KR20210111469A - Power converting device and method possible detecting current of load device - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a power conversion apparatus and method capable of detecting a current of a load device. To use the principle that neutral points with the same impedance have the same size of voltage, in the power conversion apparatus, another neutral point made of the same impedance as that of a neutral point of the load device is symmetrically formed on a driving voltage detection circuit. In addition, by detecting the difference between the voltage of the relevant neutral point made of the same impedance as that of the load device and the voltage supplied to the load device, the driving voltage value of the relevant load device is detected. As such, by using the operation voltage transferred to the load device through an inverter and the resistance value information of the load device, the current consumption volume of the load device can be precisely detected in real time. Therefore, the present invention is able to precisely detect and check the driving voltage, the current consumption volume, and the resistance value of the load device connected to the power conversion apparatus.

Description

부하 기기의 전류 검출이 가능한 전력 변환 장치 및 방법{POWER CONVERTING DEVICE AND METHOD POSSIBLE DETECTING CURRENT OF LOAD DEVICE} POWER CONVERTING DEVICE AND METHOD POSSIBLE DETECTING CURRENT OF LOAD DEVICE

본 발명은 압축기나 전동기 등의 부하 기기 구동 전류량을 실시간으로 검출해서 부하 기기별로 전력 소비 특성에 맞게 제어할 수 있도록 한 전력 변환 장치 및 전력 변환 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a power conversion device and a power conversion method capable of detecting the amount of driving current of a load device, such as a compressor or an electric motor, in real time and controlling it according to the power consumption characteristics for each load device.

전력 변환 장치는 입력 전원(또는, 상용 전원)의 전류량 및 전압 크기 등을 변환하고, 변환된 전원을 가전기기나 산업용 기기 등 전력을 이용하는 다양한 부하 기기들로 공급하는 장치이다. 이러한, 전력 변환 장치는 산업체나 수용가 내의 다양한 부하 기기들과 함께 구성되어, 외부의 입력 전원을 해당 부하 기기의 구동 전원으로 변환해서 공급하는 기능을 수행한다. The power conversion device is a device that converts the amount of current and voltage of input power (or commercial power), and supplies the converted power to various load devices using power, such as home appliances or industrial devices. Such a power conversion device is configured together with various load devices in the industry or consumer, and performs a function of converting external input power into driving power of the corresponding load device and supplying it.

수용가의 가전기기나 산업용 전력기기 등에 주로 이용되는 부하 기기로는 압축기와 전동기(또는, 전기 모터) 등이 주요 이용되는데, 압축기의 경우는 기계적인 에너지를 압축성 유체의 압축 에너지로 전환시키는 기기이다. 그리고, 전동기는 전기 에너지를 회전 동력으로 전환시키는 기기이다. 이러한 압축기나 전동기 등은 냉장고나 공기 조화기 등의 주요 부품으로 사용되고 있다. A compressor and an electric motor (or an electric motor) are mainly used as load devices mainly used for consumer home appliances or industrial power devices, and the compressor is a device that converts mechanical energy into compressed energy of a compressible fluid. And, the electric motor is a device that converts electric energy into rotational power. Such compressors and electric motors are used as main parts of refrigerators and air conditioners.

외부의 입력 전원(또는, 상용 전원)을 압축기나 전동기 등의 부하 기기로 전달하는 전력 변환 장치는 다수의 전력 스위칭 소자를 구비해서 구성된 컨버터와 인버터 등을 포함한다. 예를 들어, 컨버터에 구성된 적어도 하나의 스위치는 마이컴에서 출력하는 컨버터 제어 신호에 기초해서 스위칭 동작을 수행함으로써, 입력 전원에 대한 정류나 승압 등을 수행할 수 있다. A power conversion device for transmitting an external input power (or commercial power) to a load device such as a compressor or an electric motor includes a converter and an inverter configured with a plurality of power switching elements. For example, at least one switch configured in the converter may perform rectification or boosting of the input power by performing a switching operation based on a converter control signal output from the microcomputer.

또 다른 예를 들어, 인버터의 경우는 다수의 스위치를 구비하고, 마이컴에서 출력하는 인버터 제어 신호에 기초한 스위치의 동작에 따라 직류 전압을 미리 설정된 전압 크기의 정격 전원(또는, 구동 전원)으로 변환해서 출력할 수 있다. For another example, the inverter has a plurality of switches, and according to the operation of the switch based on the inverter control signal output from the microcomputer, the DC voltage is converted into rated power (or driving power) of a preset voltage size. can be printed out.

이러한, 종래의 전력 변환 장치는 구동 전원을 공급하게 되는 부하 기기의 소비 전류량이나 구동 전압 값 등을 정확하게 검출할 수 없었기 때문에, 미리 세팅된 부하 용량이나 구동 전압 크기 등에 따라서만 동작할 수밖에 없었다. 즉, 부하 기기의 구동 전류량이나 소비 전력 효율 등의 정보가 마이컴에 미리 저장되도록 하고, 마이컴이 미리 저장된 부하 기기의 전력 이용 특성에 알맞게 세팅된 상태로만 인버터 제어 신호를 생성해서 인버터 등을 제어해야 했다. Since such a conventional power converter cannot accurately detect a current consumption or a driving voltage value of a load device that supplies driving power, it has no choice but to operate according to a preset load capacity or driving voltage. In other words, information such as the amount of driving current and power consumption efficiency of the load device was stored in advance in the microcomputer, and the inverter was controlled by generating an inverter control signal only when the microcomputer was set appropriately for the power usage characteristics of the previously stored load device. .

따라서, 구동 전원 출력단의 부하 기기가 변경되는 경우, 변경되는 부하 기기별로 소비 전류량이나 전력 효율 등의 정보를 다시 확인해서 입력해주어야 하는 문제가 있었다. 이에, 전동기나 압축기 등의 부하 기기에 대한 전류를 추정하기 위한 방식은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0087454호(2011.08.03) 등으로 제안되었다. Therefore, when the load device of the driving power output stage is changed, there is a problem in that information such as the amount of current consumption or power efficiency for each changed load device needs to be checked and input again. Accordingly, a method for estimating a current for a load device such as an electric motor or a compressor has been proposed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0087454 (2011.08.03).

도 1은 종래 기술에 따른 전류 측정 장치를 이용한 모터 전류 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a motor current measuring method using a current measuring device according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 3상 모터의 각 상에 연결된 한 개의 션트 저항을 통해 신호 입력부(10)로 입력되는 각 상의 전류값(u,v,w)을 전류값 측정부(20)로 측정하였다. 그리고, 전류 오프셋 값(s)을 전류 오프셋값 측정부(30)에서 검출한 후, 각 상의 전류값(u,v,w)과 전류 오프셋 값(s)을 이용해서 3상 모터의 구동 전류량을 산출할 수 있었다. As shown in FIG. 1, in the related art, the current value (u, v, w) of each phase input to the signal input unit 10 through one shunt resistor connected to each phase of the three-phase motor is measured by the current value measuring unit 20 ) was measured. Then, after detecting the current offset value (s) by the current offset value measuring unit 30, the amount of driving current of the three-phase motor is calculated using the current values (u, v, w) and the current offset value (s) of each phase. was able to calculate

하지만, 별도의 전류 측정 장치를 이용해서 특정 부하 기기의 전류량을 측정하기 위해서는 인력과 비용이 소모될 뿐만 아니라, 전류량 측정값을 전력 변환 장치에 입력해서 적용시켜야 하기 때문에 번거로움을 감수해야 할 수밖에 없었다. However, in order to measure the amount of current of a specific load device using a separate current measurement device, not only manpower and cost are consumed, but also the amount of current measurement has to be input and applied to the power conversion device. .

또한, 인버터 등이 이용되는 캡리스(capless) 구조의 전력 변환 장치, 즉 인버터와 커패시턴스가 적용된 전력 변환 장치는 커패시턴스 용량에 따라 교류 전압이 확실하게 평활화되지 못하기 때문에 일정하고 정확하게 전류량을 검출할 수 없었다. 특히, 커패시턴스 용량이 작거나 작아지도록 가변되는 경우에는 교류 전압이 직류로 확실하게 평활화되지 못하고 파동을 유지하기 때문에 파동의 특정 범위와 크기에 따라 부분적으로 전류량이 측정되지 않아 끊기는 문제가 있었다. In addition, in a power conversion device of a capless structure using an inverter, that is, a power conversion device to which an inverter and a capacitance are applied, the AC voltage cannot be reliably smoothed according to the capacitance capacity, so it is possible to detect a constant and accurate amount of current. there was no In particular, when the capacitance is changed to be small or small, the AC voltage is not reliably smoothed to DC and maintains the wave, so there is a problem that the current amount is not measured partially depending on the specific range and size of the wave, so there is a problem of disconnection.

또한, 전력 변환 장치에 연결되는 부하 기기가 교체 및 변경될 때마다 별도의 전류 측정 장치를 이용해서 부하 기기의 소비 전력량 등을 검출해야 했다. 따라서, 종래에는 전력 변환 장치에 한번 적용된 부하 기기를 용이하게 변경시킬 수가 없었고, 그에 따라 인버터를 이용한 전력 변환 장치의 이용 효율이 저하될 수밖에 없는 문제가 있었다. In addition, whenever a load device connected to the power converter is replaced or changed, it is necessary to detect the power consumption of the load device by using a separate current measuring device. Therefore, in the related art, it is impossible to easily change a load device once applied to the power conversion device, and accordingly, there is a problem in that the efficiency of using the power conversion device using the inverter is reduced.

본 발명에서는 부하 기기 측의 임피던스와 동일한 임피던스로 이루어진 중성점의 전압과 부하 기기로 공급되는 구동 전압을 검출해서 해당 부하 기기의 소비 전류량을 정확하게 산출할 수 있는 전력 변환 장치 및 전력 변환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention provides a power conversion device and a power conversion method capable of accurately calculating the current consumption of the load device by detecting the voltage of the neutral point having the same impedance as the impedance of the load device and the driving voltage supplied to the load device. The purpose.

또한, 본 발명에서는 별도의 전류 측정 장치를 이용하지 않고, 전력 변환 장치에 내장된 구동전압 검출회로를 이용해서 부하 기기에 대한 구동 전압과 소비 전류량을 정확하게 산출할 수 있는 캡리스 구조의 전력 변환 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, in the present invention, without using a separate current measuring device, the power conversion device of a capless structure that can accurately calculate the driving voltage and current consumption for the load device by using the driving voltage detection circuit built into the power conversion device. and to provide a method.

또한, 본 발명에서는 부하 기기가 변경 또는 교체되더라도 전력 변환 장치에 내장된 구동전압 검출회로를 이용해서 실시간으로 해당 부하 기기에 대한 소비 전류량을 검출하고, 마이컴에서 해당 부하 기기의 소비 전력 특성에 알맞게 인버터 제어 신호를 생성해서 인버터 등을 제어할 수 있는 전력 변환 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, in the present invention, even if the load device is changed or replaced, the current consumption for the load device is detected in real time using the driving voltage detection circuit built into the power conversion device, and the microcomputer uses the inverter to suit the power consumption characteristics of the load device. An object of the present invention is to provide a power conversion device and method capable of generating a control signal to control an inverter or the like.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 같은 임피던스로 이루어진 중성점은 같은 크기의 전압을 가진다는 원리를 이용하기 위해, 구동전압 검출회로에 부하 기기의 중성점과 같은 임피던스로 이루어진 또 다른 중성점이 대칭적으로 형성되도록 한다. 그리고, 부하 기기와 같은 임피던스로 이루어진 해당 중성점의 전압과 부하 기기로 공급되는 전압의 차전압을 검출함으로써 해당 부하 기기의 구동 전압 값을 검출한다. 이렇게 검출된 구동 전압 값과 부하 기기의 저항값 정보를 이용해서 부하 기기의 소비 전력량을 실시간으로 검출할 수 있다. In the power conversion device according to an embodiment of the present invention, in order to use the principle that neutral points made of the same impedance have the same voltage, another neutral point made up of the same impedance as the neutral point of the load device in the driving voltage detection circuit is symmetrical. to be formed as Then, the driving voltage value of the load device is detected by detecting the difference voltage between the voltage of the neutral point having the same impedance as the load device and the voltage supplied to the load device. The power consumption of the load device may be detected in real time by using the detected driving voltage value and the resistance value information of the load device.

부하 기기의 구동전압 검출을 위해, 전력 변환 장치는 구동전압 검출회로에 부하 기기의 중성점 임피던스와 동일한 임피던스를 갖도록 부하 대칭 중성점을 형성한다. 그리고, 부하 대칭 중성점의 전압과 부하 기기로 전송되는 전압 크기를 검출해서 부하 기기의 구동전압 크기를 산출한다. In order to detect the driving voltage of the load device, the power converter forms a load symmetrical neutral point in the driving voltage detection circuit to have the same impedance as the neutral point impedance of the load device. Then, the magnitude of the driving voltage of the load device is calculated by detecting the voltage of the load symmetric neutral point and the voltage level transmitted to the load device.

또한, 실시간으로 검출된 부하 기기의 구동전압과 부하 기기의 저항값 정보를 마이컴에서 미리 설정된 수학식을 통해 연산하여 부하 기기의 소비 전력량을 산출한다. 그리고, 마이컴은 부하 기기의 구동 전압과 소비 전류량 특성에 따라 인버터의 구동을 제어한다. 이때는 리플 발생용 스위칭 신호나 교류 파형의 리플 발생 전류를 직류 전류 공급부로 공급함으로써, 직류 전류 공급부를 통해 인버터로 전송되는 직류 전압 크기, 전류량, 전류 피크치, 전류 공급 주파수 중 적어도 하나의 값을 가변시킬 수 있다. In addition, the power consumption of the load device is calculated by calculating the driving voltage of the load device detected in real time and the resistance value information of the load device through a preset equation in the microcomputer. And, the microcomputer controls the driving of the inverter according to the driving voltage and current consumption characteristics of the load device. In this case, by supplying the ripple generation switching signal or the ripple generation current of the AC waveform to the DC current supply unit, at least one of the DC voltage magnitude, current amount, current peak value, and current supply frequency transmitted to the inverter through the DC current supply unit can be varied. can

또 다른 방법으로, 마이컴은 부하 기기의 구동 전압과 소비 전류량 특성에 따라 인버터에 구성된 스위칭 소자들에 대한 턴-온/오프 타이밍이 가변되도록 스위칭 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에, 인버터 제어부에서는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 소자들의 턴-온/오프 타이밍을 가변시켜서 제어함으로써, 부하 기기로 공급되는 전압 크기, 전류량 등을 가변시킨다. As another method, the microcomputer may generate a switching control signal so that turn-on/off timings of switching elements configured in the inverter are varied according to the driving voltage and current consumption characteristics of the load device. Accordingly, the inverter control unit varies and controls the turn-on/off timing of the switching elements according to the switching control signal, thereby changing the voltage level, the amount of current, etc. supplied to the load device.

본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 부하 기기 측의 임피던스와 동일한 임피던스로 이루어진 부하 대칭 중성점의 전압과 부하 기기로 공급되는 구동 전압을 검출해서 해당 부하 기기의 소비 전류량을 정확하게 산출할 수 있다. 이에, 부하 기기의 소비 전류량을 측정하기 위한 비용과 인력 소모를 줄일 수 있다. The power conversion device according to an embodiment of the present invention may accurately calculate the current consumption of the load device by detecting the voltage of the neutral point of the load having the same impedance as the impedance of the load device and the driving voltage supplied to the load device. Accordingly, it is possible to reduce the cost and manpower consumption for measuring the current consumption of the load device.

또한, 본 발명의 전력 변환 장치는 별도의 전류 측정 장치를 이용하지 않고, 전력 변환 장치에 내장된 구동전압 검출회로를 이용해서 부하 기기에 대한 구동 전압과 소비 전류량을 정확하게 산출할 수 있다. 특히, 캡리스 구조의 전력 변환 장치 적용시에도 별도의 전류 측정 장비를 이용하지 않아도 되기 때문에 캡리스 구조의 전력 변환 장치에 대한 이용 효율을 높일 수 있다. In addition, the power conversion device of the present invention can accurately calculate the drive voltage and current consumption for the load device by using the drive voltage detection circuit built in the power conversion device without using a separate current measuring device. In particular, since it is not necessary to use a separate current measuring device even when the power conversion device of the capless structure is applied, it is possible to increase the efficiency of use of the power conversion device of the capless structure.

또한, 본 발명에서는 부하 기기가 교체 또는 변경되더라도 전력 변환 장치에 내장된 저항값 검출 회로를 이용해서 실시간으로 변경된 부하 기기에 대한 저항값을 검출할 수 있다. 그리고, 마이컴에서 해당 부하기기의 소비 전력 특성에 알맞게 직류 전류를 공급하는 컨버터와 인버터 등을 효율적으로 제어할 수 있다. 이에, 부하 기기들을 용이하게 교체하거나 변경해서 이용할 수 있으며, 전력 변환 장치의 이용 효율 증대로 인해 가격 경쟁력을 높일 수 있다. Also, in the present invention, even if the load device is replaced or changed, the resistance value of the load device that is changed in real time can be detected by using the resistance value detection circuit built in the power conversion device. In addition, the microcomputer can efficiently control a converter, an inverter, etc. that supply a DC current to suit the power consumption characteristics of the corresponding load device. Accordingly, load devices can be easily replaced or changed to be used, and price competitiveness can be improved due to an increase in the efficiency of use of the power conversion device.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effect according to the present invention is not limited to the above-mentioned effects, and another effect not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 종래 기술에 따른 전류 측정 장치를 이용한 모터 전류 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 인버터와 부하 기기 간에 구성된 구동전압 검출 회로부의 회로도이다.
도 4는 부하 기기로 입력되는 정격 전원의 전압 및 부하 기기의 중성점 전압 검출 포인트를 각각 나타낸 회로도이다.
도 5는 부하 기기로 입력되는 구동전압 및 부하 기기의 중성점 전압 값 검출 파형을 나타낸 파형도이다. 1 is a view for explaining a motor current measuring method using a current measuring device according to the prior art.
2 is a configuration diagram specifically illustrating a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a driving voltage detection circuit configured between the inverter and the load device shown in FIG. 2 .
4 is a circuit diagram showing a voltage of a rated power input to a load device and a neutral point voltage detection point of the load device, respectively.
5 is a waveform diagram illustrating a driving voltage input to a load device and a waveform for detecting a neutral point voltage value of the load device.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다. 본 명세서에서 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components. In this specification, the first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from other components, and unless otherwise stated, the first component may be the second component, of course.

또한, 본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when it is described that a certain element is "connected", "coupled" or "connected" to another element, the elements may be directly connected or connected to each other, but there is another element between each element. It should be understood that elements may be “interposed,” or that each element may be “connected,” “coupled,” or “connected to,” through another element.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. Also, as used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps.

압축기, 팬(Fan), 전동기 등의 부하 기기들을 사용하는 공기 조화기나 냉장고 등은 상용 전원 입력단으로 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환해서 정격 전원을 출력하는 전력 변환 장치를 포함한다. BACKGROUND ART An air conditioner or refrigerator using load devices such as a compressor, a fan, and an electric motor includes a power converter that converts an AC voltage supplied to a commercial power input terminal into a DC voltage to output rated power.

본 발명에서의 전력 변환 장치는 공기 조화기와 냉장고 외에도 세탁기, 건조기, 에어컨, 제습기, 조리기기, 청소기 등의 가전기기, 및 사무기기와 산업용 기기 등에도 다양하게 적용 가능하다. In addition to the air conditioner and refrigerator, the power conversion device according to the present invention can be variously applied to household appliances such as washing machines, dryers, air conditioners, dehumidifiers, cooking appliances and vacuum cleaners, and office equipment and industrial equipment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하 기기의 전류 검출이 가능한 전력 변환 장치 및 전력 변환 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a power conversion device capable of detecting a current of a load device and a power conversion method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치를 구체적으로 나타낸 구성도이다. 2 is a configuration diagram specifically illustrating a power conversion device according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 전력 제어장치는 필터부(200), 직류 전류 공급부(300), 직류 전류 제어부(310), 안정화 캐패시터(400), 인버터(500), 인버터 제어부(510), 마이컴(520), 및 구동전압 검출 회로부(700) 등을 포함한다. The power control device shown in FIG. 2 includes a filter unit 200 , a DC current supply unit 300 , a DC current control unit 310 , a stabilization capacitor 400 , an inverter 500 , an inverter control unit 510 , and a microcomputer 520 . , and a driving voltage detection circuit unit 700 .

필터부(200)는 전원 입력단(100)의 외부 입력 전류를 필터링해서 직류 전류 공급부(300)로 전송한다. 이러한 필터부(200)는 적어도 하나의 인덕턴스와 저항 소자 및 캐패시터 등으로 이루어진 회로 구성을 통해 전원 입력단(100)의 입력 전류를 필터링한다. 그리고, 노이즈 등이 제거된 직류 전류를 직류 전류 공급부(300)로 전송한다. The filter unit 200 filters the external input current of the power input terminal 100 and transmits it to the DC current supply unit 300 . The filter unit 200 filters the input current of the power input terminal 100 through a circuit configuration including at least one inductance, a resistance element, a capacitor, and the like. Then, the DC current from which noise is removed is transmitted to the DC current supply unit 300 .

직류 전류 공급부(300)는 직류 전류 제어부(310)의 제어에 따라 필터부(200)를 통해 입력되는 직류 전압을 승압 또는 변압해서 안정화시키고, 승압 또는 변압된 직류 링크 전압을 인버터(500)로 전송한다. 이러한 직류 전류 공급부(300)는 필터부(200)를 통해 입력되는 직류 전압을 승압 또는 변압하기 위한 수단으로 부스트 컨버터 등을 포함할 수 있다. The DC current supply unit 300 boosts or transforms the DC voltage input through the filter unit 200 under the control of the DC current control unit 310 to stabilize it, and transmits the boosted or transformed DC link voltage to the inverter 500 . do. The DC current supply unit 300 may include a boost converter or the like as a means for boosting or transforming the DC voltage input through the filter unit 200 .

직류 전류 공급부(300)의 부스트 컨버터는 적어도 하나의 스위칭 소자(예를 들어, Insulated gate bipolar transistor)와 적어도 하나의 인덕턴스 및 다이오드 등을 포함해서 구성될 수 있고, 적어도 하나의 다이오드에는 리플 발생용 스위칭 소자(미도시)나 캐패시터 등이 병렬 구조로 연결될 수도 있다. 이에, 직류 전류 공급부(300)에 구성된 리플 발생용 스위칭 소자나 캐패시터로는 직류 전류 제어부(310)로부터의 미리 설정된 주기의 리플 발생용 스위칭 신호나 교류 파형의 리플 발생 전류가 입력된다. 이에, 리플 발생용 스위칭 소자나 캐패시터에서 출력되는 교류 파형의 전류에 의해 직류 전류 공급부(300)에서 출력되는 직류 전류에는 특정 주파수의 리플이 포함되게 된다. 이러한 구성과 동작에 의해, 직류 전류 공급부(300)와 인버터(500) 간에는 소정 주파수 범위의 리플이 포함된 직류 링크 전압이 전송 및 유지된다. 이러한, 직류 전류 공급부(300)는 부스트 컨버터를 포함하는 DC 컨버터나 능동형 정류기 등으로 구성될 수도 있다. 하지만, 직류 전류 공급부(300) 구성은 부스트 컨버터를 포함하는 DC 컨버터 구성이나, 능동형 정류기 구성 등으로만 국한되지 않는다. The boost converter of the DC current supply unit 300 may include at least one switching element (eg, an insulated gate bipolar transistor), at least one inductance, a diode, and the like, and at least one diode includes a ripple-generating switching device. A device (not shown) or a capacitor may be connected in a parallel structure. Accordingly, a switching signal for generating ripple of a preset period or a ripple generation current of an AC waveform from the DC current control unit 310 is input to the ripple generating switching element or capacitor configured in the DC current supply unit 300 . Accordingly, a ripple of a specific frequency is included in the DC current output from the DC current supply unit 300 by the AC waveform current output from the ripple generating switching element or capacitor. By this configuration and operation, a DC link voltage including a ripple in a predetermined frequency range is transmitted and maintained between the DC current supply unit 300 and the inverter 500 . The DC current supply unit 300 may be configured as a DC converter including a boost converter or an active rectifier. However, the configuration of the DC current supply unit 300 is not limited to a DC converter configuration including a boost converter or an active rectifier configuration.

직류 전류 제어부(310)는 리플 발생용 스위칭 신호나 교류 파형의 리플 발생 전류를 직류 전류 공급부(300)의 리플 발생용 스위칭 소자나 캐패시터로 공급하여, 직류 전류 공급부(300)에서 리플이 포함된 직류 전압이 출력되도록 제어한다. 이때 직류 전류의 리플은 전동기 등의 부하 기기(600)에 대한 구동 특성을 감안하여, 전동기의 구동 주기인 적어도 1주기의 기간을 인버터(500)의 스위칭 개수로 나눈 주기에 대응하는 주기 단위로 발생되도록 할 수 있다. The DC current control unit 310 supplies the ripple generation switching signal or the ripple generation current of the AC waveform to the ripple generation switching element or capacitor of the DC current supply unit 300, and the DC current supply unit 300 includes the ripple Control the voltage to be output. At this time, the ripple of the DC current is generated in a cycle unit corresponding to a period obtained by dividing a period of at least one cycle, which is a driving cycle of the motor, by the number of switching of the inverter 500 in consideration of the driving characteristics of the load device 600 such as an electric motor. can make it happen

또한, 직류 전류 제어부(310)는 리플 발생용 스위칭 신호의 주파수를 변조하는 방식이나 리플 발생 전류량 제어 방식 등을 통해 인버터(500)로 전송되는 직류 전압의 크기나 전류량이 가변되도록 제어한다. 직류 전류 제어부(310)는 인버터(500)로 전송되는 직류 전압의 크기나 전류량을 가변시킴으로써, 인버터(500)에서 출력되는 교류 전류의 전류량과 스위칭 주파수 또한 가변되도록 할 수 있다. In addition, the DC current control unit 310 controls the magnitude or current amount of the DC voltage transmitted to the inverter 500 to vary through a method of modulating the frequency of a ripple generation switching signal or a method of controlling the amount of ripple generation current. The DC current control unit 310 may vary the amount or the amount of current of the DC voltage transmitted to the inverter 500 to also vary the amount of current and the switching frequency of the AC current output from the inverter 500 .

한편, 직류 전류 제어부(310)는 마이컴(520)의 제어에 따라 인버터(500)에서 출력되는 교류 전류량 또는 전류 피크치를 반영하여 인버터(500)로 입력되는 직류 전압의 크기나 전류량을 가변시킬 수 있다. 이에, 인버터(500)에서 출력되는 교류 전류의 전류량이나 피크치를 제어할 수 있다. 또한, 직류 전류 제어부(310)는 마이컴(520)에서 산출된 부하 기기(600)의 소비 전류량과 저항값 등에 따라 설정되는 구동 전압 값이나 전류량 변동 값에 따라 인버터(500)로 입력되는 직류 전압의 크기나 전류량을 가변시킬 수도 있다. On the other hand, the DC current controller 310 may vary the magnitude or current amount of the DC voltage input to the inverter 500 by reflecting the AC current amount or the current peak value output from the inverter 500 according to the control of the microcomputer 520 . . Accordingly, it is possible to control the amount of current or the peak value of the AC current output from the inverter 500 . In addition, the DC current controller 310 controls the DC voltage input to the inverter 500 according to the driving voltage value or the current amount variation value set according to the current consumption and resistance value of the load device 600 calculated by the microcomputer 520 . It is also possible to change the size or amount of current.

직류 전류 제어부(310)는 직류 전류 공급부(300)에서 인버터(500)로 입력되는 직류 전압의 크기나 전류량을 제어함에 있어서, 부하 기기(600)의 소비 전력 특성에 따라 특정 전압 및 특정 전류에서 최대전력을 생산해내도록 하는 최대 전력점 추종 알고리즘을 따르게 된다. 이때, 직류 전류 제어부(310)는 구동전압 검출 회로부(700)를 통해 검출되는 인버터(500) 출력단의 부하 기기(600) 특성 변동에 따라 최대 전력점을 찾기 위해 지속적으로 지령값을 변화시켜서 최대 전력점을 추종하도록 한다. 예를 들면, 직류 전류 제어부(310)는 인버터(500)의 출력단이나 고전위/저전위 전압 출력 노드 등을 통해 실시간으로 검출된 전류량 또는 전류 피크치에 따라 단계적으로 레벨을 올리거나 내리며 자체적으로 입력 전류 지령을 생성할 수 있다. 그리고 단계적으로 생성된 입력 전류 지령에 따라 리플 발생 전류량 및 전류 피크치를 상승 또는 하강시켜서 직류 전류 공급부(300)의 리플 발생용 스위칭 소자나 캐패시터로 공급할 수 있다. In controlling the magnitude or amount of DC voltage input from the DC current supply unit 300 to the inverter 500 , the DC current controller 310 controls the maximum at a specific voltage and a specific current according to the power consumption characteristics of the load device 600 . It follows a maximum power point tracking algorithm that produces power. At this time, the DC current control unit 310 continuously changes the command value to find the maximum power point according to the characteristic change of the load device 600 of the output terminal of the inverter 500 detected through the driving voltage detection circuit unit 700 to obtain the maximum power. to follow the dot. For example, the DC current control unit 310 raises or lowers the level step by step according to the amount of current or current peak value detected in real time through the output terminal of the inverter 500 or the high potential/low potential voltage output node, etc. You can create commands. In addition, the amount of ripple generation current and the current peak value may be increased or decreased according to the stepwise generated input current command to supply the ripple generation switching element or capacitor of the DC current supply unit 300 .

안정화 캐패시터(400)는 직류 전류 공급부(300)와 인버터(500) 간에 구성될 수 있다. 안정화 캐패시터(400)는 직류 전류 공급부(300)와 인버터(500)의 제1 및 제2 극성(+,-) 간에 구성된다. 이에, 안정화 캐패시터(400)는 직류 전류 공급부(300)에서 출력되는 직류 전류를 충전 및 방전함으로써, 인버터(500)로 전송되는 직류 전류가 안정화 상태로 전송되도록 한다. 전술한 바와 같이, 직류 전류 공급부(300)는 인버터(500)로 전송되는 전류량을 가변시켜 출력하기 때문에, 안정화 캐패시터(400)의 용량은 인버터(500)로 전송되는 직류 전압 크기나 전류량 변화에 따라 100㎌ 이하까지 최소화되도록 구성될 수도 있다. 안정화 캐패시터(400)의 용량을 최소화하게 되면 안정화 캐패시터(400)에 따른 전류 손실을 최소화함으로써 전류 제어 효율은 높일 수 있게 된다. The stabilization capacitor 400 may be configured between the DC current supply unit 300 and the inverter 500 . The stabilization capacitor 400 is configured between the DC current supply unit 300 and the first and second polarities (+, -) of the inverter 500 . Accordingly, the stabilization capacitor 400 charges and discharges the DC current output from the DC current supply unit 300 so that the DC current transmitted to the inverter 500 is transmitted in a stabilized state. As described above, since the DC current supply unit 300 varies and outputs the amount of current transmitted to the inverter 500 , the capacity of the stabilization capacitor 400 may vary depending on the magnitude of the DC voltage or the amount of current transmitted to the inverter 500 . It may be configured to be minimized to 100 μF or less. When the capacity of the stabilizing capacitor 400 is minimized, the current control efficiency can be increased by minimizing the current loss due to the stabilizing capacitor 400 .

인버터(500)는 인버터 제어부(510)의 스위칭 신호에 따라 리플이 포함된 직류 전류를 스위칭시킴으로써, 리플이 포함된 직류 전류를 교류 전류로 변환한다. 그리고 리플이 포함된 교류 전류를 부하 기기(600)로 전송한다. The inverter 500 converts the DC current including the ripple into an AC current by switching the DC current including the ripple according to the switching signal of the inverter controller 510 . Then, the AC current including the ripple is transmitted to the load device 600 .

인버터(500)는 리플이 포함된 직류 전류 입력단의 제1 및 제2 극성(+,-) 간 극성 변화에 따라 교류 전류 방향을 정방향 또는 역방향으로 변환 가능한 양방향 회로 구조로 구성될 수도 있다. 이러한 인버터(500)의 입력단에는 제1 및 제2 극성(+,-)을 변환시켜 직류 전압을 입력받는 트랜스 회로(또는, 전환 스위칭 회로) 등이 더 구성될 수 있다. The inverter 500 may have a bidirectional circuit structure capable of converting an AC current direction to a forward or reverse direction according to a change in polarity between the first and second polarities (+, -) of the DC current input terminal including the ripple. At the input terminal of the inverter 500 , a transformer circuit (or a switching switching circuit) for receiving a DC voltage by converting the first and second polarities (+, -) may be further configured.

인버터(500)의 제1 및 제2 극성(+,-) 단자 간에는 제1 및 제4 스위칭 소자(S1,S4)가 직렬 연결되며, 제1 및 제4 스위칭 소자(S1,S4)와는 병렬 구조로 제2 및 제5 스위칭 소자(S1,S4)가 직렬로 연결된다. 또한, 제2 및 제5 스위칭 소자(S1,S4)와는 병렬 구조로 제3 및 제6 스위칭 소자(S3,S6)가 직렬로 연결된다. 인버터(500)의 구조는 도 2 및 3에 도시된 구조로 한정되지 않으며, 인버터(500)의 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6)는 그 직/병렬 조합 구조에 따라 다양한 구조의 브리지 회로 형태로 구성될 수 있다. The first and fourth switching elements S1 and S4 are connected in series between the first and second polarity (+, -) terminals of the inverter 500, and have a parallel structure with the first and fourth switching elements S1 and S4. The second and fifth switching elements S1 and S4 are connected in series. In addition, in a parallel structure with the second and fifth switching elements S1 and S4, the third and sixth switching elements S3 and S6 are connected in series. The structure of the inverter 500 is not limited to the structure shown in FIGS. 2 and 3 , and the first to sixth switching elements S1 to S6 of the inverter 500 may have various structures according to their series/parallel combination structure. It may be configured in the form of a circuit.

인버터(500) 입력단의 제1 및 제2 극성(+,-) 변화와 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6) 각각의 온/오프 스위칭 제어 모드에 의해, 인버터(500)에서 출력되는 교류 전류량과 전류 흐름 방향은 정방향 또는 역방향으로 변환될 수도 있다. AC output from the inverter 500 by changing the first and second polarities (+, -) of the inverter 500 input terminal and the on/off switching control mode of each of the first to sixth switching elements S1 to S6 The amount of current and the direction of current flow may be converted into forward or reverse directions.

인버터 제어부(510)는 마이컴(520)으로부터의 스위칭 제어신호에 따라 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6) 각각의 턴-온/오프 동작을 제어하기 위한 PWM 신호들의 듀티비를 가변시켜 생성한다. 그리고, 듀티비가 가변된 각각의 PWM 신호들을 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6)로 각각 공급해서 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6)가 온/오프 스위칭 모드로 동작되도록 제어한다. The inverter control unit 510 is generated by varying the duty ratio of PWM signals for controlling the turn-on/off operation of each of the first to sixth switching elements S1 to S6 according to the switching control signal from the microcomputer 520 . do. Then, each PWM signal having a variable duty ratio is supplied to the first to sixth switching elements S1 to S6 to control the first to sixth switching elements S1 to S6 to operate in an on/off switching mode. .

부하 기기(600)로는 압축기나 전동기 등 다양한 전력기기들이 적용될 수 있지만, 이하에서는 3상 입력 전압(iu,iv,iw)에 의해 회전 동력을 방생시키는 전동기가 적용된 예로 설명하기로 한다. 일반적으로, 전동기는 회전 동력을 발생시키기 위해, 3상의 전압(iu,iv,iw) 입력단에 제1 내지 제3 리액터(L1,L2,L3)와 제1 내지 제3 저항 소자(R1,R2,R3) 등의 저항체들이 각각 포함되도록 구성된다. 따라서, 전동기에는 3상 전압(iu,iv,iw) 입력을 입력받는 저항체들에 의해 소정의 임피던스를 갖는 중성점(NP)이 형성된다. As the load device 600 , various power devices such as a compressor or an electric motor may be applied. Hereinafter, an example in which an electric motor that generates rotational power by three-phase input voltages iu, iv, iw is applied will be described. In general, in order to generate rotational power, an electric motor includes first to third reactors L1, L2, L3 and first to third resistance elements R1, R2, R3) is configured to include resistors, etc., respectively. Accordingly, the neutral point NP having a predetermined impedance is formed in the motor by resistors receiving three-phase voltage (iu, iv, iw) input.

구동전압 검출 회로부(700)는 부하 기기(600) 측 중성점(NP)의 임피던스와 동일한 임피던스를 갖도록 형성되는 다른 임의의 중성점(이하, 부하 대칭 중성점) 전압의 크기와 부하 기기(600)로 공급되는 전압 크기를 검출해서 실시간으로 부하 기기(600)의 구동 전압 크기를 산출한다. The driving voltage detection circuit unit 700 is configured to have the same impedance as the impedance of the neutral point NP on the side of the load device 600 and the magnitude of the voltage of any other neutral point (hereinafter, the load symmetrical neutral point) voltage and is supplied to the load device 600 . By detecting the voltage level, the driving voltage level of the load device 600 is calculated in real time.

구체적으로, 구동전압 검출 회로부(700)는 부하 기기(600)로 입력되는 3상 전압(iu,iv,iw)에 의해 형성된 중성점(NP)의 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 중성점 형성 회로를 구축하고, 부하 기기(600) 측 중성점(NP)의 임피던스와 동일한 임피던스로 이루어진 부하 대칭 중성점의 전압 크기를 검출한다. 그리고, 부하 기기(600)로 입력되는 3상 전압(iu,iv,iw)의 크기를 각각 검출한 후, 중성점(NP)의 전압 대비 부하 기기(600)로 입력되는 3상 전압(iu,iv,iw)의 차 전압 크기를 각각 검출한다. 중성점(NP) 전압 대비 3상 전압(iu,iv,iw)의 차 전압 합산 값은 부하 기기(600)의 구동 전압 값이 될 수 있다. 이에, 구동전압 검출 회로부(700)는 중성점(NP)의 전압 대비 3상 전압(iu,iv,iw)의 차 전압 크기를 검출하고 검출된 3상 전압(iu,iv,iw)의 차 전압들을 마이컴(520)으로 전송된다. Specifically, the driving voltage detection circuit unit 700 constructs a neutral point forming circuit having the same impedance as that of the neutral point (NP) formed by the three-phase voltage (iu, iv, iw) input to the load device 600, The voltage level of the neutral point of the load symmetrical having the same impedance as that of the neutral point NP of the load device 600 is detected. Then, after detecting the magnitudes of the three-phase voltages (iu, iv, iw) input to the load device 600 , respectively, the three-phase voltages (iu, iv) input to the load device 600 compared to the voltage of the neutral point (NP) , iw) are detected respectively. The sum of the difference voltages of the three-phase voltages iu, iv, and iw compared to the neutral point (NP) voltage may be the driving voltage value of the load device 600 . Accordingly, the driving voltage detection circuit unit 700 detects the difference voltage level of the three-phase voltage (iu, iv, iw) compared to the voltage of the neutral point (NP) and calculates the difference voltages of the detected three-phase voltage (iu, iv, iw). It is transmitted to the microcomputer 520 .

마이컴(520)은 구동전압 검출 회로부(700)로부터 검출된 3상 전압(iu,iv,iw)의 차 전압들과 부하 기기(600)의 저항값 정보(RData)를 전류량 산출식으로 연산해서 부하 기기(600)의 소비 전류량을 산출한다. 부하 기기(600)의 저항값 정보(RData)는 마이컴(520)의 메모리나 데이터 베이스에 미리 설정 및 저장되어 있기 때문에, 부하 기기(600)의 구동 전압 값이 실시간으로 정확하게 검출되면 전류량 산출식으로 연산해서 부하 기기(600)의 구동 전류량을 실시간으로 산출할 수 있다. The microcomputer 520 calculates the difference voltages of the three-phase voltages (iu, iv, iw) detected from the driving voltage detection circuit unit 700 and the resistance value information RData of the load device 600 using a current calculation formula to load the load. The current consumption of the device 600 is calculated. Since the resistance value information RData of the load device 600 is preset and stored in the memory or database of the microcomputer 520 , when the driving voltage value of the load device 600 is accurately detected in real time, the current amount calculation formula is used. By the calculation, the amount of driving current of the load device 600 may be calculated in real time.

마이컴(520)은 부하 기기(600)의 구동 전류량이 산출되면, 부하 기기(600)의 저항값, 구동 전류량 및 구동 전압 크기 등에 따른 전력 특성에 알맞게 직류 전류 공급부(300)에서 인버터(500)로 전송되는 직류 전압 크기와 전류량 등을 가변시키도록 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 직류 전압의 크기나 전류량을 가변시킬 수 있도록 생성된 스위칭 신호를 직류 전류 제어부(310)로 공급함으로써, 인버터(500)로 입력되는 직류 전압의 크기나 전류량이 가변되도록 할 수 제어할 수 있다. When the amount of driving current of the load device 600 is calculated, the microcomputer 520 sends the inverter 500 from the DC current supply unit 300 to suit the power characteristics according to the resistance value, the amount of driving current and the magnitude of the driving voltage of the load device 600 . A switching signal may be generated to vary the amount of the transmitted DC voltage and the amount of current. In addition, by supplying the switching signal generated to be able to vary the magnitude or amount of DC voltage to the DC current controller 310, the magnitude or amount of DC voltage input to the inverter 500 can be varied and controlled. .

또한, 마이컴(520)은 부하 기기(600)의 구동 전류량과 구동 전압 크기 등에 따른 전력 특성에 따라 인버터(500)의 구동 타이밍 제어를 위한 듀티 비 정보를 가변시켜서 스위칭 제어신호를 생성하고, 이를 인버터 제어부(510)로 공급할 수 있다. In addition, the microcomputer 520 generates a switching control signal by varying the duty ratio information for controlling the driving timing of the inverter 500 according to the power characteristics according to the driving current amount and the driving voltage size of the load device 600 , and uses the inverter 500 . It may be supplied to the control unit 510 .

이에, 인버터 제어부(510)는 인버터(500)에 구성된 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6)를 스위칭시키기 위한 PWM 신호들의 듀티 비를 스위칭 제어신호에 의해 설정된 비율로 가변시켜서 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6)로 공급할 수 있다. 따라서, 마이컴(520)은 듀티 비율을 가변시킨 스위칭 제어신호를 생성해서 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6) 각각의 온/오프 듀티 비를 부하 기기(600)의 소비 전력 특성이나 구동 전류량 등에 따라 미리 설정된 비율로 가변시킬 수 있다. Accordingly, the inverter control unit 510 varies the duty ratio of the PWM signals for switching the first to sixth switching elements S1 to S6 configured in the inverter 500 at a ratio set by the switching control signal to change the first to sixth switching elements. It can be supplied to 6 switching elements (S1 to S6). Accordingly, the microcomputer 520 generates a switching control signal in which the duty ratio is varied and sets the on/off duty ratio of each of the first to sixth switching elements S1 to S6 as the power consumption characteristics or the amount of driving current of the load device 600 . It can be changed at a preset ratio according to the like.

한편, 인버터 제어부(510)는 제1 내지 제6 스위칭 소자(S1 내지 S6)를 스위칭시키기 위한 PWM 신호들의 듀티 비를 일정하게 고정시키고, 직류 전류 제어부(310)로부터 인버터(500)로 전송되는 직류 전압의 크기나 전류량 및 스위칭 주파수 등에 따라 출력 전압과 전류량 등이 가변되도록 할 수도 있다. On the other hand, the inverter control unit 510 constantly fixes the duty ratio of the PWM signals for switching the first to sixth switching elements S1 to S6 , and direct current transmitted from the DC current control unit 310 to the inverter 500 . The output voltage and the amount of current may be varied according to the magnitude of the voltage, the amount of current, and the switching frequency.

도 3은 도 2에 도시된 인버터와 부하 기기 간에 구성된 구동전압 검출 회로부의 회로도이다. 그리고, 도 4는 부하 기기로 입력되는 정격 전원의 전압 및 부하 기기의 중성점 전압 검출 포인트를 각각 나타낸 회로도이다. 3 is a circuit diagram of a driving voltage detection circuit configured between the inverter and the load device shown in FIG. 2 . And, FIG. 4 is a circuit diagram showing the voltage of the rated power input to the load device and the neutral point voltage detection point of the load device, respectively.

도 3 및 도 4를 참조하면, 구동전압 검출 회로부(700)는 부하 대칭 중성점(SNP)을 형성하는 중성점 검출 회로, 제1 내지 제3 연산 증폭 회로(OP1 내지 OP3), 및 제1 내지 제3 연산 증폭 회로(OP1 내지 OP3)에 각각 연결된 제1 내지 제4 안정화 소자(SR1 내지 SR4) 등을 포함한다. 3 and 4 , the driving voltage detection circuit unit 700 includes a neutral point detection circuit forming a load symmetric neutral point SNP, first to third operational amplifier circuits OP1 to OP3, and first to third and first to fourth stabilization elements SR1 to SR4 respectively connected to the operational amplifier circuits OP1 to OP3, and the like.

구체적으로, 중성점 검출 회로는 부하 기기(600)의 3상 전압 입력단(iu,iv,iw)에 병렬 구조로 연결되어, 부하 기기(600)의 중성점(NP) 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 부하 대칭 중성점(SNP)을 형성한다. Specifically, the neutral point detection circuit is connected to the three-phase voltage input terminals (iu, iv, iw) of the load device 600 in a parallel structure, and a load symmetrical neutral point having the same impedance as the neutral point (NP) impedance of the load device 600 . (SNP) is formed.

중성점 검출 회로는 부하 기기(600)의 1상 전압 입력단(iu)과는 병렬 구조로 구성되면서도 서로 직렬 연결된 제1 및 제2 커패시터(C1,C2), 및 부하 기기(600)의 2상 전압 입력단(iv)과 제1 및 제2 커패시터(C1,C2)와는 병렬 구조로 구성되면서도 서로 직렬로 연결된 제3 및 제4 커패시터(C3,C4)를 포함한다. The neutral point detection circuit is configured in a parallel structure with the one-phase voltage input terminal iu of the load device 600 , while first and second capacitors C1 and C2 are connected in series with each other, and the two-phase voltage input terminal of the load device 600 . (iv) and the first and second capacitors C1 and C2 have a parallel structure and include third and fourth capacitors C3 and C4 connected in series with each other.

또한, 중성점 검출 회로는 부하 기기(600)의 3상 전압 입력단(iw)과 제3 및 제4 커패시터(C3,C4)와는 병렬 구조로 구성되면서도 서로 직렬 연결된 제5 및 제6 커패시터(C5,C6)를 포함함으로써, 부하 기기(600)의 중성점(NP) 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 부하 대칭 중성점(SNP)을 형성한다. In addition, the neutral point detection circuit is configured in a parallel structure with the three-phase voltage input terminal iw of the load device 600 and the third and fourth capacitors C3 and C4, and the fifth and sixth capacitors C5 and C6 connected in series with each other. ) to form a load symmetric neutral point (SNP) having the same impedance as the neutral point (NP) impedance of the load device 600 .

제1 내지 제6 커패시터(C1 내지 C6) 각각의 용량은 직류 전류 공급부(300)와 인버터(500)의 출력 전압과 전류량 범위에 따라 미리 설정될 수 있다. 직류 전류 공급부(300)와 인버터(500)의 출력 전압과 전류량 범위에 따라 부하 기기(600)의 구동 전압 및 전류량 범위가 설정되기 때문이다. 이에, 제1 내지 제6 커패시터(C1 내지 C6) 각각의 용량은 직류 전류 공급부(300)와 인버터(500)의 출력 전압과 전류량 마진을 포함하는 크기로 설정됨이 바람직하다. The capacity of each of the first to sixth capacitors C1 to C6 may be preset according to the output voltage and current range of the DC current supply unit 300 and the inverter 500 . This is because the driving voltage and current range of the load device 600 are set according to the output voltage and current range of the DC current supply unit 300 and the inverter 500 . Accordingly, the capacity of each of the first to sixth capacitors C1 to C6 is preferably set to a size including the output voltage and current amount margin of the DC current supply unit 300 and the inverter 500 .

제1 연산 증폭 회로(OP1)는 부하 대칭 중성점(SNP)의 전압과 부하 기기(600)의 1상 전압 입력단(iu)으로 전송되는 전압의 차 전압을 검출하고, 1상 전압 입력단(iu)에 대한 차 전압을 마이컴(520)으로 전송한다. The first operational amplifier circuit (OP1) detects a voltage difference between the voltage of the load symmetric neutral point (SNP) and the voltage transmitted to the one-phase voltage input terminal (iu) of the load device 600, and to the one-phase voltage input terminal (iu) The difference voltage is transmitted to the microcomputer 520 .

제2 연산 증폭 회로(OP2)는 부하 대칭 중성점(SNP)의 전압과 부하 기기(600)의 2상 전압 입력단(iv)으로 전송되는 전압의 차 전압을 검출하고, 2상 전압 입력단(iv)에 대한 차 전압을 마이컴(520)으로 전송한다. The second operational amplifier circuit OP2 detects the difference voltage between the voltage of the load symmetric neutral point SNP and the voltage transmitted to the two-phase voltage input terminal iv of the load device 600, and is applied to the two-phase voltage input terminal iv. The difference voltage is transmitted to the microcomputer 520 .

제3 연산 증폭 회로(OP3)는 부하 대칭 중성점(SNP)의 전압과 부하 기기(600)의 3상 전압 입력단(iw)으로 전송되는 전압의 차 전압을 검출하고, 3상 전압 입력단(iw)에 대한 차 전압을 마이컴(520)으로 전송한다. The third operational amplifier circuit (OP3) detects the difference voltage between the voltage of the load symmetric neutral point (SNP) and the voltage transmitted to the three-phase voltage input terminal (iw) of the load device 600, and to the three-phase voltage input terminal (iw) The difference voltage is transmitted to the microcomputer 520 .

이에, 마이컴(520)은 제1 내지 제3 연산 증폭 회로(OP1 내지 OP3)를 통해 입력된 3상 전압 입력단(iu,iv,iw) 각각에 대한 구동 전압 값과 부하 기기(600)의 저항값 정보(RData)를 하기의 전류량 산출 수학식 1로 연산해서 3상 전압 입력단(iu,iv,iw)의 전류량을 산출한다. 그리고, 3상 전압 입력단(iu,iv,iw)의 전류량을 합산하여 부하 기기(600)의 소비 전류량을 산출할 수 있다. Accordingly, the microcomputer 520 sets the driving voltage value for each of the three-phase voltage input terminals iu, iv, and iw input through the first to third operational amplifier circuits OP1 to OP3 and the resistance value of the load device 600 . The current amount of the three-phase voltage input terminals (iu, iv, iw) is calculated by calculating the information RData by the following current amount calculation Equation (1). Then, the current consumption of the load device 600 may be calculated by summing the currents of the three-phase voltage input terminals iu, iv, and iw.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Iu는 1상 전압 입력단(iu)의 전류량이고, Iv는 2상 전압 입력단(iv)의 전류량이며. Iw는 3상 전압 입력단(iw)의 전류량이다. 그리고, Vu는 1상 전압 입력단(iu)을 통해 검출된 차 전압이고, Vv는 2상 전압 입력단(iv)을 통해 검출된 차 전압이며. Vw는 3상 전압 입력단(iw)을 통해 검출된 차 전압이다. R1, R2, R3은 부하 기기(600)에 구성된 제1 내지 제3 저항체의 저항값으로서 마이컴(520)에 미리 설정 미 저장된 정보이다. Here, Iu is the amount of current of the one-phase voltage input terminal (iu), and Iv is the amount of current of the two-phase voltage input terminal (iv). Iw is the amount of current of the three-phase voltage input terminal (iw). And, Vu is the differential voltage detected through the 1-phase voltage input terminal (iu), and Vv is the differential voltage detected through the 2-phase voltage input terminal (iv). Vw is the difference voltage detected through the three-phase voltage input terminal (iw). R1 , R2 , and R3 are resistance values of the first to third resistors configured in the load device 600 , and are information not preset and stored in the microcomputer 520 .

이에, 마이컴(520)은 상기의 수학식 1을 이용해 연산해서, 3상 전압 입력단(iu,iv,iw)의 전류량을 각각 산출한 후, 3상 전압 입력단(iu,iv,iw)의 전류량을 합산하여 부하 기기(600)의 소비 전류량을 산출할 수 있다. 그리고, 마이컴(520)은 부하 기기(600)의 저항값, 구동 전류량 및 구동 전압 크기 등에 따른 전력 특성에 따라 직류 전류 공급부(300)에서 인버터(500)로 전송되는 직류 전압의 크기나 전류량을 가변시킬 수 있다. Accordingly, the microcomputer 520 calculates the amount of current of the three-phase voltage input terminals (iu, iv, iw) by calculating using Equation 1 above, and then calculates the amount of current of the three-phase voltage input terminals (iu, iv, iw). By summing, the current consumption of the load device 600 may be calculated. In addition, the microcomputer 520 varies the magnitude or amount of DC voltage transmitted from the DC current supply unit 300 to the inverter 500 according to the power characteristics according to the resistance value, the amount of driving current and the magnitude of the driving voltage of the load device 600 . can do it

반면, 부하 기기(600)의 구동 전류량과 구동 전압 크기 등에 따른 전력 특성에 따라 인버터(500)에서 출력되는 전류량 및 스위칭 주파수를 가변시킬 수도 있다. On the other hand, the amount of current output from the inverter 500 and the switching frequency may be varied according to the power characteristics according to the amount of driving current and the magnitude of the driving voltage of the load device 600 .

도 5는 부하 기기로 입력되는 구동전압 및 부하 기기의 중성점 전압 값 검출 파형을 나타낸 파형도이다. 5 is a waveform diagram illustrating a driving voltage input to a load device and a waveform for detecting a neutral point voltage value of the load device.

도 4와 함께 도 5를 참조하면, 마이컴(520)은 인버터(500)의 저전위 노드(또는 고전위 노드나 출력단)에 연결된 제1 접속 단자(PA)를 통해 인버터(500)의 출력 전압이나 부하 기기(600)로 인가되는 전압을 실시간으로 확인할 수 있다. 인버터(500)의 3상 전압(iu,iv,iw) 출력단이나 저전위의 제1 접속 단자(PA)를 통해서 검출되는 전압(PA(v)) 및 전류는 인버터(500)의 스위칭 동작에 의해 스위칭되어 턴-온 타이밍에 검출될 수 있다. Referring to FIG. 5 together with FIG. 4 , the microcomputer 520 is the output voltage or output voltage of the inverter 500 through the first connection terminal PA connected to the low potential node (or high potential node or output terminal) of the inverter 500 The voltage applied to the load device 600 may be checked in real time. The voltage PA(v) and the current detected through the three-phase voltage (iu, iv, iw) output terminal of the inverter 500 or the low potential first connection terminal PA are generated by the switching operation of the inverter 500 . It can be switched and detected at turn-on timing.

한편으로, 구동전압 검출 회로부(700)는 인버터(500)에서 출력되는 3상 전압(iu,iv,iw) 출력단(PB)에 부하 기기(600)와는 병렬로 연결되어, 3상 전압(iu,iv,iw)을 동시에 입력받게 된다. 이에, 구동전압 검출 회로부(700)의 제1 내지 제3 연산 증폭 회로(OP1 내지 OP3)는 인버터(500)에서 출력되는 3상 전압(iu,iv,iw)을 검출해서 부하 기기(600)의 구동 전압을 검출할 수 있다. On the other hand, the driving voltage detection circuit unit 700 is connected in parallel with the load device 600 to the three-phase voltage (iu, iv, iw) output terminal PB output from the inverter 500, the three-phase voltage (iu, iv and iw) are inputted simultaneously. Accordingly, the first to third operational amplifier circuits OP1 to OP3 of the driving voltage detection circuit unit 700 detect the three-phase voltages iu, iv, iw output from the inverter 500 to control the load device 600 . The driving voltage can be detected.

이에 따라, 제1 내지 제3 연산 증폭 회로(OP1 내지 OP3)는 중성점 검출 회로에 형성된 부하 대칭 중성점(SNP)의 전압 크기와 부하 기기(600)로 입력되는 3상 전압(iu,iv,iw)의 차 전압들을 모두 검출할 수 있으며, 마이컴(520)은 3상 전압(iu,iv,iw)의 차 전압들을 모두 합산해서 부하 기기(600)의 구동 전압을 확인할 수도 있다. Accordingly, the first to third operational amplifier circuits OP1 to OP3 have the voltage magnitude of the load symmetric neutral point SNP formed in the neutral point detection circuit and the three-phase voltage (iu, iv, iw) input to the load device 600 . may detect all of the differential voltages of , and the microcomputer 520 may check the driving voltage of the load device 600 by summing all the differential voltages of the three-phase voltages iu, iv, and iw.

이상, 상술한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 전력 변환 장치는 부하 기기(600) 측의 임피던스와 동일한 임피던스로 이루어진 부하 대칭 중성점(SNP)의 전압과 부하 기기(600)로 공급되는 구동 전압(Vu,Vv,Vw)을 검출해서 해당 부하 기기의 소비 전류량(Iu,Iv,Iw)을 정확하게 산출할 수 있다. 이에, 부하 기기(600)의 소비 전류량을 측정하기 위한 비용과 인력 소모를 줄일 수 있다. As described above, by the configuration as described above, the power conversion device according to an embodiment of the present invention supplies the voltage of the load symmetrical neutral point (SNP) having the same impedance as the impedance of the load device 600 and the load device 600 . It is possible to accurately calculate the current consumption (Iu, Iv, Iw) of the load device by detecting the driving voltages (Vu, Vv, Vw). Accordingly, it is possible to reduce the cost and manpower consumption for measuring the current consumption of the load device 600 .

또한, 본 발명의 전력 변환 장치는 별도의 전류 측정 장치를 이용하지 않고, 전력 변환 장치에 내장된 구동전압 검출 회로부(700)를 이용해서 부하 기기(600)에 대한 구동 전압과 소비 전류량을 정확하게 산출할 수 있다. 특히, 캡리스 구조의 전력 변환 장치 적용시에도 별도의 전류 측정 장비를 이용하지 않아도 되기 때문에 캡리스 구조의 전력 변환 장치에 대한 이용 효율을 높일 수 있다. In addition, the power conversion device of the present invention does not use a separate current measuring device, but accurately calculates the driving voltage and current consumption for the load device 600 by using the driving voltage detection circuit unit 700 built in the power conversion device. can do. In particular, since it is not necessary to use a separate current measuring device even when the power conversion device of the capless structure is applied, it is possible to increase the efficiency of use of the power conversion device of the capless structure.

또한, 본 발명에서는 부하 기기(600)가 교체 또는 변경되더라도 전력 변환 장치에 내장된 저항값 검출 회로를 이용해서 실시간으로 변경된 부하 기기(600)에 대한 저항값을 검출할 수 있다. 그리고, 마이컴에서 해당 부하 기기(600)의 소비 전력 특성에 알맞게 직류 전류를 공급하는 컨버터와 인버터 등을 효율적으로 제어할 수 있다. 이에, 부하 기기(600)들을 용이하게 교체하거나 변경해서 이용할 수 있으며, 전력 변환 장치의 이용 효율 증대로 인해 가격 경쟁력을 높일 수 있다. Also, in the present invention, even when the load device 600 is replaced or changed, the changed resistance value of the load device 600 may be detected in real time using a resistance value detection circuit built into the power conversion device. In addition, the microcomputer can efficiently control a converter, an inverter, etc. that supply a DC current to suit the power consumption characteristics of the load device 600 . Accordingly, the load devices 600 can be easily replaced or changed to be used, and price competitiveness can be improved due to an increase in the use efficiency of the power conversion device.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely an example, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 전원 입력단
200: 필터부
300: 직류 전류 공급부
310: 직류 전류 제어부
400: 안정화 캐패시터
500: 인버터
510: 인버터 제어부
520: 마이컴
600: 부하 기기
700: 구동전압 검출 회로부 100: power input
200: filter unit
300: DC current supply
310: direct current controller
400: stabilization capacitor
500: inverter
510: inverter control unit
520: microcomputer
600: load device
700: driving voltage detection circuit unit

Claims (13)

외부로부터의 직류 전류를 스위칭시킴으로써 교류 전류로 변환해서 부하 기기로 전송하는 인버터;
상기 인버터의 제1 및 제2 극성 간에 구성되어 직류 전류를 충전 및 방전시키는 안정화 캐패시터;
상기 부하 기기의 중성점 임피던스와 동일한 임피던스를 갖도록 부하 대칭 중성점을 형성하고 상기 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기로 전송되는 전압 크기를 검출해서 상기 부하 기기의 구동 전압 크기를 산출하는 구동전압 검출 회로부; 및
상기 부하 기기의 구동 전압과 상기 부하 기기에 대한 저항값 정보를 전류량 산출식으로 연산함으로써 상기 부하 기기의 소비 전류량을 산출하는 마이컴을 포함하는,
전력 변환 장치.
an inverter that converts an AC current by switching an external DC current and transmits it to a load device;
a stabilizing capacitor configured between the first and second polarities of the inverter to charge and discharge a direct current;
a driving voltage detection circuit unit for forming a load symmetric neutral point to have the same impedance as the neutral point impedance of the load device and calculating the driving voltage magnitude of the load device by detecting the voltage of the load symmetric neutral point and the voltage level transmitted to the load device; and
and a microcomputer that calculates the amount of current consumption of the load device by calculating the driving voltage of the load device and the resistance value information for the load device in a current amount calculation formula,
power converter.
 제 1 항에 있어서,
외부로부터 입력되는 입력 전압을 승압 또는 변압해서 상기 안정화 캐패시터 및 상기 인버터의 입력단으로 전송하는 직류 전류 공급부;
상기 마이컴의 제어에 따라 리플 발생용 스위칭 신호나 교류 파형의 리플 발생 전류를 직류 전류 공급부로 공급함으로써, 상기 직류 전류 공급부를 통해 상기 인버터로 전송되는 직류 전압 크기, 전류량, 전류 피크치, 전류 공급 주파수 중 적어도 하나의 값을 가변시키는 직류 전류 제어부; 및
상기 마이컴으로부터의 스위칭 제어 신호에 따라 상기 인버터에 구성된 복수의 스위칭 소자 각각의 턴-온/오프 동작을 제어하기 위한 PWM 신호들을 가변시켜 생성 및 공급하는 인버터 제어부를 포함하는,
전력 변환 장치.
The method of claim 1,
a DC current supply unit that boosts or transforms an input voltage input from the outside and transmits it to an input terminal of the stabilization capacitor and the inverter;
By supplying a switching signal for generating a ripple or a ripple generating current of an AC waveform to the DC current supply unit under the control of the microcomputer, the DC voltage magnitude, current amount, current peak value, and current supply frequency transmitted to the inverter through the DC current supply unit a direct current controller for varying at least one value; and
Including an inverter control unit for generating and supplying by varying PWM signals for controlling the turn-on/off operation of each of the plurality of switching elements configured in the inverter according to the switching control signal from the microcomputer,
power converter.
 제 1 항에 있어서,
상기 구동전압 검출 회로부는
상기 부하 기기로 입력되는 3상 전압에 의해 형성된 상기 부하 기기의 중성점의 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 부하 대칭 중성점을 형성하고,
상기 부하 대칭 중성점의 전압 크기와 상기 3상의 전압 각각의 크기를 검출하며,
상기 부하 대칭 중성점의 전압 대비 상기 3상 전압 각각에 대한 차 전압을 모두 산출해서 상기 마이컴으로 전송하는,
전력 변환 장치.
The method of claim 1,
The driving voltage detection circuit unit
Forming a load symmetrical neutral point having the same impedance as that of the neutral point of the load device formed by the three-phase voltage input to the load device,
detecting the voltage level of the load symmetric neutral point and the voltage level of each of the three phases,
Calculating all the difference voltages for each of the three-phase voltages compared to the voltage of the load symmetric neutral point and transmitting them to the microcomputer,
power converter.
 제 1 항에 있어서,
상기 구동전압 검출 회로부는
상기 부하 기기의 3상 전압 입력단에 병렬 구조로 구성되어 상기 부하 기기의 중성점 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 부하 대칭 중성점을 형성하는 중성점 검출 회로;
상기 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기의 1상 전압 입력단으로 전송되는 전압의 차 전압을 검출하고, 상기 1상 전압 입력단에 대한 차 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 제1 연산 증폭 회로;
상기 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기의 2상 전압 입력단으로 전송되는 전압의 차 전압을 검출하고, 상기 2상 전압 입력단에 대한 차 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 제2 연산 증폭 회로, 및
상기 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기의 3상 전압 입력단으로 전송되는 전압의 차 전압을 검출하고, 상기 3상 전압 입력단에 대한 차 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 제3 연산 증폭 회로를 포함하는,
전력 변환 장치.
The method of claim 1,
The driving voltage detection circuit unit
a neutral point detection circuit configured in parallel to the three-phase voltage input terminal of the load device to form a load symmetrical neutral point having the same impedance as the neutral point impedance of the load device;
a first operational amplifier circuit for detecting a voltage difference between the voltage of the load symmetrical neutral point and the voltage transmitted to the one-phase voltage input terminal of the load device and transmitting the voltage difference to the one-phase voltage input terminal to the microcomputer;
a second operational amplifier circuit that detects a voltage difference between the voltage of the load symmetric neutral point and the voltage transmitted to the two-phase voltage input terminal of the load device and transmits the difference voltage to the two-phase voltage input terminal to the microcomputer; and
A third operational amplifier circuit for detecting the difference voltage between the voltage of the load symmetric neutral point and the voltage transmitted to the three-phase voltage input terminal of the load device and transmitting the difference voltage to the three-phase voltage input terminal to the microcomputer,
power converter.
 제 4 항에 있어서,
상기 중성점 검출 회로는
상기 부하 기기의 1상 전압 입력단과는 병렬 구조로 구성되되 서로간에 직렬로 연결된 제1 및 제2 커패시터;
상기 부하 기기의 2상 전압 입력단과 상기 제1 및 제2 커패시터와는 병렬 구조로 구성되되 서로간에 직렬로 연결된 제3 및 제4 커패시터; 및
상기 부하 기기의 3상 전압 입력단과 상기 제3 및 제4 커패시터와는 병렬 구조로 구성되되 서로간에 직렬로 연결된 제5 및 제6 커패시터를 포함함으로써, 상기 부하 기기의 중성점 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 상기 부하 대칭 중성점을 형성하는,
전력 변환 장치.
5. The method of claim 4,
The neutral point detection circuit is
first and second capacitors configured in parallel with the one-phase voltage input terminal of the load device and connected in series with each other;
third and fourth capacitors configured in parallel with the two-phase voltage input terminal of the load device and the first and second capacitors and connected in series with each other; and
The three-phase voltage input terminal of the load device and the third and fourth capacitors have a parallel structure and include fifth and sixth capacitors connected in series with each other, so that the load device has the same impedance as the neutral point impedance of the load device. to form a load symmetrical neutral,
power converter.
 제 4 항에 있어서,
상기 마이컴은
상기 제1 내지 제3 연산 증폭 회로를 통해 입력된 상기 3상 전압 입력단 각각에 대한 구동 전압 값과 상기 부하 기기의 저항값 정보를 미리 설정된 전류량 산출식으로 연산해서 상기 3상 전압 입력단 각각의 전류량을 산출하고,
상기 3상 전압 입력단 각각의 전류량을 합산하여 상기 부하 기기의 소비 전류량을 산출하는,
전력 변환 장치.
5. The method of claim 4,
The microcomputer
The driving voltage value for each of the three-phase voltage input terminals input through the first to third operational amplifier circuits and the resistance value information of the load device are calculated using a preset current amount calculation formula to calculate the current amount of each of the three-phase voltage input terminals calculate,
calculating the current consumption of the load device by summing the current amount of each of the three-phase voltage input terminals,
power converter.
 제 6 항에 있어서,
상기 마이컴은
상기 부하 기기의 저항값 정보, 소비 전류량 및 구동 전압 크기에 따라 미리 설정된 전력 특성에 기초하여 직류 전류 공급부에서 상기 인버터로 전송되는 직류 전압의 크기나 전류량을 가변시킬 수 있도록 직류 전류 제어부를 제어하거나,
상기 부하 기기의 저항값 정보, 상기 소비 전류량 및 구동 전압 크기에 따라 미리 설정된 전력 특성에 기초하여 미리 설정된 듀티 비를 가변시켜서 스위칭 제어신호를 생성해서 인버터 제어부를 제어하는,
전력 변환 장치.
7. The method of claim 6,
The microcomputer
Control the DC current controller to vary the magnitude or current amount of the DC voltage transmitted from the DC current supply unit to the inverter based on the power characteristics preset according to the resistance value information of the load device, the amount of current consumption and the size of the driving voltage,
Controlling the inverter control unit by generating a switching control signal by varying a preset duty ratio based on a preset power characteristic according to the resistance value information of the load device, the amount of current consumption and the magnitude of the driving voltage,
power converter.
 외부로부터의 직류 전류를 인버터로 스위칭시켜서 교류 전류로 변환하고 부하 기기로 전송하는 단계;
상기 인버터의 제1 및 제2 극성 간에 구성된 안정화 캐패시터를 이용해서 상기 직류 전류를 충전 및 방전시키는 단계;
상기 부하 기기의 중성점 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기로 전송되는 전압 크기를 검출해서 상기 부하 기기의 구동 전압 크기를 산출하는 단계; 및
상기 부하 기기의 구동 전압과 상기 부하 기기에 대한 저항값 정보를 전류량 산출식으로 연산함으로써 상기 부하 기기의 소비 전류량을 마이컴으로 산출하고, 상기 부하 기기의 구동 전압과 소비 전류량에 따라 상기 인버터의 구동을 제어하는 단계를 포함하는,
전력 변환 방법.
A method comprising: switching a DC current from the outside with an inverter to convert it into an AC current and transmitting it to a load device;
charging and discharging the DC current using a stabilizing capacitor configured between the first and second polarities of the inverter;
calculating a driving voltage level of the load device by detecting a voltage of a load symmetrical neutral point having the same impedance as the neutral point impedance of the load device and a voltage level transmitted to the load device; and
By calculating the driving voltage of the load device and the resistance value information for the load device in a current amount calculation formula, the microcomputer calculates the current consumption of the load device, and drives the inverter according to the driving voltage and current consumption of the load device comprising the step of controlling
power conversion method.
 제 8 항에 있어서,
외부로부터 입력되는 입력 전압을 직류 전류 공급부로 승압 또는 변압하고 상기 안정화 캐패시터 및 상기 인버터의 입력단으로 공급하는 단계;
상기 마이컴의 제어에 따라 리플 발생용 스위칭 신호나 교류 파형의 리플 발생 전류를 직류 전류 공급부로 공급함으로써, 상기 직류 전류 공급부를 통해 상기 인버터로 전송되는 직류 전압 크기, 전류량, 전류 피크치, 전류 공급 주파수 중 적어도 하나의 값을 가변시키는 단계; 및
상기 마이컴으로부터의 스위칭 제어 신호에 따라 상기 인버터에 구성된 복수의 스위칭 소자 각각의 턴-온/오프 동작을 제어하기 위한 PWM 신호들을 가변시켜 생성 및 공급하는 단계를 더 포함하는,
전력 변환 방법.
9. The method of claim 8,
boosting or transforming an input voltage input from the outside to a DC current supply unit and supplying it to an input terminal of the stabilization capacitor and the inverter;
By supplying a switching signal for generating a ripple or a ripple generating current of an AC waveform to the DC current supply unit under the control of the microcomputer, the DC voltage magnitude, current amount, current peak value, and current supply frequency transmitted to the inverter through the DC current supply unit varying at least one value; and
Further comprising the step of generating and supplying by varying the PWM signals for controlling the turn-on/off operation of each of the plurality of switching elements configured in the inverter according to the switching control signal from the microcomputer,
power conversion method.
 제 8 항에 있어서,
상기 부하 기기의 구동 전압 크기를 산출하는 단계는
상기 부하 기기로 입력되는 3상 전압에 의해 형성된 상기 부하 기기의 중성점의 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 부하 대칭 중성점을 형성하는 단계;
상기 부하 대칭 중성점의 전압 크기와 상기 3상의 전압 각각의 크기를 검출하는 단계; 및
상기 부하 대칭 중성점의 전압 대비 상기 3상 전압 각각에 대한 차 전압을 모두 산출해서 상기 마이컴으로 전송하는 단계를 포함하는,
전력 변환 방법.
9. The method of claim 8,
Calculating the driving voltage level of the load device includes:
forming a load symmetrical neutral point having the same impedance as that of the neutral point of the load device formed by the three-phase voltage input to the load device;
detecting the voltage level of the load symmetric neutral point and the voltage level of each of the three phases; and
Comprising the step of calculating all the difference voltages for each of the three-phase voltage compared to the voltage of the load symmetrical neutral point and transmitting it to the microcomputer,
power conversion method.
 제 8 항에 있어서,
상기 부하 기기의 구동 전압 크기를 산출하는 단계는
상기 부하 기기의 3상 전압 입력단에 병렬 구조로 구성된 중성점 검출 회로를 통해 상기 부하 기기의 중성점 임피던스와 동일한 임피던스를 갖는 부하 대칭 중성점을 형성하는 단계; 및
상기 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기의 1상 전압 입력단으로 전송되는 전압의 차 전압을 제1 연산 증폭 회로로 검출하고, 상기 1상 전압 입력단에 대한 차 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 단계;
상기 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기의 2상 전압 입력단으로 전송되는 전압의 차 전압을 제2 연산 증폭 회로로 검출하고, 상기 2상 전압 입력단에 대한 차 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 단계; 및
상기 부하 대칭 중성점의 전압과 상기 부하 기기의 3상 전압 입력단으로 전송되는 전압의 차 전압을 제3 연산 증폭 회로로 검출하고, 상기 3상 전압 입력단에 대한 차 전압을 상기 마이컴으로 전송하는 단계를 포함하는,
전력 변환 방법.
9. The method of claim 8,
Calculating the driving voltage level of the load device includes:
forming a load symmetrical neutral point having the same impedance as the neutral point impedance of the load device through a neutral point detection circuit configured in parallel to the three-phase voltage input terminal of the load device; and
detecting a difference voltage between the voltage of the load symmetric neutral point and the voltage transmitted to the 1-phase voltage input terminal of the load device with a first operational amplifier circuit, and transmitting the difference voltage to the 1-phase voltage input terminal to the microcomputer;
detecting a difference voltage between the voltage of the load symmetric neutral point and the voltage transmitted to the two-phase voltage input terminal of the load device with a second operational amplifier circuit, and transmitting the difference voltage to the two-phase voltage input terminal to the microcomputer; and
detecting a difference voltage between the voltage of the load symmetric neutral point and the voltage transmitted to the three-phase voltage input terminal of the load device with a third operational amplifier circuit, and transmitting the difference voltage to the three-phase voltage input terminal to the microcomputer doing,
power conversion method.
 제 11 항에 있어서,
상기 인버터의 구동을 제어하는 단계는
상기 제1 내지 제3 연산 증폭 회로를 통해 입력된 상기 3상 전압 입력단 각각에 대한 구동 전압 값과 상기 부하 기기의 저항값 정보를 미리 설정된 전류량 산출식으로 연산해서 상기 3상 전압 입력단 각각의 전류량을 산출하는 단계; 및
상기 3상 전압 입력단 각각의 전류량을 합산하여 상기 부하 기기의 소비 전류량을 산출하는 단계를 포함하는,
전력 변환 방법.
12. The method of claim 11,
The step of controlling the drive of the inverter is
The drive voltage value for each of the three-phase voltage input terminals input through the first to third operational amplifier circuits and the resistance value information of the load device are calculated using a preset current amount calculation formula to calculate the current amount of each of the three-phase voltage input terminals calculating; and
Comprising the step of calculating the amount of current consumption of the load device by summing the current amount of each of the three-phase voltage input terminal,
power conversion method.
 제 12 항에 있어서,
상기 인버터의 구동을 제어하는 단계는
상기 부하 기기의 저항값 정보, 소비 전류량 및 구동 전압 크기에 따라 미리 설정된 전력 특성에 기초하여 직류 전류 공급부에서 상기 인버터로 전송되는 직류 전압의 크기나 전류량을 가변시킬 수 있도록 직류 전류 제어부를 제어하는 단계; 및
상기 부하 기기의 저항값 정보, 상기 소비 전류량 및 구동 전압 크기에 따라 미리 설정된 전력 특성에 기초하여 미리 설정된 듀티 비를 가변시켜서 스위칭 제어신호를 생성해서 인버터 제어부를 제어하는 단계를 더 포함하는,
전력 변환 방법. 13. The method of claim 12,
The step of controlling the drive of the inverter is
controlling the DC current controller to vary the magnitude or amount of DC voltage transmitted from the DC current supply unit to the inverter based on power characteristics preset according to the resistance value information of the load device, the amount of current consumed and the magnitude of the driving voltage ; and
Controlling the inverter control unit by generating a switching control signal by varying a preset duty ratio based on a preset power characteristic according to the resistance value information of the load device, the amount of current consumption and the driving voltage magnitude,
power conversion method.
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