KR20210037610A - 중간 회로 밸런싱을 위한 회로 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 장치에 전압을 공급하기 위해 교류 전원 전압(UN)에 의해 공급되는 DC 중간 회로의 중간 회로 전압(UZK)의 중간 회로 밸런싱을 위한 회로 조립체(1)에 관한 것으로, a. 전압 분배기 비율로 구성할 수 있고 복수의 전기 2-단자 장치(R1, R2,…, R6)로 구성된 전압 분배기(SP) - 이에 의해 중간 회로 전압(UZK)가 각각 2-단자 장치에서 전압 부분으로 분할됨; b. 중간 회로 전압(UZK)의 제 1 부분(UZK,1)으로 충전 가능한 적어도 하나의 제 1 중간 회로 커패시터(C1); c. 중간 회로 전압(UZK)의 제 2 부분(UZK,2)으로 충전 가능한 적어도 하나의 제 2 중간 회로 커패시터(C2)를 포함한다.

Description

중간 회로 밸런싱을 위한 회로 조립체
본 발명은 냉동 설비에서 개방 루프 및 폐쇄 루프 제어에 사용하기에 특히 적합한 개선된 회로 조립체에 관한 것이다.
DE 10 2015 108 910 D1에서, 특히 제어 캐비닛에 수용된 냉각 부품에 대한 냉각 장치의 예가 알려져 있다. 종래 기술로부터, 작동에 필요한 전압 공급에 관한 전기 구성 요소가 냉각 장치의 사용 지역에서 이용 가능한 주전원 전압에 맞게 조정되는 이러한 냉각 장치가 알려져 있다. 따라서, 예를 들어 냉각 장치를 세계에 최대한도로 공급할 수 있도록 냉각 장치의 각 전력 단계에 대해 115V, 230V 및 400V의 주 전압의 각 변형을 제공하는 것이 일반적이다. 또한 다양한 특수 전압이 존재한다.
종래 기술에서, 입력 전압은 처리되기 전에 일반적으로 정류기를 사용하여 정류된다. 또한 공통 커패시터가 일반적으로 DC 공급용 중간 회로에 연결된다. 커패시터는 중간 회로의 높은 공칭 전압을 가져야 하기 때문에 이는 높은 비용과 관련이 있다. 정류기로 인해 추가 전력 손실과 폐열이 발생하여 냉각 비용이 추가로 발생하기 때문에 전반적으로 효율이 불만족스럽다.
따라서, 본 발명의 근본적인 목적은 전술한 단점을 극복하고 비용 효율적으로 생산될 수 있고 개선된 유효 수명을 가지며, 특히 회로 조립체가 사용되는 개방 루프 및 폐쇄 루프 제어 전자 장치를 기능적으로 개선하는 데 기여하는 개선된 회로 조립체를 생성하는 것이다.
이 목적은 청구항 1에 따른 특징의 조합에 의해 달성된다.
본 발명의 기본적인 아이디어는, 정류기를 부분적으로만 필요로 하거나 가능한 한 정류기를 전혀 필요로 하지 않는, 즉, 적절하게 매칭된 회로 조립체를 이용하여 전자 구성요소의 공급을 위한 효율적인 중간 회로 공정을 보장하는, 회로 설계를 사용하는 것이다.
본 발명에 따라 이러한 목적을 위해 제안된 것은 하나 이상의 장치에 전압을 공급하기 위해 교류 주 전압(UN)에 의해 공급되는 DC 중간 회로의 중간 회로 전압(UZK)의 중간 회로 밸런싱을 위한 회로 조립체이며,
a) 전압 분배기 비율로 구성할 수 있고, 복수의 전기 2-단자 장치(R1, R2,…, R6)으로 구성되며, 이에 의해 중간 회로 전압(UZK)가 각 2-단자 장치에서 전압 부분으로 분할되는 전압 분배기,
b) 중간 회로 전압(UZK)의 제 1 부분(UZK,1)으로 충전 가능한 적어도 하나의 제 1 중간 회로 커패시터,
c) 중간 회로 전압(UZK)의 제 2 부분(UZK,2)으로 충전 가능한 적어도 하나의 제 2 중간 회로 커패시터를 포함하며,
상기 전압 분배기의 적어도 하나의 전압 분배기 탭의 연결 라인은 적어도 2 개의 커패시터가 미리 결정된 전압 비율(UZK,1/UZK,2)로 충전될 수 있도록 2 개의 2-단자 장치와 적어도 제 1 및 제 2 커패시터 사이에 연결된다.
여기서 적어도 2 개의 커패시터가 분배기 비율 50/50으로 또는 중간 회로 전압에 대해 자유롭게 선택 가능한 방식으로 충전 가능한 경우 특히 유리하다.
회로 조립체의 다른 유리한 실시예에서, 중간 회로 전압을 처리하기 위한 전자 중간 회로 처리부가 전압 분배기 전에 제공된다.
유리하게는, 중간 DC 전압의 전압 처리를 위해, 플라이백 컨버터 또는 부스트-벅 컨버터 형태의 DC 컨버터가 사용된다.
본 발명의 제 1 유리한 실시예에서, 중간 회로 처리부가 브리지리스 역률 보정 회로(브리지리스 PFC)로서 구현되도록 제공된다.
본 발명의 추가적인 유리한 실시예에서, 중간 회로 처리부가 부분 브리지를 갖는 역률 보정 회로(인터리브된 PFC)로서 구현되도록 제공된다.
본 발명의 특히 유리한 실시예에서, 구성 가능한 2- 단자 장치의 구성을 통해, 전압 분배기 비율이 원하는 대로, 특히 사용자-지정식의, 요건 비에 따라 중간 회로 커패시터에 대해 자유롭게 설정될 수 있다.
주 전압 측 입력측과 DC 중간 회로의 출력측 사이에 갈바닉 분리가 제공되는 경우에도 유리하다. 이는 예를 들어 해당 플라이백 컨버터를 사용하여 이미 발생할 수 있으며, 에너지가 전자기 변압기(예: 코일 또는 인덕턴스)를 통해 플라이백 컨버터의 1 차측에서 2 차측으로 전송된다.
본 발명의 부가적인 측면은 전술한 바와 같은 회로 조립체를 갖는 다수의 장치의 각 출력단의 공통 전압 공급을 위한 시스템에 관한 것으로, 장치의 각 DC/AC 출력단은 중간 회로로부터의 전압으로 DC/DC 전압 컨버터를 통해 간접적으로 또는 직접적으로 공급 또는 연결된다.
더욱이, 시스템이 DC 컨버터를 통해 회로 조립체의 중간 회로에 연결되는 냉동 회로 폐쇄 루프 제어부를 포함하는 냉각 시스템인 경우에 유리하다.
본 발명의 다른 유리한 발전은 종속항에서 특징지어지거나 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 아래에 더 상세히 표현된다. 도면은 다음과 같다:
도 1은 본 발명에 따른 회로 조립체의 일 실시예이고,
도 2는 도 1의 회로 조립체에 대한 대안적인 실시예이다.
아래에서, 본 발명은 도 1 및 2를 참조하여 더 상세히 설명되며, 동일한 참조 부호는 구조적으로 및/또는 기능적으로 동일한 특징을 지칭한다.
도 1에는 본 발명에 따른 회로 조립체(1)의 실시예가 도시되어 있다. 표현된 회로 조립체(1)는 시스템에 표현된 장치(M, K) 중 하나 이상에 전압을 공급하기 위해 교류 주 전압(UN)에 의해 공급되는 DC 중간 회로의 중간 회로 전압(UZK)의 중간 회로 밸런싱을 위해 설계되며, 여기서 예를 들어 압축기(M), 2 개의 팬(M), 펌프(M), 냉동 회로 폐쇄 루프 제어부(K) 및 기타 장치(M, K)를 포함한다. 특히 중간 회로 밸런싱을 위한, 회로 조립체(1)는 전압 디바이더 비로 구성가능한 전압 분배기(SP)를 포함한다. 전압 분배기(SP)는 다중(여기서는 6) 전기 2-단자 장치(R1, R2,…, R6)으로 구성되며, 이를 통해 중간 회로 전압(UZK)가 각 2-단자 장치의 전압 부분으로 분할된다. 2-단자 장치로서, 여기에서 예를 들어 조정 가능한 저항기(R1, R2,…, R6)를 제공할 수 있다.
또한, 회로 조립체(1)는 2 개의 중간 회로 커패시터(C1, C2), 즉, 중간 회로 전압(UZK)의 제 1 부분(UZK,1)으로(또는 중간 회로 전압으로) 충전 가능한 제 1 중간 회로 커패시터(C1)와, 중간 회로 전압(UZK)의 제 2 부분(UZK,2)으로(또는 중간 회로 전압으로) 충전 가능한 제 2 중간 회로 커패시터(C2)를 포함한다.
전압 분배기(SP)는 전압 노드(3)가 위치한 2 개의 커패시터(C1, C2)의 직렬 연결과 병렬 연결된다. 전압 분배기(SP)의 전압 분배기 탭(A)으로부터, 2-단자 장치(R3 및 R4) 사이에서, 연결 라인이 제 1 및 제 2 커패시터(C1, C2) 사이의 전압 노드(3)까지 연장된다.
또한 회로 조립체(1)는 전압 분배기(SP) 이전에, 중간 회로 전압을 처리하기 위한 전자 중간 회로 처리부(2)를 포함한다. 도 1에 따른 실시예에서, 이러한 목적을 위해, 플라이백 컨버터 또는 부스트-벅 컨버터(boost-buck converter)(4) 형태의 DC 컨버터가 제공되는 반면, 도 2의 대안적인 실시예(여기서는 대안적인 중간 회로 처리부(2)만 도시함)에서는 다이오드(D1, D2) 및 트랜지스터(T1, T2)로 구성된 브리지리스 역률 보정 회로(bPFC)가 구현된다. 또한 초크(DR1)이 EMC 필터(6)에 대한 위상 경로에 제공된다.
도 1에 따른 실시예에서, 다이오드(Dc 및 Da)는 하나의 브랜치로 제공되고 다이오드(De 및 Db)는 병렬 브랜치로 제공된다. 첫 번째 브랜치의 노드(7)는 PFC 초크(DR1)을 통해 다이오드(D1) 이전의 노드(8)로 연결되는 반면, 두 번째 브랜치의 노드(9)의 연결은 다이오드(D2) 이전의 노드(10)로 연결된다. 또한, 유도 전류 전송(4)의 트랜지스터(T1 및 T2) 및 유도 결합 코일(I1, I2)은 이 회로에 따라 표현된다. 결합 코일은 신호 처리(I1, I2)를 위해 제공된다.
전반적으로, 도 1은 공통 회로에 연결된 여러 장치(M, K)의 각 DC/AC 출력 단계의 공통 전압 공급을 위한 시스템을 보여준다.
압축기(M)의 DC/AC 출력단은 중간 회로의 전압에 직접 연결된다. 펌프(M) 및 팬(1, 2)의 DC/AC 출력단은 DC 컨버터 DC/DC를 이용하여 표시된 EMC 필터(6)를 통해 중간 회로에 간접적으로 연결된다.
시스템은 또한 DC 컨버터 DC/DC를 통해 중간 회로에 연결되는 냉동 회로 폐쇄 루프 제어부(K)를 포함한다. 또한 냉동 회로 폐쇄 루프 제어부(K) 또는 기타 시스템 데이터의 매개 변수를 표시 및 디스플레이하기 위한 디스플레이(5)가 표시된다. 입력측에서, 회로 조립체(1)는 EMC 필터(6)를 통해 주 전압(UN)에 연결된다. 표시된 시스템으로, 특히 본 발명의 기본 목적과 다음과 같은 이점이 달성될 수 있다.
- 정류기 손실이 최소화되거나 완전히 제거된다.
- 중간 회로 전압 레벨을 공칭 전압으로 가질 필요가 없기 때문에 저렴한 커패시터를 사용할 수 있다.
- 커패시터의 전압 감소로 인한 수명 증가
- 팬, 펌프 및 기타 구성품을 위한 하나 이상의 중앙 저전압 공급
- 개별 부품의 수명 모니터링 개선/간소화
- 기능적 신뢰성 향상.
본 발명은 그 구현에서 전술한 바람직한 실시예로 제한되지 않는다. 대신에, 또 다른 최적화된 중간 회로 처리부가 제공되는 것을 생각할 수 있다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 장치에 전압을 공급하기 위해 교류 전원 전압(UN)에 의해 공급되는 DC 중간 회로의 중간 회로 전압(UZK)의 중간 회로 밸런싱을 위한 회로 조립체(1)로서,
    a. 전압 분배기 비율로 구성 가능하고 다수의 전기 2-단자 장치(R1, R2,…, R6)로 구성된 전압 분배기(SP) - 상기 전압 분배기에 의해 중간 회로 전압(UZK)가 각각의 2-단자 장치에서 전압 부분으로 분할됨;
    b. 중간 회로 전압(UZK)의 제 1 부분(UZK,1)으로 충전 가능한 적어도 하나의 제 1 중간 회로 커패시터(C1);
    c. 중간 회로 전압(UZK)의 제 2 부분(UZK,2)으로 충전 가능한 적어도 하나의 제 2 중간 회로 커패시터(C2)를 포함하며,
    상기 전압 분배기(SP)의 적어도 하나의 전압 분배기 탭(A)으로부터의 연결 라인은 2 개의 2-단자 장치(R1, R2,…, R6)와 적어도 제 1 및 제 2 커패시터(C1, C2) 사이에 연결되며, 2 개 이상의 커패시터(C1, C2)가 미리 정해진 전압 비율(UZK,1/UZK,2)로 충전될 수 있는, 회로 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회로 조립체는 상기 전압 분배기(SP) 이전에, 상기 중간 회로 전압을 처리하기 위한 전자 중간 회로 처리부(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 조립체(1).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 중간 회로 DC 전압의 전압 처리를 위해, 플라이백 컨버터 또는 부스트-벅 컨버터 형태의 DC 컨버터가 사용되는 것을 특징으로 하는 회로 조립체(1).
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중간 회로 처리부(2)는 브리지리스 역률 보정 회로(bPFC)로서 구현되는 것을 특징으로 하는 회로 조립체(1).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중간 회로 처리부(2)는 부분 브리지를 갖는 역률 보정 회로(인터리브된 PFC)로서 구현되는 것을 특징으로 하는 회로 조립체(1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    구성 가능한 2-단자 장치(R1, R1,…, R6)의 구성을 통해, 원하는 비율에 따라 중간 회로 커패시터(C1, C2)에 대해 전압 분배기 비율을 자유롭게 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 회로 조립체(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, DC 중간 회로의 주 전압 측 입력측과 출력측 사이에 갈바닉 분리가 제공되는 것을 특징으로 하는 회로 조립체(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 전압 분배기(SP)의 전압 분배기 탭(A)이 직렬 연결된 제 1 수의 2-단자 장치(R1, R2, R3)와 직렬 연결된 제 2 수의 2-단자 장치(R4, R5, R6) 사이의 중앙에 제공되고, 제 1 및 제 2 커패시터(C1, C2) 사이에서 중간 탭 상에서 연결되며, 적어도 2 개의 커패시터(C1, C2)는 미리 결정된 전압 비율(UZK,1/UZK,2), 특히 비율 50/50 으로, 대칭으로 충전 가능한 것을 특징으로 하는 회로 조립체(1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 회로 조립체(1)를 사용하여 다수의 장치(M, K)의 각 출력 스테이지 DC/AC의 공통 전압 공급을 위한 시스템으로서, DC/AC 출력단은 중간 회로로부터의 전압을 사용하여 DC/DC 전압 컨버터를 통해 직접 또는 간접적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 시스템은 DC 컨버터(DC/DC)를 통해 상기 중간 회로에 연결되는 냉동 회로 폐쇄-루프 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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