KR20210000096A - 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 전력 변환을 위한 스위칭 소자, 저항 소자 및 커패시터를 구비하고, 스위칭 소자에 병렬 연결되는 스너버 회로 및 스너버 회로에 구비된 저항 소자에 병렬 연결되는 일방향 도통 소자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자의 스위칭 동작 시 발생하는 스위칭 손실과 링잉 현상을 모두 효과적으로 개선할 수 있다. 그 외에 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스{POWER CONVERTING APPARATUS AND HOME APPLIANCE INCLUDING THE SAME}

본 발명은, 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것으로, 특히, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따른 손실과 링잉 현상을 개선할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다.

홈 어플라이언스(home appliance)는 사용자 편의를 위해 사용되는 기기이다. 또한, 가정이나 사무실 등의 소정 공간에서 사용되는 공기조화기, 세탁기, 냉장고 등 홈 어플라이언스들은 각각 사용자의 조작에 따라 고유한 기능과 동작을 수행한다.

일반적으로, 홈 어플라이언스와 같은 전자 기기는, 홈 어플라이언스 내에 배치되어, 입력 전원을 변환하고, 변환된 전력을 홈 어플라이언스에 포함된 구성들에 공급하는 전력 변환 장치를 구비한다.

한편, 전력 변환 장치에 구비되는 스위칭 소자가 턴 온 또는 턴 오프 되는 경우, 전자파 장해(electromagnetic interference; EMI) 노이즈가 발생하게 된다.

EMI 노이즈는, 전가기기의 정상적인 제어신호, 통신신호 등에 영향을 미쳐, 전자기기의 오작동, 통신장애 등의 문제를 야기할 수 있어, 이러한 EMI 노이즈를 저감하기 위한 다양한 방안이 제안되고 있다.

예를 들면, 종래 기술 1(한국 공개특허공보 제2002-0080998호)와 같이, 컨버터의 효율 증대와 EMI 노이즈의 저감을 위한 스너버 회로를 다양한 형태로 추가하는 등의 방안이 제안되고 있으나, 이러한 회로를 별도로 구비하는 경우, 복잡도가 증가하며, 제조 비용 등이 증가하는 등의 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, EMI 노이즈를 효과적으로 저감할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 스위칭 손실과 링잉 현상을 보다 개선할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 전력 변환을 위한 스위칭 소자, 스위칭 소자에 RC 스너버 회로, 및 스위칭 소자의 동작에 상보적으로 동작하는 일방향 도통 소자를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 전력 변환을 위한 스위칭 소자, 저항 소자 및 커패시터를 구비하고, 스위칭 소자에 병렬 연결되는 스너버 회로 및 스너버 회로에 구비된 저항 소자에 병렬 연결되는 일방향 도통 소자를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스는, 전력 변환을 위한 스위칭 소자, 저항 소자 및 커패시터를 구비하고, 스위칭 소자에 병렬 연결되는 스너버 회로 및 스너버 회로에 구비된 저항 소자에 병렬 연결되는 일방향 도통 소자를 포함하는 전력 변환 장치를 구비할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 스위칭 소자의 스위칭 동작 시 발생하는 스위칭 손실과 링잉 현상을 모두 효과적으로 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자파 장해(electromagnetic interference; EMI) 노이즈를 저감할 수 있어, 전자파 적합성(EMC)을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복잡하고 고비용의 회로 소자가 아닌, 저항, 커패시터, 다이오드 등 비교적 간단한 회로 소자를 사용하므로, 그 구현이 용이하고 비용이 저렴하다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 내부 블록도의 일 예이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 내부 회로도의 일 예이다.
도 3a 및 도 3b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 스위칭 소자의 스위칭 동작 시 전력 변환 장치의 동작의 설명에 참조되는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 회로 특성에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 내부 회로도의 일 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 홈 어플라이언스의 일예인 공기조화기의 구성의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 홈 어플라이언스의 일예인 공기조화기에 포함되는 실외기와 실내기의 개략도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

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.

또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 내부 블록도의 일 예이다.

도 1을 참조하면, 전력 변환 장치(200)는, 예를 들면, 컨버터(210), dc 단 커패시터(C), 인버터(220), 컨버터(210)를 제어하는 컨버터 제어부(215), 및/또는 인버터(220)를 제어하는 인버터 제어부(225)를 포함할 수 있다.

한편, 전력 변환 장치(200)는, 예를 들면, 입력 전압 검출부(A), dc단 전압 검출부(B), 입력 전류 검출부(D), 및/또는 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다.

한편, 도면에서는 컨버터 제어부(215)와 인버터 제어부(230)를 구분하여 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 구성(예: 제어부)에 포함될 수도 있고, 서로 구분되는 구성에 각각 포함되어, 상호 데이터를 송수신할 수도 있다.

전력변환장치(200)는, 예를 들면, 입력 교류 전원(201)을 공급받아, 전력 변환하여, 모터(230)에 변환된 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 전력변환장치(200)는, 예를 들면, 모터 구동 장치라고도 명명할 수 있다. 이하에서는 모터 구동 장치와 전력 변환 장치를 혼용하여 사용한다.

컨버터(210)는, 예를 들면, 전력 변환을 위한 적어도 하나의 스위칭 소자를 구비할 수 있고, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 이때, 교류 전원은, 예를 들면, 단상 교류 전원 또는 삼상 교류 전원일 수 있다.

컨버터(210)는, 예를 들면, 정류부(미도시)와, 부스트 컨버터(미도시)를 구비할 수 있다. 한편, 컨버터(210)는, 예를 들면, 인터리브 부스트 컨버터(미도시)를 구비할 수도 있다. 한편, 컨버터(210)는, 예를 들면, 리액터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.

정류부는, 예를 들면, 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 정류부는, 복수의 다이오드 소자를 구비할 수 있고, 복수의 다이오드 소자를 통해 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다.

부스트 컨버터는, 예를 들면, 정류부와 dc 단 커패시터(C) 사이에 접속되어, 정류부에서 출력된 전원의 전압을 승압하여 출력할 수 있다.

dc 단 커패시터(C)는, 예를 들면, 컨버터(210)의 출력단인 dc단에 접속될 수 있고, 컨버터(210)로부터 공급되는 직류 전원을 평활하여 저장할 수 있다. 도면에서는, dc 단 커패시터(C)로 하나의 소자를 시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 소자가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.

인버터(220)는, 예를 들면, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해, 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 모터(230)에 출력할 수 있다.

입력 전압 검출부(A)는, 예를 들면, 입력 교류 전원(201)로부터의 입력 전압(Vs)을 검출할 수 있다. 입력 전압 검출부(A)는, 예를 들면, 컨버터(210)의 전단에 접속될 수 있다. 입력 전압 검출부(A)는, 예를 들면, 입력 전압(Vs)의 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전압(Vs)은, 예를 들면, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어부(215)에 입력될 수 있다.

dc 단 전압 검출부(B)는, 예를 들면, dc 단 커패시터(C)에 저장된 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위해, dc 단 전압 검출부(B)는, 예를 들면, 변압기(voltage transformer, VT), 저항 소자 등을 구비할 수 있다. dc 단 전압(Vdc)은, 예를 들면, 컨버터 제어부(215) 및/또는 인버터 제어부(225)에 입력될 수 있다.

입력 전류 검출부(D)는, 예를 들면, 입력 교류 전원(201)로부터의 입력 전류(Is)를 검출할 수 있다. 입력 전류 검출부(D)는, 예를 들면, 컨버터(210)의 전단에 접속될 수 있다. 입력 전류 검출부(D)는, 예를 들면, 입력 전류(Is)의 검출을 위해, 전류센서, 변류기(current transformer; CT), 션트 저항 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전류(Is)는, 예를 들면, 컨버터 제어부(215)에 입력될 수 있다.

출력전류 검출부(E)는, 예를 들면, 인버터(220)에서 출력되는 출력 전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 출력전류 검출부(E)는, 예를 들면, 모터(230)에 인가되는 전류를 검출할 수 있다. 검출된 출력 전류(io)는, 예를 들면, 인버터 제어부(230)에 입력될 수 있다.

출력전류 검출부(E)는, 예를 들면, 각 상의 출력 전류(ia, ib, ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다. 출력전류 검출부(E)는, 예를 들면, 출력 전류(io)의 검출을 위해, 변류기(CT), 션트 저항 등을 포함할 수 있다.

출력전류 검출부(E)는, 예를 들면, 인버터(220)와 모터(230) 사이에 위치할 수 있다.

션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(220)와 모터(230) 사이에 위치하거나, 인버터(220)의 3개의 하암 스위칭 소자에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(220) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.

컨버터 제어부(215)는, 예를 들면, 스위칭 소자를 구비하는 컨버터(210)를 제어할 수 있다. 컨버터 제어부(215)는, 예를 들면, 컨버터(210)에 구비된, 부스트 컨버터를 제어할 수 있다.

컨버터 제어부(215)는, 예를 들면, 검출되는 입력 전류(Is), 입력 전압(Vs), dc 단 커패시터(C)에 저장된 전압(Vdc), 컨버터(210) 내부에 흐르는 전류 등에 기초하여, 부스트 컨버터에 구비된 스위칭 소자를 제어하기 위한 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 생성하여 출력할 수 있다.

인버터 제어부(225)는, 예를 들면, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(220)에 출력할 수 있다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는, 예를 들면, 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 모터(250)에 흐르는 출력 전류(io) 및/또는 dc단 커패시터(C)에 저장된 전압(Vdc)에 기초하여, 생성되어 출력될 수 있다. 이때의 출력 전류(io)는, 예를 들면, 출력전류 검출부(E)로부터 검출될 수 있으며, dc 단 전압(Vdc)은 dc 단 전압 검출부(B)로부터 검출될 수 있다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 내부 회로도의 일 예이다. 도 1에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.

도 2를 참조하면, 정류부(210)는, 예를 들면, 입력 교류 전원(201)을 정류하여 출력할 수 있다. 도면에서는 단상 교류 전원이 예시로 도시되고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 정류부(210)는 삼상 교류 전원을 정류하여 출력할 수도 있다.

정류부(210)는, 예를 들면, 브릿지 다이오드를 구비할 수 있다. 예를 들면, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 다이오드 소자 및 하암 다이오드 소자가 한 쌍이 되며, 본 도면에서는 총 두 쌍의 상, 하암 다이오드 소자가 서로 병렬로 연결되는 것을 예시한다.

부스트 컨버터(320)는, 예를 들면, 정류부(310)에서 출력된 전원을 승압하여 출력할 수 있다. 부스트 컨버터(320)는, 예를 들면, 정류부(310)와 dc 단 커패시터(C) 사이에 접속될 수 있다.

부스트 컨버터(320)는, 예를 들면, 서로 직렬 접속되는 인덕터(L)와 제1 다이오드 소자(D1), 및 인덕터(L)와 제1 다이오드 소자(D1) 사이에 접속되는 스위칭 소자(S)를 구비할 수 있다. 이러한 스위칭 소자(S)의 턴-온에 의해, 인덕터(L)에 에너지가 저장되다가, 스위칭 소자(S)의 턴-오프에 의해, 인덕터(L)에 저장된 에너지가 제1 다이오드 소자(D1)를 거쳐, 출력될 수 있다.

부스트 컨버터(320)는, 예를 들면, 스위칭 소자(S)에 병렬 연결되는 스너버 회로(321)를 더 포함할 수 있다. 스너버 회로(321)는, 예를 들면, 서로 직렬 접속되는 커패시터(C1)와 저항 소자(R)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 스위칭 소자(S)가 트랜지스터 소자인 경우, 컬렉터 단은 저항 소자(R)에 접속될 수 있고, 이미터 단은 커패시터(C1)에 접속될 수 있으며, 베이스 단으로 입력되는 전압 가변 신호에 따라 턴-온/오프될 수 있다.

커패시터(C1)는, 예를 들면, 스위칭 소자(S)가 턴-오프 되는 경우, 링잉(ringing) 노이즈를 흡수할 수 있다. 여기서, 링잉은, 예를 들면, 입력 값의 급격한 변화에 의해 출력 값이 흔들리는 현상으로, 스위칭 파형의 상쇄성 리플을 의미할 수 있다.

예를 들면, 커패시터(C1)는, 스위칭 소자(S)의 턴-오프 시, 스위칭 소자(S)의 컬렉터 단과 이미터 단 간의 전압(Vce)의 링잉을 개선할 수 있다.

한편, 스위칭 소자(S)의 턴-온 시, 커패시터(C1)에 저장된 전원으로 인해 소정 값 이상의 돌입 전류가 스위칭 소자(S)에 급격히 흐를 수 있어, 스위칭 온(on) 손실이 증가할 수 있다. 또한, 급격한 돌입 전류의 도통은 스위칭 소자(S)의 발열을 야기할 수 있다.

이러한 급격한 돌입 전류의 도통을 방지하기 위해, 커패시터(C1)에 직렬 연결되는 저항 소자(R)의 저항 값을 증가시키는 경우, 스위칭 소자(S)의 턴-온 시, 스위칭 소자(S)를 통해 흐르는 돌입 전류의 크기는 감소할 수 있으나, 스위칭 소자(S)의 턴-오프 시의 링잉 현상이 다시 심화될 수 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위해, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력 변환 장치(200)의 부스트 컨버터(320)는, 예를 들면, 스위칭 소자(S)와 스너버 회로(321)에 연결되는 일방향 도통 소자(D2)를 더 포함할 수 있다. 일방향 도통 소자(D2)는, 예를 들면, 스너버 회로(321)에 포함된 저항 소자(R)에 병렬 연결될 수 있다.

일방향 도통 소자(D2)는, 예를 들면, 스위칭 소자(S)가 턴-온 되는 경우, 턴-오프 되어 전류의 도통을 차단할 수 있고, 스위칭 소자(S)가 턴-오프 되는 경우, 턴-온 되어 전류를 도통시킬 수 있다.

일방향 도통 소자(D2)는, 예를 들면, 다이오드 소자일 수 있다. 예를 들면, 일방향 도통 소자(D2)가 다이오드 소자인 경우, 애노드는 스위칭 소자(S)와 저항 소자(R)가 연결된 노드에 접속될 수 있고, 캐소드는 저항 소자(R)와 커패시터(C1)가 연결된 노드에 접속될 수 있다.

인버터(220)는, 복수의 스위칭 소자(Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa, Sb, Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a, S'b, S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상, 하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a, Sb&S'b, Sc&S'c)로 연결될 수 있다. 또한, 각 스위칭 소자(Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c)에는 다이오드 소자가 역병렬로 연결될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 스위칭 소자의 스위칭 동작 시 전력 변환 장치의 동작의 설명에 참조되는 도면이다.

도 3a를 참조하면, 스위칭 소자(S)가 턴-오프 되는 경우, 일방향 도통 소자(D2)는 턴-온 될 수 있고, 전류는 저항 소자(R)가 아닌 일방향 도통 소자(D2)를 통해 커패시터(C1)로 흐를 수 있다.

도 3b를 참조하면, 스위칭 소자(S)가 턴-온 되는 경우, 일방향 도통 소자(D2)는 턴-오프 될 수 있고, 커패시터(C1)에 저장된 전원에 의한 전류는 일방향 도통 소자(D2)가 아닌 저항 소자(R)를 통해 스위칭 소자(S)로 흐를 수 있다.

이와 같이, 스위칭 소자(S)의 턴-오프 시, 링잉 노이즈를 커패시터(C1)가 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 일방향 도통 소자의 동작으로 인해 저항 소자(R)에 전류가 흐르지 않으므로, 링잉 현상의 개선을 위한 커패시터(C1)의 용량을 저항 소자(R)의 저항 값과 무관하게 다양하게 설정할 수 있어, 링잉 현상을 보다 효과적으로 개선할 수 있다.

또한, 스위칭 소자(S)의 턴-오프 시의 링잉 현상에 저항 소자(R)가 영향을 미치지 않으므로, 저항 소자(R)의 저항 값을 보다 크게 설정할 수 있어, 돌입 전류의 크기를 보다 효과적으로 줄일 수 있다.

도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 회로 특성에 관한 설명에 참조되는 도면이다.

도 4의 (a)는, 저항 소자(R) 및/또는 커패시터(C1)만 포함하는 경우에 있어서, 스위칭 소자(S)의 양 단에 인가되는 전압(Vs)과, 스위칭 소자(S)를 통해 흐르는 전류(Is)에 대한 그래프이고, 도 4의 (b)는, 저항 소자(R), 커패시터(C1) 및 일방향 도통 소자(D2)를 포함하는 경우에 있어서, 스위칭 소자(S)의 양 단에 인가되는 전압(Vs)과, 스위칭 소자(S)를 통해 흐르는 전류(Is)에 대한 그래프이다.

도 4를 참조하면, 일방향 도통 소자(D2)의 동작에 따라, 스위칭 소자(S)의 턴-오프 시에는 커패시터(C1)에 의해 링잉 현상이 개선되고, 스위칭 소자(S)의 턴-온 시에는 저항 소자(R)에 의해 돌입 전류의 크기가 감소하는 것을 확인할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 스위칭 소자(S)의 스위칭 동작 시 발생하는 스위칭 손실과 링잉 현상을 모두 효과적으로 개선할 수 있다.

또한, 링잉 현상의 개선과 돌입 전류의 크기 감소를 통해, 스위칭 소자의 발열을 방지할 수 있어, 회로 소자의 손상을 방지하고, 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, EMI 노이즈 역시 효과적으로 저감될 수 있어, 전자파 적합성(EMC)을 개선할 수 있다.

도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 전력 변환 장치의 내부 회로도의 일 예이다.

도 5를 참조하면, 전력 변환 장치(200)의 인버터(220)는, 예를 들면, 복수의 스위칭 소자(Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c)에 각각 병렬로 연결되는 스너버 회로들(221 내지 226)과, 스너버 회로들(221 내지 226)에 대응하여 연결되는 일방향 도통 소자들(D3 내지 D8)을 포함할 수 있다.

인버터(220)에 포함된 스너버 회로들(221 내지 226)과 일방향 도통 소자들(D3 내지 D8)은, 부스트 컨버터(320)에 포함된 스너버 회로(321) 및 일방향 도통 소자(D2)의 역할과 동일하게, 복수의 스위칭 소자(Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, S'c)의 스위칭 동작에 따른 손실과 링잉 현상을 개선할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 홈 어플라이언스의 일 예인 공기조화기의 구성의 예시를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는, 실내기(31), 실내기(31)에 연결되는 실외기(21)를 포함할 수 있다.

실내기(31)는, 예를 들면, 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31)를 예시한다.

한편, 공기조화기(100)는, 예를 들면, 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기(31) 및 실외기(21)의 동작에 연동하여 동작할 수 있다.

실외기(21)는, 예를 들면, 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 실외기(21)는, 예를 들면, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.

실외기(21)는, 예를 들면, 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31)로 냉매를 공급할 수 있다. 실외기(21)는, 예를 들면, 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기(31)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다.

이때, 실외기(21)는, 연결된 실내기(31)로 압축된 냉매를 공급할 수 있다.

실내기(31)는, 예를 들면, 실외기(21)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출할 수 있다. 실내기(31)는, 예를 들면, 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함할 수 있다.

이때, 실외기(21) 및 실내기(31)는, 예를 들면, 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수도 있다.

리모컨(미도시)는, 예를 들면, 실내기(31)에 연결되어, 실내기(31)로 사용자의 제어명령을 전달하고, 실내기(31)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기(31)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 홈 어플라이언스의 일 예인 공기조화기에 포함되는 실외기와 실내기의 개략도이다. 도 6에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는, 크게 실내기(31)와 실외기(21)로 구분될 수 있다.

실외기(21)는, 예를 들면, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102b)와, 압축기(102b)를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외측 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 포함할 수 있다.

실내기(31)는, 예를 들면, 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 포함할 수 있다.

실내측 열교환기(108)는, 예를 들면, 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는, 예를 들면, 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.

또한, 공기조화기(100)는, 예를 들면, 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.

한편, 실외기(21) 및/또는 실내기(31)는, 예를 들면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전력 변환 장치(200)를 구비할 수 있다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 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.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나, 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

200: 전력 변환 장치
201: 입력 교류 전원
210: 컨버터
215: 컨버터 제어부
220: 인버터
225: 인버터 제어부
230: 모터
A: 입력 전압 검출부
B: dc 단 전압 검출부
C: dc 단 커패시터
D: 입력 전류 검출부
E: 출력 전류 검출부

Claims (10)

1. 전력 변환을 위한 스위칭 소자;
   저항 소자 및 커패시터를 구비하고, 상기 스위칭 소자에 병렬 연결되는 제1 스너버 회로; 및
   상기 제1 스너버 회로에 구비된 상기 저항 소자에 병렬 연결되는 제1 일방향 도통 소자를 포함하는 전력 변환 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 스너버 회로에 구비된 상기 저항 소자 및 상기 커패시터는,
   서로 직렬 연결되어, 상기 스위칭 소자의 양 단에 각각 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 일방향 도통 소자는,
   상기 스위칭 소자가 턴-온 되는 경우, 턴-오프 되고,
   상기 스위칭 소자가 턴-오프 되는 경우, 턴-온 되어 전류를 도통시키는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 일방향 도통 소자는,
   상기 스위칭 소자와 상기 저항 소자가 연결된 제1 노드에 애노드가 접속되고, 상기 저항 소자와 상기 커패시터가 연결된 제2 노드에 캐소드가 접속되는 제1 다이오드 소자인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 스위칭 소자는,
   컬렉터 단이 상기 제1 노드에 접속되고, 이미터 단이 상기 커패시터에 접속되는 트랜지스터 소자인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
6. 제5항에 있어서,
   교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 출력하는 정류부;
   상기 정류부로부터 출력되는 전원을 승압하여 출력하는 부스트 컨버터; 및
   상기 부스트 컨버터의 출력 전원을 평활하여 저장하는 dc 단 커패시터를 포함하고,
   상기 부스트 컨버터는,
   상기 정류부에 접속되는 인덕터;
   상기 인덕터에 직렬 연결되는 제2 다이오드 소자; 및
   상기 스위칭 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 인덕터 및 상기 제2 다이오드 소자가 연결된 노드는, 상기 제1 노드인 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
8. 제7항에 있어서,
   복수의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하는 인버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 인버터는,
   저항 소자 및 커패시터를 구비하고, 상기 복수의 인버터 스위칭 소자에 각각 병렬 연결되는 복수의 제2 스너버 회로; 및
   상기 복수의 제2 스너버 회로에 구비된 저항 소자에 각각 병렬 연결되는 복수의 제2 일방향 도통 소자를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 전력변환장치를 구비하는 홈 어플라이언스.

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