060220A
KR20190060220A KR1020170158222A KR20170158222A KR20190060220A KR 20190060220 A KR20190060220 A KR 20190060220A KR 1020170158222 A KR1020170158222 A KR 1020170158222A KR 20170158222 A KR20170158222 A KR 20170158222A KR 20190060220 A KR20190060220 A KR 20190060220A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
boost converter
inductance
converter
control signal
Prior art date
Application number
KR1020170158222A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101986297B1 (ko
Inventor
김성우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020170158222A priority Critical patent/KR101986297B1/ko
Publication of KR20190060220A publication Critical patent/KR20190060220A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101986297B1 publication Critical patent/KR101986297B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025Motor control arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0043Converters switched with a phase shift, i.e. interleaved
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/024Compressor control by controlling the electric parameters, e.g. current or voltage
    • H02M2001/0009
    • H02M2003/1586
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/15Power factor Correction [PFC] circuit generating the DC link voltage for motor driving inverter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y02B70/126

Abstract

인터리브드 PFC 제어 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 인터리브드 PFC 제어 장치는, 제1 부스트 컨버터 및 제2 부스트 컨버터를 포함하는 인터리브드 PFC, 상기 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 상기 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 감지하는 센싱부, 및, 제1 부스트 컨버터 및 제2 부스트 컨버터에 컨버터 제어 신호를 제공하고, 상기 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 상기 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류의 균형을 위하여 상기 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 마이컴을 포함한다.

Description

인터리브드 PFC 제어 장치{INTERLEAVED PFC CONTOL DEVICE}
본 발명은, 인터리브드 PFC 각 상의 전류의 밸런스 제어를 수행할 수 있는 PFC 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치로서 냉동기기, 예를 들어 냉장고나 공기조화기 등의 일부분으로 사용된다.
공기 조화기는 압축기로 냉매를 압축시킨 후 압축된 냉매가 기화하면서 발생되는 열 교환을 통하여 공기를 냉각하는 장치이다.
공기조화기는 압축기, 팬 등에 전동기를 사용하며, 이를 구동하기 위하여 입력전원으로부터 제공된 교류전압을 직류전압으로 변환하고, 변환된 직류전압을 펄스-폭 변조된 (PWM:Pulse Width Modulation) 전압으로 다시 변환하여 부하에 공급한다.
한편, 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 과정에서, 고조파 왜곡 및 피크 전류로 인하여 역률이 낮게 나타날 수 있다. 따라서 이러한 것을 방지하기 위하여 전력역률보상회로(Power Factor Correction, 이하 PFC)가 내장된다.
한편 PFC는 다수의 스위치를 병렬로 구성할 경우 단일 채널에 대비하여 입력전류 리플이 감소되며, 리액터의 용량을 감소시킬 수 있다. 또한 전류 분배를 통하여 각 채널 별 스위칭 소자의 손실을 감소시킴으로써 효율을 증가시킬 수 있다.
이러한 장점이 있기 때문에, 두개의 부스트 컨버터를 포함하는 인터리브드 PFC(INTERLEAVED PFC CONTOL DEVICE)를 구성하여 역률을 보상하고 있으며, 인터리브트 PFC에 대해서는 대한민국 특허청 공개 특허 공보 10-2009-0058246에서 개시하고 있다.
한편 인터리브드 PFC의 두개의 부스트 컨버터 각각에는 리액터가 포함되는데, 두 리액터의 인덕턴스가 동일한 것이 이상적이다.
다만 제조 과정에서의 오차 때문에 두 리액터 간의 인덕턴스가 차이가 날 수 있다. 구체적으로 리액터를 제작하는 과정에서 코어에 동일한 턴 수로 제작을 하더라도, 리액터의 용량에는 오차가 발생하게 된다. 예를 들어 각각의 리액터의 용량을 +15%에서 -15%까지로 관리하는 경우, 두 리액터의 용량은 최대 30%까지의 오차가 발생할 수 있다.
이와 같이 두 리액터의 용량에 오차가 발생하는 경우, PFC 제어 시 각 상의 전류에 불균형(unbalance)이 발생되게 되어, 고조파, 역률 악화, 그리고 부품에서 발생하는 발열 등에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.
또한 불균형(unbalance)으로 인해 부품에 열 스트레스가 크게 가해지게 되면 잘못된 과전류 보호 동작을 일으킬 수 있기 때문에, 문제점을 개선할 필요성이 있다.
본 발명은, 인터리브드 PFC의 각각의 상에 흐르는 전류의 균형을 위하여 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 PFC 제어 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명은, 적은 비용으로 인터리브드 PFC의 각각의 상에 흐르는 전류의 균형을 유지할 수 있는 PFC 제어 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시 예에 따른 인터리브르 PFC는, 제1 부스트 컨버터의 리액터의 인덕턴스 및 제2 부스트 컨버터의 리액터의 인덕턴스에 기초하여 각 상에 대한 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절한다.
본 발명의 실시 예에 따른 인터리브르 PFC는, 리액터의 양단에 연결되는 증폭기 및 션트 저항의 양단에 연결되는 증폭기를 이용하여 전압 및 전류를 센싱한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 리액터 양단 전압 및 각 상에 흐르는 전류를 센싱하여 리액터의 용량을 계산한 후 전류를 제어함으로써, 전류의 불균형으로 인한 문제점들, 예를 들어 부품이 받는 열 스트레스가 달라짐에 따른 잘못된 과전류 보호 동작, 고조파 및 역률 약화 등을 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명은 적은 수의 소자를 이용하여 적은 비용으로 리액터의 용량을 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 인터리브트 PFC 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른, 실외기의 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 증폭기를 이용하여 센싱부를 구성한 인터리브트 PFC 제어 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른, 인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 개시되는 전원 유지 회로는 공기 조화기에 적용될 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 본 명세서에 개시되는 전원 유지 회로는 냉장고 등 냉매를 압축하기 위한 압축기를 포함하는 모든 기기에 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 실내기(10), 상기 실내기(10)에 연결되는 적어도 하나의 실외기(20), 실내기(10)와 연결되는 리모컨(미도시), 그리고 실내기(10) 및 실외기(20)를 제어하는 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.
제어기(미도시)는 실내기(10) 및 실외기(20)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어할 수 있다. 이때, 제어기(미도시)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어 등을 수행할 수 있다. 제어기(미도시)는 실내기(10) 또는 실외기(20)에 포함되는 구조일 수 있다.
공기조화기(100)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기, 덕트형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 스탠드형 공기조화기를 예로 설명한다.
실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브를 포함할 수 있다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.
실외기(20)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(10)로 냉매를 공급한다. 실외기(20)는 제어기(미도시) 또는 실내기(10)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기(10)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기(20)에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다.
실내기(10)는 실외기(20)에 연결되어, 냉매를 공급받아 공조 대상으로 냉온 또는 열온의 공기를 토출한다. 실내기(10)는 실내 열교환기와, 실내기팬, 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브, 다수의 센서를 포함할 수 있다.
실외기 및 실내기는 제어기(미도시)와 별도의 통신선으로 연결되어 제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
리모컨(미도시)은 실내기(10)에 연결되어, 실내기(10)로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기(10)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때, 리모컨(미도시)은 실내기(10)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신한다. 이를 위해, 리모컨(미도시)은 데이터를 송신 또는 수신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 리모컨(미도시)을 통해 목표 온도를 입력할 수 있다. 이경우, 리모컨(미도시)은 목표 온도에 대한 사용자 입력을 수신하고, 제어기(미도시)로 전송한다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(10)와 실외기(20)로 구분된다.
실외기(20)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 전동기(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함한다.
또한 실외기(20)는, 후술하는 전원 유지 회로를 포함할 수 있다.
실내기(10)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(108)와, 실내측 열교환기(108)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다.
실내측 열교환기(108)는 적어도 하나가 설치될 수 있다.
압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
한편, 도 2에서는 실내기(10)와 실외기(20)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 인터리브트 PFC 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3에 따르면, 인터리브드 PFC 제어 장치(300)는 인터리브드 PFC(310), 센싱부(330) 및 마이컴(340)을 포함할 수 있다.
인터리브드 PFC(310)는 제1 부스트 컨버터(315) 및 제2 부스트 컨버터(320)를 포함할 수 있다.
제1 부스트 컨버터(315)는 제1 리액터 및 제1 스위치를 포함할 수 있으며, 제2 부스트 컨버터(320)는 제2 리액터 및 제2 스위치를 포함할 수 있다.
제1 부스트 컨버터(315)의 제1 스위치와 제2 부스트 컨버터(320)의 제2 스위치는 180도의 위상차를 가지고 교차하여 스위칭 될 수 있다.
또한 제1 리액터의 인덕턴스와 제2 리액터의 인덕턴스는 서로 상이할 수 있다.
센싱부(330)는 제1 부스트 컨버터(315)에 흐르는 전류 및 제2 부스트 컨버터(320)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다.
구체적으로 센싱부(330)는 제1 부스트 컨버터(315)에 포함되는 제1 스위치가 온(on)된 상태에서, 제1 스위치를 흐르는 전류를 감지할 수 있다.
또한 센싱부(330)는 제2 부스트 컨버터(320)에 흐르는 제2 스위치가 온(on)된 상태에서, 제2 스위치를 흐르는 전류를 감지할 수 있다.
전류의 검출을 위하여, 센싱부(330)는 입력전류 검출을 위해, 전류 센서, CT(current transformer), 션트 저항 등을 포함할 수 있다.
또한 센싱부(330)는 제1 리액터의 전압 및 제2 리액터의 전압을 감지할 수 있다.
마이컴(340)은 제1 부스트 컨버터(315) 및 제2 부스트 컨버터(320)에 컨버터 제어 신호를 제공할 수 있다.
또한 마이컴(340)은 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류의 균형을 위하여 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
또한 마이컴(340)은 제1 리액터의 전압 및 제1 부스트 컨버터를 흐르는 전류를 이용하여 제1 리액터의 인덕턴스를 획득할 수 있다.
구체적으로, 제1 부스트 컨버터(315)에 포함되는 제1 스위치가 온(on)된 상태에서 감지된 제1 스위치를 흐르는 전류 및 제1 리액터의 양단 전압을 이용하여, 마이컴(330)은 제1 리액터의 인덕턴스를 획득할 수 있다.
또한, 제2 부스트 컨버터(320)에 포함되는 제2 스위치가 온(on)된 상태에서 감지된 제2 스위치를 흐르는 전류 및 제2 리액터의 양단 전압을 이용하여, 마이컴(330)은 제2 리액터의 인덕턴스를 획득할 수 있다.
또한 마이컴(340)은 제1 리액터의 인덕턴스 및 제2 리액터의 인덕턴스를 이용하여 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
이 경우 마이컴(340)은 제1 리액터의 인덕턴스 및 제2 리액터의 인덕턴스에 기초하여, 제1 부스트 컨버터의 전류가 제2 부스트 컨버터의 전류보다 큰 경우, 제1 부스트 컨버터에 포함되는 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 감소시키고 제2 부스트 컨버터에 포함되는 제2 스위치를 제어하기 위한 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른, 실외기의 전력 변환 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 따르면, 전력 변환 장치는 전원 입력부(350), 정류부(360), 인터리브드 PFC(310), DC 링크 캐패시터(370), 인버터(380) 및 압축기(390)를 포함할 수 있다.
전원 입력부(350)은 외부로부터 입력 전원을 인가받아 실외기에 공급할 수 있다.
정류부(360)는 복수의 다이오드, 예를 들어 네 개의 다이오드로 구성된 다이오드 브리지 회로를 포함할 수 있다.
정류부(360)는 전원 입력부(350)에 연결되어, 전원 입력부(350)를 통하여 공급되는 교류 전압을 정류할 수 있다.
인터리브드 PFC(310)는 정류부(360)에 연결되고, 마이컴(340)에서 출력되는 컨버터 제어신호에 따라 스위치(S1, S2)를 동작하여 입력 전원의 역률을 개선할 수 있다.
구체적으로, 인터리브드 PFC(310)는 마이컴(340)의 제어 하에, 스위치(S1, S2)를 온(on) 상태로 하여 입력전원의 전류를 환류하고, 환류된 전류를 연결된 리액터(316, 321)에 저장함으로써 입력 교류 전압에 의해 공급되는 전력의 역률을 개선할 수 있다.
여기서, 스위치(S1, S2)는 예를 들어, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT), MOSFET 등일 수 있다.
스위치(S1, S2)는 컨버터 제어신호에 따라 입력전원(350)의 환류 경로를 단속할 수 있다. 즉, 컨버터 제어신호에 따라 스위치(S1, S2)의 스위칭 동작이 이루어져서 입력전원이 환류될 수 있다.
인터리브드 PFC(310)는 제1 부스트 컨버터(315) 및 제2 부스트 컨버터(320)를 포함할 수 있다.
제1 부스트 컨버터(315)는, 제1 리액터(316), 제1 스위치(S1) 및 다이오드를 포함할 수 있다.
제1 스위치(S1)에는 프리휠링 다이오드(Freewheeling Diode)가 연결될 수 있으며, 제1 스위치(S1)의 전단에는 제1 리액터(316)가 연결될 수 있다.
또한 제1 부스트 컨버터(315)는, 제1 스위치(S1)를 흐르는 전류를 감지하기 위한 제1 션트 저항(R1)을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제1 션트 저항(R1)이 구비되는 것 없이 다른 전류 감지 수단이 사용될 수도 있다.
제2 부스트 컨버터(320)는, 제2 리액터(321), 제2 스위치(S2) 및 다이오드를 포함할 수 있다.
또한 제2 스위치(S2)에는 프리휠링 다이오드(Freewheeling Diode)가 연결될 수 있으며, 제2 스위치(S2)의 전단에는 제2 리액터(321)가 연결될 수 있다.
또한 제2 부스트 컨버터(320)는, 제2 스위치(S2)를 흐르는 전류를 감지하기 위한 제2 션트 저항(R2)을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며, 제2 션트 저항(R2)이 구비되는 것 없이 다른 전류 감지 수단이 사용될 수도 있다.
인터리브드 PFC(310)는, 제1 부스트 컨버터(315) 및 제2 부스트 컨버터(320)의 전류를 제어하며, 하나의 부스트 컨버터의 전류 위상에 지연을 주어 전류 리플을 서로 상쇄시켜 입력단 인덕터, 입력단 EMI 필터를 감소시키는 역할을 수행할 수 있다.
이 경우 마이컴(340)은 스위치(S1, S2)에 인가되는 컨버터 제어 신호의 입력 듀티를 가변하여 전류제어를 수행할 수 있다.
여기서 컨버터 제어 신호는 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭변조) 전압 듀티를 제어하는 PWM 신호일 수 있다.
DC 링크 캐패시터(370)는 인터리브드 PFC(310)의 후단에 연결될 수 있다.
DC 링크 캐패시터(370)는 인터리브드 PFC(310)의 출력 단에 병렬 연결되고, DC 링크 캐패시터(370)의 양단에 생기는 직류 전압, 즉 직류 링크 전압을 인버터(380)의 입력단으로 인가할 수 있다.
DC 링크 캐패시터(370)는 인버터(380) 내의 스위칭 소자들이 스위칭하는 동안, 스위칭 주파수에 대응하여 발생하는 리플 전압(전압 변동)을 평활화할 수 있다.
또한 DC 링크 캐패시터(370)는, 입력 전원 전압에 따라 변동하는 전압을 평활화할 수 있다.
인버터(380)는 일 단이 DC 링크 캐패시터(370)에 병렬 접속되고, 타 단이 압축기(390)에 접속될 수 있다. 인버터(380)는 복수의 스위칭 소자들을 포함하고, 인버터 제어 신호에 따라 DC 링크 캐패시터(370)에 충전된 직류 링크 전압을 교류로 변환하여 압축기(390) 에 공급할 수 있다.
마이컴(340)은, 인버터(380) 내의 스위칭 소자에 인버터 제어신호를 출력하고, 인터리브트 PFC(310) 내의 스위치에 컨버터 제어신호를 출력할 수 있다.
마이컴(340)은 인터리브드 PFC 제어 장치 및 공기 조화기의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 도시한 도면이다.
도 4를 함께 참고하여 설명한다.
제조 과정에서의 오차 때문에, 제1 부스트 컨버터(315)의 제1 리액터(316)의 인덕턴스와 제2 부스트 컨버터(320)의 제1 리액터(321)의 인덕턴스는 서로 상이할 수 있다.
제1 리액터(316)의 인덕턴스와 제2 부스트 컨버터(320)의 제1 리액터(321)의 인덕턴스가 서로 상이한 경우, 제1 스위치(S1)가 온(on)인 상태에서 제1 스위치(S1)를 통과하는 제1 전류(I1)의 전류 변화량(di1/dt)과 제2 스위치(S2)가 온(on)인 상태에서 제2 스위치(S2)를 통과하는 제2 전류(I2)의 전류 변화량(di1/dt)은 서로 상이하게 된다.
이 경우 도 5a에서 도시하는 바와 같이, 하나의 주기(T)에서, 제1 부스트 컨버터(315)에 포함되는 제1 스위치(S1)가 온(ON)되는 시간(T1)과, 제2 부스트 컨버터(320)에 포함되는 제2 스위치(S2)가 온(ON)되는 시간(T2)이 동일한 경우에는, 제1 부스트 컨버터에서 흐르는 전류(a1)와 제2 부스트 컨버터에서 흐르는 전류(a2) 간에는 불균형이 발생하게 된다.
제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류와 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류의 균형을 유지하는 것이 필요하다.
제1 스위치(S1)가 온(on)된 상태에서, 센싱부(330)는 제1 스위치(S1)을 통과하는 제1 전류(I1)를 감지할 수 있다.
또한 제1 스위치(S1)가 온(on)된 상태에서, 센싱부(330)는 제1 리액터(316)의 양단 전압인 제1 전압(V1)을 감지할 수 있다.
한편 마이컴(340)은 감지된 제1 전류(I1) 및 제1 리액터(316)의 제1 전압(V1)을 이용하여 제1 리액터(316)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
제1 리액터(316)의 인덕턴스는 하기와 같은 식으로 산출될 수 있다.
Figure pat00001
즉 마이컴(340)은 실시간으로 감지되는 제1 전류(I1)를 이용하여 제1 전류(I1)의 변화량(di1/dt)을 산출할 수 있다. 또한 마이컴(340)은 제1 전류(I1)의 변화량(di1/dt) 및 제1 전압(V1)을 이용하여 제1 리액터(316)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
이 경우 마이컴(340)은 특정 시점의 제1 전류(I1)의 변화량(di1/dt) 및 상기 특정 시점과 동일한 시점에 측정된 제1 전압(V1)을 이용하여 제1 리액터(316)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
예를 들어 마이컴(340)은 제1 스위치(S1)가 온(ON)되는 시간 구간 중 중간 지점에서의 제1 전류(I1)의 변화량(di1/dt) 및 상기 중간 지점에서의 제1 전압(V1)을 이용하여 제1 리액터(316)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
다음은, 제2 스위치(S2)가 온(on)된 상태에서, 센싱부(330)는 제2 스위치(S2)를 통과하는 제2 전류(I2)를 감지할 수 있다.
또한 제2 스위치(S2)가 온(on)된 상태에서, 센싱부(330)는 제2 리액터(321)의 양단 전압인 제2 전압(V2)을 감지할 수 있다.
한편 마이컴(340)은 감지된 제2 전류(I2) 및 제2 리액터(321)의 제2 전압(V2)을 이용하여 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
제2 리액터(321)의 인덕턴스 역시 상술한 수학식 1로 산출될 수 있다.
즉 마이컴(340)은 실시간으로 감지되는 제2 전류(I2)를 이용하여 제2 전류(I2)의 변화량(di2/dt)을 산출할 수 있다. 또한 마이컴(340)은 제2 전류(I2)의 변화량(di2/dt) 및 제2 전압(V2)을 이용하여 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
이 경우 마이컴(340)은 특정 시점의 제2 전류(I2)의 변화량(di2/dt) 및 상기 특정 시점과 동일한 시점에 측정된 제2 전압(V2)을 이용하여 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
예를 들어 마이컴(340)은 제2 스위치(S2)가 온(ON)되는 시간 구간 중 중간 지점에서의 제2 전류(I2)의 변화량(di2/dt) 및 상기 중간 지점에서의 제2 전압(V2)을 이용하여 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
한편 마이컴(340)은, 제1 리액터의 인덕턴스 및 제2 리액터의 인덕턴스를 이용하여 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
구체적으로 마이컴(340)은 제1 리액터(316)의 인덕턴스 및 제2 리액터(321)의 인덕턴스에 기초하여, 제1 부스트 컨버터(315)의 전류(I1)가 제2 부스트 컨버터(320)의 전류(I2)보다 큰 경우 제1 부스트 컨버터(315)에 포함되는 제1 스위치(S1)를 제어하기 위한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 감소시키고 제2 부스트 컨버터(320)에 포함되는 제2 스위치(S2)를 제어하기 위한 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 증가시킬 수 있다.
반대로 마이컴(340)은 제1 리액터(316)의 인덕턴스 및 제2 리액터(321)의 인덕턴스에 기초하여, 제1 부스트 컨버터(315)의 전류(I1)가 제2 부스트 컨버터(320)의 전류(I2)보다 작은 경우 제1 부스트 컨버터(315)에 포함되는 제1 스위치(S1)를 제어하기 위한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 증가시키고 제2 부스트 컨버터(320)에 포함되는 제2 스위치(S2)를 제어하기 위한 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 감소시킬 수 있다.
한편 마이컴(340)은 서로 대응하는 시점의 제1 리액터(316)의 인덕턴스 및 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
예를 들어 마이컴(340)은 제1 스위치(S1)가 온(ON)되는 시간 구간 중 중간 지점에서의 제1 리액터(316)의 인덕턴스 및 제2 스위치(S2)가 온(ON)되는 시간 구간 중 중간 지점에서의 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 비교할 수 있다.
다른 예를 들어 마이컴(340)은 제1 스위치(S1)가 온(ON)되는 시간 구간 중 끝 지점에서의 제1 리액터(316)의 인덕턴스 및 제2 스위치(S2)가 온(ON)되는 시간 구간 중 끝 지점에서의 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 비교할 수 있다.
한편 마이컴(340)은 제1 리액터(316)의 인덕턴스에 기초하여 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하고, 제2 리액터(321)의 인덕턴스에 기초하여 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
구체적으로 인터리브트 PFC 제어 장치는 저장부(미도시)를 포함할 수 있으며, 저장부(미도시)에는 전류의 크기에 대응하는 목표 인덕턴스가 저장되어 있을 수 있다.
이 경우 마이컴(340)은, 목표 인덕턴스 및 제1 리액터(316)의 인덕턴스의 차이를 이용하여 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하고, 목표 인덕턴스 및 제2 리액터(321)의 인덕턴스의 차이를 이용하여 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
한편 목표 인덕턴스를 이용하여 제1 컨버터 제어 신호의 듀티와 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 각각 조절하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않는다.
구체적으로, 제1 리액터(316)의 인덕턴스와 제2 리액터(321)의 인덕턴스의 차이를 이용하여, 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 방법으로도 규현이 가능하다.
또한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 모두 조절하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 컨버터 제어 신호의 듀티 중 어느 하나를 조절하는 방식으로도 구현이 가능하다.
도 5b는, 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절한 결과를 도시하는 도면이다.
제1 부스트 컨버터(315)에 흐르는 전류가 더 큰 경우, 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 낮추고 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 높히면, 제1 부스트 컨버터(315)에 포함되는 제1 스위치(S1)가 온(ON)되는 시간(T1)은 줄어들게 되고 제2 부스트 컨버터(320)에 포함되는 제2 스위치(S2)가 온(ON)되는 시간(T2)은 늘어나게 된다.
이에 따라 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류와 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류는 균형되게 된다.
제1 리액터와 제2 리액터의 오차가 클 때, 인터리브드 PFC의 각 상에 흐르는 전류의 불균형이 발생하게 된다. 이로 인해 각 상의 부품이 받는 열 스트레스가 달라지게 이 상태가 지속된다면 열이 전류가 더 큰 상의 부품은 수명이 줄어들 뿐 아니라 반도체 부품은 열에 의해 특성이 달라지게 되므로 과전류 오감지 등의 이상 현상이 발생할 가능성이 있다.
다만 본 발명은 리액터 양단 전압 및 각 상에 흐르는 전류를 센싱하여 리액터의 용량을 계산한 후 전류를 제어함으로써, 전류의 불균형으로 인한 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 제조 공정에서는 리액터의 용량에 차이가 발생 하기 때문에, 동일한 제품이라 할지라도 리액터 간의 용량의 차이는 모두 상이할 수 있다. 또한 전류의 크기에 따라서 리액터의 인덕턴스는 변하게 된다. 본 발명은 실시간으로 전압 및 전류를 감지하여 인덕턴스를 산출하고, 산출된 인덕턴스를 바탕으로 실시 간으로 제어가 가능하기 때문에, 제어 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편 상술한 실시 예에서는 제1 리액터의 인덕턴스 및 제2 리액터의 인덕턴스를 이용하여 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 각 상의 전류에 기초하여 듀티를 조절하는 방식으로도 구현이 가능하다.
구체적으로 마이컴(340)은 제1 부스트 컨버터(315)의 제1 전류 및 제2 부스트 컨버터(320)의 제2 전류에 기초하여, 제1 부스트 컨버터(315)의 전류가 제2 부스트 컨버터(320)의 전류보다 큰 경우 제1 부스트 컨버터(315)에 포함되는 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 감소시키고 제2 부스트 컨버터에 포함되는 제2 스위치(320)를 제어하기 위한 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 증가시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 증폭기를 이용하여 센싱부를 구성한 인터리브트 PFC 제어 장치를 도시한 도면이다.
제1 부스트 컨버터(315)는 제1 리액터(316), 제1 컨버터 제어 신호에 따라 스위칭 되는 제1 스위치(S1) 및 제1 스위치(S1)에 직렬로 연결되는 제1 션트 저항(R1)을 포함할 수 있다.
또한 제2 부스트 컨버터(320)는 제2 리액터(321), 제2 컨버터 제어 신호에 따라 스위칭 되는 제2 스위치(S2) 및 제2 스위치(S2)에 직렬로 연결되는 제2 션트 저항(R2)을 포함할 수 있다.
한편 센싱부(330)는 복수의 증폭기(610, 620, 630, 640)를 포함할 수 있다. 여기서 복수의 증폭기(610, 620, 630, 640)는 차동 증폭기일 수 있다.
제1 증폭기(610)는 입력단이 제1 리액터(316)의 양단에 연결되고 출력단이 마이컴(340)에 연결될 수 있다.
그리고 제1 리액터(316)의 양단 전압(V1)이 입력단으로 입력되면, 제1 증폭기(610)는 제1 리액터(316)의 양단 전압(V1)을 증폭한 신호(Vo1)를 마이컴(340)으로 출력할 수 있다.
제2 증폭기(620)는 입력단이 제2 리액터(321)의 양단에 연결되고 출력단이 마이컴(340)에 연결될 수 있다.
그리고 제2 리액터(321)의 양단 전압(V2)이 입력단으로 입력되면, 제2 증폭기(620)는 제2 리액터(321)의 양단 전압(V2)을 증폭한 신호(Vo2)를 마이컴(340)으로 출력할 수 있다.
제3 증폭기(630)는 입력단이 제1 션트 저항(R1)의 양단에 연결되고 출력단이 마이컴(340)에 연결될 수 있다.
그리고 제1 션트 저항(R1)의 양단 전압(V3)이 입력단으로 입력되면, 제3 증폭기(630)는 제1 션트 저항(R1)의 양단 전압(V3)을 증폭한 신호(Vo3)를 마이컴(340)으로 출력할 수 있다.
제4 증폭기(640)는 입력단이 제2 션트 저항(R2)의 양단에 연결되고 출력단이 마이컴(340)에 연결될 수 있다.
그리고 제2 션트 저항(R2)의 양단 전압(V4)이 입력단으로 입력되면, 제4 증폭기(640)는 제2 션트 저항(R2)의 양단 전압(V4)을 증폭한 신호(Vo4)를 마이컴(340)으로 출력할 수 있다.
한편 마이컴(340)은, 제1 증폭기(610), 제2 증폭기(620), 제3 증폭기(630) 및 제4 증폭기(640)의 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3, Vo4)을 이용하여 제1 리액터(316)의 인덕턴스 및 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 획득할 수 있다.
구체적으로 마이컴(340)은, 제3 출력 전압(Vo3)의 값 및 제1 션트 저항(R1)의 값을 이용하여 제1 전류(I1)의 값 및 제1 전류(I1)의 변화량을 산출하고, 제1 전류(I1)의 변화량 및 제1 출력 전압(Vo1)의 값을 이용하여 제1 리액터(316)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
또한 마이컴(340)은, 제4 출력 전압(Vo4)의 값 및 제2 션트 저항(R2)의 값을 이용하여 제2 전류(I2)의 값 및 제2 전류(I2)의 변화량을 산출하고, 제2 전류(I2)의 변화량 및 제2 출력 전압(Vo2)의 값을 이용하여 제2 리액터(321)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
이와 같이 증폭기를 이용하여 센싱부를 구성하는 경우, 적은 수의 소자를 이용하여 적은 비용으로 리액터의 용량을 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른, 인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법은, 인터리브드 PFC를 구성하는 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 감지하는 단계를 포함할 수 있다(S710).
이 경우 인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법은, 제1 부스트 컨버터에 포함되는 제1 리액터의 전압을 감지하는 단계, 및, 감지된 전류 및 감지된 전압을 이용하여 제1 리액터의 인덕턴스를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법은, 인터리브드 PFC를 구성하는 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 감지하는 단계를 포함할 수 있다(S730).
이 경우 인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법은, 제2 부스트 컨버터에 포함되는 제2 리액터의 전압을 감지하는 단계, 및, 감지된 전류 및 감지된 전압을 이용하여 제2 리액터의 인덕턴스를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법은, 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류의 균형을 위하여, 제1 부스트 컨버터에 출력하는 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 부스트 컨버터에 출력하는 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 단계를 포함할 수 있다(S750).
구체적으로 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 단계는, 제1 리액터의 인덕턴스 및 제2 리액터의 인덕턴스를 이용하여 상기 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 상기 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
더욱 구체적으로, 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 단계는, 제1 리액터의 인덕턴스 및 제2 리액터의 인덕턴스에 기초하여, 제1 부스트 컨버터의 전류가 제2 부스트 컨버터의 전류보다 큰 경우 제1 부스트 컨버터에 포함되는 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 감소시키고 제2 부스트 컨버터에 포함되는 제2 스위치를 제어하기 위한 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 증가시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
310: 인터리브드 PFC 315: 제1 부스트 컨버터
320: 제2 부스트 컨버터 330: 센싱부
340: 마이컴

Claims (9)

  1. 제1 부스트 컨버터 및 제2 부스트 컨버터를 포함하는 인터리브드 PFC;
    상기 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 상기 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 감지하는 센싱부; 및
    제1 부스트 컨버터 및 제2 부스트 컨버터에 컨버터 제어 신호를 제공하고, 상기 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 상기 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류의 균형을 위하여 상기 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 마이컴을 포함하는
    인터리브드 PFC 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 부스트 컨버터는 제1 리액터를 포함하고,
    상기 제2 부스트 컨버터는 제2 리액터를 포함하고,
    상기 제1 리액터의 인덕턴스는 상기 제2 리액터의 인덕턴스와 상이한
    인터리브드 PFC 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 제1 리액터의 전압 및 상기 제2 리액터의 전압을 감지하고,
    상기 마이컴은,
    상기 제1 리액터의 전압 및 상기 제1 부스트 컨버터를 흐르는 전류를 이용하여 상기 제1 리액터의 인덕턴스를 획득하고, 상기 제2 리액터의 전압 및 상기 제2 부스트 컨버터를 흐르는 전류를 이용하여 상기 제2 리액터의 인덕턴스를 획득하고, 상기 제1 리액터의 인덕턴스 및 상기 제2 리액터의 인덕턴스를 이용하여 상기 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는
    인터리브드 PFC 제어 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마이컴은,
    상기 제1 리액터의 인덕턴스 및 상기 제2 리액터의 인덕턴스에 기초하여, 상기 제1 부스트 컨버터의 전류가 상기 제2 부스트 컨버터의 전류보다 큰 경우 상기 제1 부스트 컨버터에 포함되는 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 감소시키고 상기 제2 부스트 컨버터에 포함되는 제2 스위치를 제어하기 위한 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 증가시키는
    인터리브드 PFC 제어 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 부스트 컨버터는,
    제1 리액터, 제1 컨버터 제어 신호에 따라 스위칭 되는 제1 스위치 및 상기 제1 스위치에 직렬로 연결되는 제1 션트 저항을 포함하고,
    상기 제2 부스트 컨버터는,
    제2 리액터, 제2 컨버터 제어 신호에 따라 스위칭 되는 제2 스위치 및 상기 제2 스위치에 직렬로 연결되는 제2 션트 저항을 포함하고,
    상기 센싱부는,
    입력단이 상기 제1 리액터의 양단에 연결되고 출력단이 상기 마이컴에 연결되는 제1 증폭기;
    입력단이 상기 제2 리액터의 양단에 연결되고 출력단이 상기 마이컴에 연결되는 제2 증폭기;
    입력단이 상기 제1 션트 저항의 양단에 연결되고 출력단이 상기 마이컴에 연결되는 제3 증폭기; 및
    입력단이 상기 제2 션트 저항에 연결되고 출력단이 상기 마이컴에 연결되는 제4 증폭기를 포함하고,
    상기 마이컴은,
    상기 제1 증폭기, 상기 제2 증폭기, 상기 제3 증폭기 및 상기 제4 증폭기의 출력 전압을 이용하여 상기 제1 리액터의 인덕턴스 및 상기 제2 리액터의 인덕턴스를 획득하는
    인터리브드 PFC 제어 장치.
  6. 인터리브드 PFC를 구성하는 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 감지하는 단계;
    상기 인터리브드 PFC를 구성하는 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류를 감지하는 단계;
    상기 제1 부스트 컨버터에 흐르는 전류 및 상기 제2 부스트 컨버터에 흐르는 전류의 균형을 위하여, 상기 제1 부스트 컨버터에 출력하는 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 상기 제2 부스트 컨버터에 출력하는 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 단계를 포함하는
    인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 부스트 컨버터는 제1 리액터를 포함하고,
    상기 제2 부스트 컨버터는 제2 리액터를 포함하고,
    상기 제1 리액터의 인덕턴스는 상기 제2 리액터의 인덕턴스와 상이한
    인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 리액터의 전압을 감지하는 단계;
    상기 제2 리액터의 전압을 감지하는 단계;
    상기 제1 리액터의 전압 및 상기 제1 부스트 컨버터를 흐르는 전류를 이용하여 상기 제1 리액터의 인덕턴스를 획득하는 단계; 및
    상기 제2 리액터의 전압 및 상기 제2 부스트 컨버터를 흐르는 전류를 이용하여 상기 제2 리액터의 인덕턴스를 획득하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 단계는,
    상기 제1 리액터의 인덕턴스 및 상기 제2 리액터의 인덕턴스를 이용하여 상기 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 상기 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는
    인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 컨버터 제어 신호의 듀티 및 상기 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 조절하는 단계는,
    상기 제1 리액터의 인덕턴스 및 상기 제2 리액터의 인덕턴스에 기초하여, 상기 제1 부스트 컨버터의 전류가 상기 제2 부스트 컨버터의 전류보다 큰 경우 상기 제1 부스트 컨버터에 포함되는 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 컨버터 제어 신호의 듀티를 감소시키고 상기 제2 부스트 컨버터에 포함되는 제2 스위치를 제어하기 위한 제2 컨버터 제어 신호의 듀티를 증가시키는
    인터리브드 PFC 제어 장치의 동작 방법.
KR1020170158222A 2017-11-24 2017-11-24 인터리브드 pfc 제어 장치 KR101986297B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158222A KR101986297B1 (ko) 2017-11-24 2017-11-24 인터리브드 pfc 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158222A KR101986297B1 (ko) 2017-11-24 2017-11-24 인터리브드 pfc 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190060220A true KR20190060220A (ko) 2019-06-03
KR101986297B1 KR101986297B1 (ko) 2019-06-07

Family

ID=66849051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170158222A KR101986297B1 (ko) 2017-11-24 2017-11-24 인터리브드 pfc 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101986297B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111391609A (zh) * 2020-03-25 2020-07-10 广州华凌制冷设备有限公司 倍压电路的故障检测方法、装置、空调器和可读存储介质
CN111404373A (zh) * 2020-03-25 2020-07-10 广州华凌制冷设备有限公司 倍压电路、故障检测方法、空调器和可读存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154377A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Toyota Industries Corp 多相dc−dcコンバータおよび多相dc−dcコンバータの制御方法
JP2008259307A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Mitsubishi Electric Corp Dc/dcコンバータ及びそのdc/dcコンバータを用いた放電灯点灯装置
JP2010068619A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Hitachi Ltd Dc−dcコンバータ
JP2014057521A (ja) * 2013-12-26 2014-03-27 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008154377A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Toyota Industries Corp 多相dc−dcコンバータおよび多相dc−dcコンバータの制御方法
JP2008259307A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Mitsubishi Electric Corp Dc/dcコンバータ及びそのdc/dcコンバータを用いた放電灯点灯装置
JP2010068619A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Hitachi Ltd Dc−dcコンバータ
JP2014057521A (ja) * 2013-12-26 2014-03-27 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111391609A (zh) * 2020-03-25 2020-07-10 广州华凌制冷设备有限公司 倍压电路的故障检测方法、装置、空调器和可读存储介质
CN111404373A (zh) * 2020-03-25 2020-07-10 广州华凌制冷设备有限公司 倍压电路、故障检测方法、空调器和可读存储介质
CN111404373B (zh) * 2020-03-25 2021-06-18 广州华凌制冷设备有限公司 倍压电路、故障检测方法、空调器和可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
KR101986297B1 (ko) 2019-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9941807B2 (en) Power conversion apparatus and air conditioner including the same
EP2779406B1 (en) Power converter and air conditioner having the same
US9543884B2 (en) Motor control device of air conditioner using distributed power supply
US9502996B2 (en) Motor driving device and air conditioner including the same
US10267526B2 (en) Power conversion apparatus and air conditioner including the same
KR101979452B1 (ko) Emi 노이즈 저감을 위한 액티브 노이즈 필터
KR101986297B1 (ko) 인터리브드 pfc 제어 장치
US10516331B2 (en) Power conversion device and air conditioner comprising same
KR20140112297A (ko) 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기
KR102485727B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR20140112298A (ko) 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기
KR102199378B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR101591884B1 (ko) 전동기 제어 장치, 방법 및 이를 포함하는 공기 조화기
KR102101730B1 (ko) 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR101888084B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
EP3121525B1 (en) Power conversion apparatus and air conditioner including the same
KR101982717B1 (ko) 전력 변환 장치
KR102201291B1 (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR102302240B1 (ko) 전력 변환 장치 및 제어 방법, 이를 이용한 공기조화기
KR101957968B1 (ko) 전력 변환 장치
KR102058036B1 (ko) 인버터 전류 감지 회로
KR102046889B1 (ko) 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로
KR20170018688A (ko) 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR20090081910A (ko) 공기조화기

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant