KR20200108608A - Power converter - Google Patents

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KR20200108608A
KR20200108608A KR1020190027463A KR20190027463A KR20200108608A KR 20200108608 A KR20200108608 A KR 20200108608A KR 1020190027463 A KR1020190027463 A KR 1020190027463A KR 20190027463 A KR20190027463 A KR 20190027463A KR 20200108608 A KR20200108608 A KR 20200108608A
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전준영
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Abstract

The present invention relates to a power conversion device which includes a power source, a switching unit, and a capacitor to alleviate a surge voltage. The power conversion device comprises: a positive pole bus bar including a first power connection terminal connected to a positive pole of a power source, a first switching unit connection terminal connected to one end of a switching unit, a first capacitor connection terminal connected to one end of a capacitor, and a first body unit connecting the first power connection terminal, the first switching unit connection terminal, and the first capacitor connection terminal; and a negative pole bus bar including a second power connection terminal connected to a negative pole of the power source, a second switching unit connection terminal connected to the other end of the switching unit, a second capacitor connection terminal connected to the other end of the capacitor, and a second body unit connecting the second power connection terminal, the second switching unit connection terminal, and the second capacitor connection terminal.

Description

전력 변환 장치{POWER CONVERTER}Power converter {POWER CONVERTER}

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 특히, 서지 전압을 완화할 수 있는 전력 변환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power conversion device, and more particularly, to a power conversion device capable of mitigating a surge voltage.

최근 녹색 에너지에 대한 관심 속에 내연기관 차량을 대신할 미래형 자동차로서, 하이브리드 자동차 및 전기 자동차 등이 각광받고 있다.In recent years, amid interest in green energy, hybrid vehicles and electric vehicles are in the spotlight as future vehicles that will replace internal combustion engine vehicles.

하이브리드 자동차와 전기 자동차는 동력원으로서 엔진과 고출력 모터가 적용되는 바, 내부적으로 생산된 전기 에너지를 충방전하기 위해 배터리 또는 연료 전지에서 발생하는 고전압의 직류 전원을 U, V 및 W상의 3상 교류 전원으로 변환시키는 전력 변환 장치를 채용하고 있다.Hybrid vehicles and electric vehicles use engines and high-power motors as power sources. In order to charge and discharge internally produced electric energy, high-voltage DC power generated from batteries or fuel cells is used as U, V, and W-phase 3-phase AC power. It adopts a power conversion device that converts to

도 1은 종래의 전력 변환 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional power conversion device.

도 1에 도시한 바와 같이, 전력 변환 장치는 전력용 반도체 스위칭 소자의 스위칭에 의한 리플 전류(Ripple Current)를 흡수하는 커패시터(20)를 구비하고 있다.As shown in Fig. 1, the power conversion device includes a capacitor 20 that absorbs a ripple current caused by switching of a power semiconductor switching element.

이와 같은 커패시터(20)는 기본적으로 전력 변환 장치의 입력단인 고전압 DC 입력단과 스위칭 모듈(10)을 전기적으로 연결하는 양극 버스바 및 음극 버스바를 구비하고 있다.The capacitor 20 basically includes a positive busbar and a negative busbar for electrically connecting the high voltage DC input terminal, which is an input terminal of the power conversion device, and the switching module 10.

그러나, 스위칭 모듈(10)의 스위칭 주파수는 수십 내지 수백 kHz로서 시스템의 동작 주파수에 비하여 상대적으로 매우 빠르기 때문에 양극 버스바 및 음극 버스바의 기생 인덕턴스 성분으로 인해 서지 전압(Surge Voltage)을 발생시킨다.However, the switching frequency of the switching module 10 is tens to hundreds of kHz, which is relatively very fast compared to the operating frequency of the system, and thus a surge voltage is generated due to parasitic inductance components of the positive busbar and the negative busbar.

이와 같은 서지 전압은 전력용 반도체 스위칭 소자에 전기적인 스트레스를 가하여 수명을 감소시킬 뿐만 아니라 전력용 반도체 스위칭 소자를 파손시킬 수 있다. 그리고, 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손되면 시스템 전체가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 화재 등의 2차 피해를 야기할 수 있다.Such a surge voltage may reduce the lifespan by applying electrical stress to the power semiconductor switching device, and damage the power semiconductor switching device. In addition, if the power semiconductor switching device is damaged, not only the entire system may be damaged, but also secondary damage such as fire may occur.

이를 위해, 종래의 전력 변환 장치는 커패시터(20)를 이용해 서지 전압을 완화시키고 있지만, 커패시터(20)는 버스바 앞단에 위치하기 때문에 커패시터(20)가 버스바 임피던스(Im_b)를 완전히 보상해주지 못해 버스바 임피던스(Im_b)로 인한 서지 전압은 완화시키지 못하고 있는 실정이다. To this end, the conventional power conversion device uses the capacitor 20 to mitigate the surge voltage, but since the capacitor 20 is located at the front end of the bus bar, the capacitor 20 cannot completely compensate for the bus bar impedance (Im_b). Surge voltage due to the bus bar impedance Im_b is not alleviated.

또한, 임력 임피던스(Im_in)를 보상하기 위한 커패시터(20) 이외에 버스바 임피던스(Im_b)를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비하게 되면, 부품 수가 증가되어 전력 변환 장치의 제조 비용이 증가되는 문제점이 발생한다.In addition, if a separate capacitor for compensating the busbar impedance Im_b is additionally provided in addition to the capacitor 20 for compensating for the impinging force impedance Im_in, the number of components increases, thereby increasing the manufacturing cost of the power conversion device. This happens.

본 발명은, 커패시터를 통해 입력 임피던스 뿐만 아니라 버스바 임피던스를 모두 보상하고 서지 전압을 감소시킬 수 있고 링잉 현상을 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of compensating not only an input impedance but also a bus bar impedance through a capacitor, reducing a surge voltage, and preventing a ringing phenomenon.

또한, 본 발명은, 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of preventing damage to a power semiconductor switching element due to a surge voltage.

또한, 본 발명은, 버스바 임피던스를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of reducing the manufacturing cost of the power conversion device by reducing the number of parts, since it is not necessary to additionally provide a separate capacitor for compensating the bus bar impedance. do.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 전원, 스위칭부 및 커패시터를 포함하는 전력 변환 장치로서, 전원의 양극에 연결되는 제1 전원 연결단, 스위칭부의 일단과 연결되는 제1 스위칭부 연결단, 커패시터의 일단과 연결되는 제1 커패시터 연결단 및 제1 전원 연결단, 제1 스위칭부 연결단 및 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제1 바디부를 포함하는 양극 버스바와, 전원의 음극에 연결되는 제2 전원 연결단, 스위칭부의 타단과 연결되는 제2 스위칭부 연결단, 커패시터의 타단과 연결되는 제2 커패시터 연결단 및 제2 전원 연결단, 제2 스위칭부 연결단 및 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제2 바디부를 포함하는 음극 버스바를 포함하는 전력 변환 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, a power conversion device including a power source, a switching unit, and a capacitor, comprising: a first power connection terminal connected to an anode of a power source, a first switching unit connection terminal connected to one end of the switching unit, and one end of the capacitor A positive busbar including a first capacitor connection terminal and a first power connection terminal connected to and a first body part connecting the first switching unit connection terminal and the first capacitor connection terminal, and a second power connection connected to the negative electrode of the power source However, a second switching unit connection end connected to the other end of the switching unit, a second capacitor connection end and a second power connection end connected to the other end of the capacitor, a second switching unit connection end, and a second capacitor connection end. It provides a power conversion device including a cathode bus bar including a body portion.

여기서, 양극 버스바는 제1 스위칭부 연결단을 기점으로 제1 바디부가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.Here, the anode busbar may have a shape in which the first body portion is bent from the first switching portion connection end.

또한, 음극 버스바는 제2 스위칭부 연결단을 기점으로 제2 바디부가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the cathode busbar may have a shape in which the second body portion is bent from the second switching portion connection end.

또한, 제1 바디부는 제1 전원 연결단 및 제1 스위칭 연결단을 연결하는 제1 서브 바디부와, 제1 스위칭 연결단 및 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제2 서브 바디부를 포함할 수 있다.In addition, the first body portion may include a first sub-body portion connecting the first power connection terminal and the first switching connection terminal, and a second sub-body portion connecting the first switching connection terminal and the first capacitor connection terminal. .

또한, 제1 및 제2 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.In addition, the first and second sub-body portions may be disposed to face each other.

또한, 제2 바디부는 제2 전원 연결단 및 제2 스위칭 연결단을 연결하는 제3 서브 바디부와, 제2 스위칭 연결단 및 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제4 서브 바디부를 포함할 수 있다.In addition, the second body portion may include a third sub-body portion connecting the second power connection terminal and the second switching connection terminal, and a fourth sub-body portion connecting the second switching connection terminal and the second capacitor connection terminal. .

또한, 제3 및 제4 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.In addition, the third and fourth sub-body portions may be disposed to face each other.

또한, 커패시터는 필름 커패시터일 수 있다.Also, the capacitor may be a film capacitor.

본 발명에 따르면, 버스바 구조를 변경하고 커패시터를 버스바 후단에 배치함으로써 커패시터를 통해 입력 임피던스 뿐만 아니라 버스바 임피던스를 모두 보상하고 서지 전압을 감소시킬 수 있고 링잉 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by changing the busbar structure and placing the capacitor at the rear end of the busbar, both the input impedance as well as the busbar impedance can be compensated through the capacitor, the surge voltage can be reduced, and the ringing phenomenon can be prevented. .

또한, 본 발명에 따르면, 서지 전압을 감소시킴으로써 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by reducing the surge voltage, there is an effect of preventing damage to the power semiconductor switching device due to the surge voltage.

또한, 본 발명에 따르면, 임력 임피던스를 보상하기 위한 커패시터 이외에 버스바 임피던스를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is no need to additionally provide a separate capacitor for compensating the busbar impedance in addition to the capacitor for compensating the impinging force impedance, so that the number of components can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost of the power conversion device. It works.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 종래의 전력 변환 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 버스바, 커패시터 및 스위칭부의 연결 형태를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 그래프이다.1 is a circuit diagram of a conventional power conversion device.
2 is a circuit diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing in detail a connection form of a bus bar, a capacitor, and a switching unit of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph for explaining a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the possibility of addition or presence of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 버스바, 커패시터 및 스위칭부의 연결 형태를 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a circuit diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing in detail a connection form of a bus bar, a capacitor, and a switching unit of the power conversion device according to the embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 전원(Vs), 스위칭부(110), 커패시터(120) 및 버스바(130, 140)를 포함하여 구성될 수 있다.2 and 3, the power conversion device according to the embodiment of the present invention is configured to include a power source (Vs), a switching unit 110, a capacitor 120 and bus bars (130, 140). I can.

스위칭부(110)는 복수의 전력용 반도체 스위칭 소자로 이루어질 수 있다. 여기서, 전력용 반도체 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Transistor), 바이폴라, MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor), 다이오드 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The switching unit 110 may be formed of a plurality of power semiconductor switching elements. Here, the power semiconductor switching device may be formed of any one of an Insulated Gate Transistor (IGBT), a bipolar, a Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor (MOSFET), and a diode.

그리고, 전력용 반도체 스위칭 소자는 IGBT, 바이폴라 및 MOSFET 중 어느 하나와 다이오드 하나가 한 쌍으로 이루어질 수 있다.In addition, the power semiconductor switching device may include any one of IGBT, bipolar, and MOSFET and one diode as a pair.

도면에는 도시하지 않았지만, 스위칭부(110)는 제어부(미도시)에 의해 펄스 폭 변조 기법으로 제어된다. 여기서, 펄스 폭 변조 기법이란 전력용 반도체 스위칭 소자의 온오프 듀티비를 조절하여 전원(Vs)으로부터 전달 받은 전력을 변환하는 방법이다.Although not shown in the drawing, the switching unit 110 is controlled by a control unit (not shown) using a pulse width modulation technique. Here, the pulse width modulation technique is a method of converting power received from the power source Vs by adjusting the on-off duty ratio of the power semiconductor switching device.

한편, 제어부(미도시)가 스위칭부(110)를 1초 동안 온오프시키는 횟수를 스위칭 주파수라고 정의하겠다. 여기서, 스위칭 주파수는 수십 내지 수백 kHz로서 시스템의 동작 주파수에 비하여 상대적으로 매우 빠르기 때문에 버스바(130, 140)의 기생 인덕턴스 성분으로 인해 서지 전압(Surge Voltage)을 발생시킨다.Meanwhile, the number of times the controller (not shown) turns on and off the switching unit 110 for 1 second will be defined as the switching frequency. Here, the switching frequency is several tens to several hundred kHz, which is relatively very fast compared to the operating frequency of the system, and thus a surge voltage is generated due to the parasitic inductance component of the bus bars 130 and 140.

이와 같은 서지 전압은 전력용 반도체 스위칭 소자에 전기적인 스트레스를 가하여 수명을 감소시킬 뿐만 아니라 전력용 반도체 스위칭 소자를 파손시킬 수 있다. 그리고, 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손되면 시스템 전체가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 화재 등의 2차 피해를 야기할 수 있다.Such a surge voltage may reduce the lifespan by applying electrical stress to the power semiconductor switching device, and damage the power semiconductor switching device. In addition, if the power semiconductor switching device is damaged, not only the entire system may be damaged, but also secondary damage such as fire may occur.

이에 본 발명에 따른 전력 변환 장치는 커패시터(120)를 이용하여 버스바(120, 130)의 임피던스를 보상하고 서지 전압을 감소시킨다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다.Accordingly, the power conversion device according to the present invention compensates for the impedance of the bus bars 120 and 130 using the capacitor 120 and reduces the surge voltage. A detailed description of this will be described later.

커패시터(120)는 필름 커패시터로 이루어질 수 있다. 여기서, 필름 커패시터는 필름을 유전체로 한 커패시터로서 필름과 얇은 금속을 중첩해서 감거나 표면에 아연 등의 금속막을 증착한 필름을 감는 구조로 이루어질 수 있다. 이와 같은 필름 커패시터는 비교적 용량이 크며 스너버 커패시터와 비교하여 용량 대비 가격이 저렴한 장점이 있다.The capacitor 120 may be formed of a film capacitor. Here, the film capacitor is a capacitor made of a film as a dielectric, and may have a structure in which a film and a thin metal are overlapped or a film formed by depositing a metal film such as zinc on the surface thereof. Such a film capacitor has a relatively large capacity, and has an advantage of being inexpensive in price compared to capacity compared to a snubber capacitor.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 복수의 커패시터(120)로 이루어진 커패시터 뱅크를 적용할 수 있다.Meanwhile, the power conversion device according to the embodiment of the present invention may apply a capacitor bank including a plurality of capacitors 120.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치의 스위칭부(110)는 일단이 제1 노드(N1)와 연결되고 타단이 접지단과 연결될 수 있다.As shown in FIG. 2, the switching unit 110 of the power conversion device according to the embodiment of the present invention may have one end connected to the first node N1 and the other end connected to the ground terminal.

한편, 버스바(130, 140)에 전류가 흐르게 되면 기생 인덕턴스가 발생하게 되며, 이하, 이를 버스바(130, 140) 임피던스라고 칭하겠다.Meanwhile, when a current flows through the bus bars 130 and 140, parasitic inductance is generated, and hereinafter, this will be referred to as an impedance of the bus bars 130 and 140.

버스바(130, 140) 임피던스는 제1 버스바 임피던스(Im_b1) 및 제2 버스바 임피던스(Im_b2)로 구분되며, 제1 및 제2 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)의 일단은 제1 노드(N1)에 각각 연결된다.The impedance of the busbars 130 and 140 is divided into a first busbar impedance (Im_b1) and a second busbar impedance (Im_b2), and one end of the first and second busbar impedances Im_b1 and Im_b2 is a first node ( Each is connected to N1).

그리고, 제1 버스바 임피던스(Im_b1)의 타단은 입력 입피던스(Im_in)와 직렬로 연결되고, 제2 버스바 임피던스(Im_b2)의 타단은 커패시터(120)의 일단과 연결되고, 커패시터(120)의 타단은 접지단과 연결된다. 즉, 제2 버스바 임피던스(Im_b2) 및 커패시터(120)는 직렬로 연결된다.In addition, the other end of the first busbar impedance Im_b1 is connected in series with the input impedance Im_in, the other end of the second busbar impedance Im_b2 is connected to one end of the capacitor 120, and the capacitor 120 The other end of) is connected to the ground terminal. That is, the second busbar impedance Im_b2 and the capacitor 120 are connected in series.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 커패시터(120)를 버스바(120, 130) 후단에 배치함으로써 커패시터(120)를 통해 입력 임피던스(Im_in) 뿐만 아니라 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 모두 보상하여 서지 전압을 감소시킬 수 있고, 링잉(Ringing) 현상을 방지할 수 있다.In this way, the power conversion device according to the embodiment of the present invention arranges the capacitor 120 at the rear end of the busbars 120 and 130, so that the input impedance Im_in as well as the busbar impedances Im_b1 and Im_b2 through the capacitor 120 ) Can be compensated for to reduce the surge voltage and prevent the ringing phenomenon.

또한, 이와 같이 서지 전압을 감소시킴으로써 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있다.In addition, by reducing the surge voltage as described above, damage to the power semiconductor switching device due to the surge voltage can be prevented.

또한, 임력 임피던스(Im_in)를 보상하기 위한 커패시터 이외에 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다. In addition, there is no need to provide additional capacitors for compensating busbar impedances (Im_b1, Im_b2) in addition to capacitors for compensating for impediment impedance (Im_in), reducing the number of components and manufacturing cost of power conversion devices. can do.

버스바(130, 140)는 전원(Vs)의 양극(+)에 연결되는 양극 버스바(130)와 전원(Vs)의 음극(-)에 연결되는 음극 버스바(140)로 구분될 수 있다.The bus bars 130 and 140 may be divided into an anode bus bar 130 connected to the anode (+) of the power source Vs and a cathode bus bar 140 connected to the cathode (-) of the power source Vs. .

구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 양극 버스바(130)는 제1 전원 연결단(131), 제1 스위칭부 연결단(132), 제1 커패시터 연결단(133) 및 제1 바디부(134)를 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 3, the positive busbar 130 includes a first power connection terminal 131, a first switching unit connection terminal 132, a first capacitor connection terminal 133, and a first body portion. (134) may be included.

여기서, 제1 전원 연결단(131)은 전원(VS)의 양극(+)에 연결되고, 제1 스위칭부 연결단(132)은 스위칭부(110)의 일단과 연결되고, 제1 커패시터 연결단(133)은 커패시터(120)의 일단과 연결된다. 그리고, 제1 바디부(134)는 제1 전원 연결단(131), 제1 스위칭부 연결단(132) 및 제1 커패시터 연결단(133)을 연결한다.Here, the first power connection terminal 131 is connected to the positive electrode (+) of the power source VS, the first switching unit connection terminal 132 is connected to one end of the switching unit 110, and the first capacitor connection terminal Reference numeral 133 is connected to one end of the capacitor 120. In addition, the first body portion 134 connects the first power connection terminal 131, the first switching portion connection terminal 132, and the first capacitor connection terminal 133.

음극 버스바(140)는 제2 전원 연결단(141), 제2 스위칭부 연결단(142), 제2 커패시터 연결단(143) 및 제2 바디부(144)를 포함할 수 있다.The negative busbar 140 may include a second power connection terminal 141, a second switching unit connection terminal 142, a second capacitor connection terminal 143, and a second body portion 144.

여기서, 제2 전원 연결단(141)은 전원(VS)의 음극(-)에 연결되고, 제2 스위칭부 연결단(142)은 스위칭부(110)의 타단과 연결되고, 제2 커패시터 연결단(143)은 커패시터(120)의 타단과 연결된다. 그리고, 제2 바디부(144)는 제2 전원 연결단(141), 제2 스위칭부 연결단(142) 및 제2 커패시터 연결단(143)을 연결한다.Here, the second power connection terminal 141 is connected to the negative electrode (-) of the power source VS, the second switching unit connection terminal 142 is connected to the other end of the switching unit 110, and the second capacitor connection terminal Reference numeral 143 is connected to the other end of the capacitor 120. In addition, the second body portion 144 connects the second power connection terminal 141, the second switching portion connection terminal 142, and the second capacitor connection terminal 143.

도 3에 도시한 바와 같이, 양극 버스바(130)는 제1 스위칭부 연결단(132)을 기점으로 제1 바디부(134)가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the anode bus bar 130 may be formed in a shape in which the first body portion 134 is bent from the first switching unit connection end 132.

마찬가지로, 음극 버스바(140)도 제2 스위칭부 연결단(142)을 기점으로 제2 바디부(144)가 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.Similarly, the cathode bus bar 140 may also have a shape in which the second body portion 144 is bent from the second switching unit connection end 142.

구체적으로, 제1 바디부(134)는 제1 서브 바디부(134a) 및 제2 서브 바디부(134b)로 구분될 수 있다.Specifically, the first body portion 134 may be divided into a first sub-body portion 134a and a second sub-body portion 134b.

여기서, 제1 서브 바디부(134a)는 제1 전원 연결단(131) 및 제1 스위칭 연결단(132)을 연결하고, 제2 서브 바디부(134b)는 제1 스위칭 연결단(132) 및 제1 커패시터 연결단(133)을 연결한다.Here, the first sub-body part 134a connects the first power connection end 131 and the first switching connection end 132, and the second sub-body part 134b connects the first switching connection end 132 and The first capacitor connection terminal 133 is connected.

그리고, 제1 서브 바디부(134a) 및 제2 서브 바디부(134b)는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.In addition, the first sub-body portion 134a and the second sub-body portion 134b may be disposed to face each other.

제2 바디부(144)는 제3 서브 바디부(144a) 및 제4 서브 바디부(144b)로 구분될 수 있다.The second body part 144 may be divided into a third sub-body part 144a and a fourth sub-body part 144b.

여기서, 제3 서브 바디부(144a)는 제2 전원 연결단(141) 및 제2 스위칭 연결단(142)을 연결하고, 제4 서브 바디부(144b)는 제2 스위칭 연결단(142) 및 제2 커패시터 연결단(143)을 연결한다.Here, the third sub-body part 144a connects the second power connection end 141 and the second switching connection end 142, and the fourth sub-body part 144b connects the second switching connection end 142 and The second capacitor connection terminal 143 is connected.

그리고, 제3 서브 바디부(144a) 및 제4 서브 바디부(144b)는 서로 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.In addition, the third sub-body portion 144a and the fourth sub-body portion 144b may be disposed to face each other.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 버스바(120, 130) 구조를 변경하고 커패시터(120)를 버스바(120, 130) 후단에 배치함으로써 커패시터(120)를 통해 입력 임피던스(Im_in) 뿐만 아니라 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 모두 보상하고 서지 전압을 감소시킬 수 있고 링잉(Ringing) 현상을 방지할 수 있다.In this way, the power conversion device according to the embodiment of the present invention changes the structure of the bus bars 120 and 130 and arranges the capacitor 120 at the rear end of the bus bars 120 and 130, so that the input impedance ( Im_in) as well as busbar impedances (Im_b1, Im_b2) can be compensated, surge voltage can be reduced, and ringing can be prevented.

또한, 이와 같이 서지 전압을 감소시킴으로써 서지 전압으로 인한 전력용 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있다.In addition, by reducing the surge voltage as described above, damage to the power semiconductor switching device due to the surge voltage can be prevented.

또한, 임력 임피던스(Im_in)를 보상하기 위한 커패시터 이외에 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 보상하기 위한 별도의 커패시터를 추가로 구비할 필요가 없어, 부품 수를 감소시켜 전력 변환 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다. In addition, there is no need to provide additional capacitors for compensating busbar impedances (Im_b1, Im_b2) in addition to capacitors for compensating for impediment impedance (Im_in), reducing the number of components and manufacturing cost of power conversion devices. can do.

또한, 서로 마주 보는 제1 서브 바디부(134a) 및 제2 서브 바디부(134b)와, 제3 서브 바디부(144a) 및 제4 서브 바디부(144b)에 의해 추가적인 커패시턴스를 확보함으로써, 서지 전압을 더욱더 효과적으로 감소시킬 수 있다.In addition, by securing additional capacitance by the first sub-body portion 134a and the second sub-body portion 134b, and the third sub-body portion 144a and the fourth sub-body portion 144b facing each other, surge The voltage can be reduced even more effectively.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치를 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 종래의 전력 변환 장치는 커패시터(20)가 버스바의 임피던스(Im_b)를 모두 보상하지 못하여 서지 전압이 정격 전압(Vds Max)을 초과하게 되어 전력용 반도체 스위칭 소자를 파손시킬 있다.As shown in FIG. 4, in the conventional power conversion device, the capacitor 20 cannot compensate for all the impedance (Im_b) of the bus bar, so that the surge voltage exceeds the rated voltage (Vds Max), and thus the power semiconductor switching device is It can be damaged.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 버스바(120, 130) 구조를 변경하고 커패시터(120)를 버스바(120, 130) 후단에 배치함으로써 버스바 임피던스(Im_b1, Im_b2)를 모두 보상하여 서지 전압이 정격 전압(Vds Max)을 초과하지 않을 뿐만 아니라 종래의 전력 변환 장치 대비 50% 이상의 서지 전압을 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다.However, in the power conversion device according to the embodiment of the present invention, the bus bar impedances Im_b1 and Im_b2 are all changed by changing the structure of the bus bars 120 and 130 and placing the capacitor 120 at the rear end of the bus bars 120 and 130. By compensating, it can be seen that the surge voltage does not exceed the rated voltage (Vds Max), and the surge voltage can be reduced by 50% or more compared to the conventional power conversion device.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same idea. It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.

110: 스위칭부
120: 커패시터
130: 양극 버스바
140: 음극 버스바110: switching unit
120: capacitor
130: positive busbar
140: negative busbar

Claims (8)

전원, 스위칭부 및 커패시터를 포함하는 전력 변환 장치로서,
상기 전원의 양극에 연결되는 제1 전원 연결단, 상기 스위칭부의 일단과 연결되는 제1 스위칭부 연결단, 상기 커패시터의 일단과 연결되는 제1 커패시터 연결단 및 상기 제1 전원 연결단, 상기 제1 스위칭부 연결단 및 상기 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제1 바디부를 포함하는 양극 버스바; 및
상기 전원의 음극에 연결되는 제2 전원 연결단, 상기 스위칭부의 타단과 연결되는 제2 스위칭부 연결단, 상기 커패시터의 타단과 연결되는 제2 커패시터 연결단 및 상기 제2 전원 연결단, 상기 제2 스위칭부 연결단 및 상기 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제2 바디부를 포함하는 음극 버스바
를 포함하는 전력 변환 장치.
A power conversion device comprising a power source, a switching unit, and a capacitor,
A first power connection end connected to the positive pole of the power source, a first switching part connection end connected to one end of the switching part, a first capacitor connection end connected to one end of the capacitor, and the first power connection end, the first An anode bus bar including a switching unit connection end and a first body unit connecting the first capacitor connection end; And
A second power connection end connected to the negative pole of the power source, a second switching part connection end connected to the other end of the switching part, a second capacitor connection end connected to the other end of the capacitor, and the second power connection end, the second A cathode bus bar including a switching unit connection end and a second body unit connecting the second capacitor connection end
Power conversion device comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 양극 버스바는
상기 제1 스위칭부 연결단을 기점으로 상기 제1 바디부가 절곡된 형상으로 이루어지는
전력 변환 장치.
The method of claim 1,
The positive busbar is
The first body part is formed in a bent shape based on the first switching part connection end
Power conversion device.
제 1 항에 있어서,
상기 음극 버스바는
상기 제2 스위칭부 연결단을 기점으로 상기 제2 바디부가 절곡된 형상으로 이루어지는
전력 변환 장치.
The method of claim 1,
The negative busbar is
The second body part is formed in a bent shape based on the second switching part connection end
Power conversion device.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 바디부는
상기 제1 전원 연결단 및 상기 제1 스위칭 연결단을 연결하는 제1 서브 바디부; 및
상기 제1 스위칭 연결단 및 상기 제1 커패시터 연결단을 연결하는 제2 서브 바디부
를 포함하는 전력 변환 장치.
The method of claim 1,
The first body part
A first sub-body part connecting the first power connection terminal and the first switching connection terminal; And
A second sub-body part connecting the first switching connection terminal and the first capacitor connection terminal
Power conversion device comprising a.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치되는
전력 변환 장치.
The method of claim 4,
The first and second sub-body parts are arranged to face each other
Power conversion device.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 바디부는
상기 제2 전원 연결단 및 상기 제2 스위칭 연결단을 연결하는 제3 서브 바디부; 및
상기 제2 스위칭 연결단 및 상기 제2 커패시터 연결단을 연결하는 제4 서브 바디부
를 포함하는 전력 변환 장치.
The method of claim 1,
The second body part
A third sub-body part connecting the second power connection terminal and the second switching connection terminal; And
A fourth sub-body part connecting the second switching connection terminal and the second capacitor connection terminal
Power conversion device comprising a.
제 6 항에 있어서,
상기 제3 및 제4 서브 바디부는 서로 마주 보는 형태로 배치되는
전력 변환 장치.
The method of claim 6,
The third and fourth sub-body parts are arranged to face each other.
Power conversion device.
제 1 항에 있어서,
상기 커패시터는 필름 커패시터인
전력 변환 장치.
The method of claim 1,
The capacitor is a film capacitor
Power conversion device.
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