KR20220046636A - 전력 전자 컨버터 - Google Patents

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KR20220046636A
KR20220046636A KR1020227008130A KR20227008130A KR20220046636A KR 20220046636 A KR20220046636 A KR 20220046636A KR 1020227008130 A KR1020227008130 A KR 1020227008130A KR 20227008130 A KR20227008130 A KR 20227008130A KR 20220046636 A KR20220046636 A KR 20220046636A
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볼프강 베크
미하엘 노이도르프호퍼
게르트 슐라거
라크슈미 바라하 이예르
필립 코르타
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마그나 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

전력 전자 컨버터는 배터리와 같은 부하에 공급하기 위해 출력 버스에 DC 출력 전력을 공급한다. 전력 전자 컨버터는 80V 피크 대 피크의 리플을 DC 링크 전압에 제공하도록 구성된 DC 링크 커패시터를 포함한다. 전력 전자 컨버터는 또한 AC 전력을 변압기에 공급하기 위해 DC 링크 버스로부터의 전류를 선택적으로 전도하는 하나 이상의 스위치를 포함하는 DC/AC 컨버터를 갖는 DC/DC 스테이지를 포함한다. DC/AC 컨버터의 스위치는 열을 소산하기 위해 변압기 하우징과 열 접촉하는 절연 금속 기판에 장착된다. 제어기는 DC/AC 컨버터의 하나 이상의 스위치를 제어하고 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위칭 주파수를 변경한다.

Description

전력 전자 컨버터
관련 출원에 대한 상호 참조
본 PCT 국제 특허 출원은 2019년 8월 16일자로 출원된 "Power Electronic Converter"라는 명칭의 미국 가특허 출원 제62/887,836호의 이익 및 우선권을 주장하며, 그 전체 개시내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
전력 전자 컨버터는 고정 또는 가동 용례에서 전류의 유동을 조절하는 것을 비롯하여 수많은 실용적인 용례를 갖는다. 이러한 전력 전자 컨버터의 예는 교류(AC) 대 직류(DC) 컨버터(또는 줄여서 AC/DC 컨버터), DC 대 AC 컨버터(또는 줄여서 DC/AC 컨버터), 및 DC 대 DC 컨버터(또는 줄여서 DC/DC 컨버터)를 포함한다. 각각의 유형의 전력 전자 컨버터는 하나 이상의 전력 전자 스위치를 사용하여 입력 전력을 출력 전력으로 변환한다. 전력 전자 컨버터의 예시적인 용례는 전자 기기 또는 가전 제품용 전력 공급원, 모터 드라이브, 및 배터리 충전기를 포함한다.
본 개시내용은 DC 포지티브 노드 및 DC 네거티브 노드를 포함하고 이들 사이에 DC 링크 전압을 형성하는 DC 링크 버스를 포함하는 전력 전자 컨버터를 제공한다. DC 링크 전압은 주기적인 변동으로서 리플을 갖는다. 전력 전자 컨버터는 DC 링크 전압의 리플을 조절하기 위해 DC 포지티브 노드와 DC 네거티브 노드 사이에 연결된 DC 링크 커패시터를 포함한다. 전력 전자 컨버터는 또한 DC 링크 버스로부터의 전류를 선택적으로 전도하도록 구성된 스위치를 포함하는 스위칭 스테이지를 포함한다. 전력 전자 컨버터는 또한 스위치를 제어하고 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위치의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클 또는 위상 편이(phase shift) 중 적어도 하나를 변경하도록 구성된 제어기를 포함한다.
본 개시내용은 또한 전력 전자 컨버터를 작동시키는 방법을 제공한다. 방법은 DC 링크 버스로부터의 전류를 선택적으로 전도하여 DC 링크 버스로부터의 DC 전력을 변환하기 위해 스위치에 명령하는 단계; 및 DC 링크 버스 상의 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위치의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클 또는 위상 편이 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함한다.
본 개시내용은 또한 링크 버스로부터의 전류를 선택적으로 전도하도록 구성된 스위치를 포함하는 스위칭 스테이지를 포함하는 전력 전자 컨버터를 제공한다. 전력 전자 컨버터는 또한 스위칭 스테이지와 전기 통신하고 변압기 하우징을 갖는 변압기를 포함한다. 스위치는 스위치로부터 변압기 하우징으로 열을 전도하기 위해 변압기 하우징과 열 접촉하는 절연 금속 기판에 장착된다.
본 발명의 설계의 추가 세부사항, 특징 및 이점은 관련 도면을 참조하여 실시예에 대한 다음 설명에서 비롯된다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 개략적인 블록도를 도시하고;
도 2는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 DC/DC 스테이지의 작동을 예시하는 기능도를 도시하며;
도 3은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 측면도를 도시하고;
도 4는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 측면도를 도시하며;
도 5는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 다양한 부분의 온도를 보여주는 사시도를 도시하고;
도 6은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 다양한 부분의 온도를 보여주는 평면도를 도시하며;
도 7은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 다양한 부분의 온도를 보여주는 정면도를 도시하고;
도 8은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 다양한 부분의 온도를 보여주는 측면도를 도시하며;
도 9는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터의 작동 방법의 단계의 흐름도를 도시한다.
도면을 참조하여, 본 발명을 이하의 실시예의 관점에서 설명하기로 한다. DC 대 DC 컨버터 형태의 전력 전자 컨버터(10)의 예시적인 실시예가 제공된다. 그러나, 본 개시내용의 양태는 또한 AC 대 DC 컨버터 또는 DC 대 AC 컨버터 또는 AC 대 AC 컨버터와 같은 다른 유형의 전력 전자 컨버터 내에서 구현될 수 있다.
도 1은, 예를 들어 그리드 또는 유틸리티 라인 전력 공급원으로부터 AC 전류를 수신하기 위한, 예를 들어 배터리 또는 AC/DC 컨버터일 수 있는 DC 공급원(32)으로부터의 DC 전력을 사용하여 배터리와 같은 부하(30)에 공급하기 위한 출력 버스(28)에 DC 출력 전력을 제공하도록 구성된 전력 전자 컨버터(10)의 개략도를 도시한다. 부하(30)는, 예를 들어 배터리, DC 모터, 또는 DC 출력 전력을 출력 버스(28)의 DC 출력 전력과 상이한 전압을 갖는 AC 전력 또는 DC 전력과 같은 다른 형태로 변환하기 위한 다른 전력 컨버터와 같은 하나 이상의 상이한 디바이스를 포함할 수 있다.
여전히 도 1을 참조하면, DC 공급원(32)은 DC 링크 버스(34, 36)를 통해 DC 전력을 전력 전자 컨버터(10)에 공급한다. 구체적으로, DC 링크 버스(34, 36)는 DC 링크 전압(V DC_BUS )을 사이에 형성하는 DC 포지티브 노드(34)와 DC 네거티브 노드(36)를 포함한다. DC 링크 커패시터(38)는 DC 포지티브 노드(34)와 DC 네거티브 노드(36) 사이에 연결되어 DC 링크 전압(V DC_BUS )을 조절하고 안정화시킨다. 전력 전자 컨버터(10)는 또한 AC 전력을 변압기(44)에 공급하는 스위칭 스테이지(42)를 갖는 DC/DC 스테이지(40)를 포함한다. DC/DC 스테이지(40)는 또한 변압기(44)의 2차측으로부터의 AC 전력을 변환하여 DC 전력으로 출력 버스(28)를 여기시키도록 구성된 정류기(46)를 포함한다. 더 구체적으로, 스위칭 스테이지(42)는 DC 링크 버스(34, 36)로부터의 전류를 선택적으로 스위칭함으로써 AC 전력으로 제1 내부 버스(50)를 여기시킨다. 공진 탱크(52)는 제1 내부 버스(50)에 결합되고 제1 내부 버스(50)로부터의 AC 전압을 제2 내부 버스(54) 상의 상이한 AC 전압으로 변경한다. 일부 실시예에서, 공진 탱크(52)는 공진 커패시터와 직렬로 연결되고 스위칭 스테이지(42)에 결합된 공진 인덕터를 포함할 수 있는 인덕터-인덕터-커패시터(LLC) 구성을 갖는다.
변압기(44)는 제2 내부 버스(54)에 결합된 1차 권선(도시되지 않음) 및 제3 내부 버스(56)에 결합된 2차 권선(도시되지 않음)을 포함한다. 변압기(44)는 제2 내부 버스(54)와 제3 내부 버스(56) 사이의 AC 전압의 변화 및/또는 절연을 제공한다. 정류기(46)는 제3 내부 버스(56)에 결합되고 그로부터의 AC 전력을 출력 버스(28) 상의 DC 출력 전력으로 변환한다. 따라서, 제1 내부 버스(50)는 공진 탱크(52)와 변압기(44)의 조합에 의해 제3 내부 버스(56)에서 상이한 전압 레벨로 변환되는 AC 전력을 운반한다. 일부 실시예에서, 그리고 특히 DC/DC 스테이지(40)가 인덕터-인덕터-커패시터(LLC) 구성을 갖는 공진 탱크(52)를 포함하는 경우, 스위치(70)의 스위칭 주파수는 DC 링크 버스(34, 36) 상의 DC 링크 전압(V DC_BUS )의 리플에 응답하여 변경될 수 있다.
정류기(46)는 브리지 정류기로서 연결된 4개의 다이오드를 포함할 수 있다. 그러나, 정류기(46)는 동기 정류(synchronous rectification)(SR)라고도 명명될 수 있는 능동 정류를 제공하도록 구성된 단일 다이오드, 파동 정류기, 및/또는 하나 이상의 스위치와 같은 다른 구성을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, DC 링크 전압(V DC_BUS )은 주기적인 변동으로서 리플을 갖는다. 리플은 사인파일 수 있지만, 다른 파형 형상도 가능하다. 종래의 컨버터 설계에서는, 리플을 최소화하려고 했다. 그러나, 본 개시내용의 일부 실시예에서, DC 링크 전압(V DC_BUS )의 리플은 종래의 설계에서 보다 더 큰 진폭을 갖도록 허용된다. 일부 실시예에서, 예를 들어, DC 링크 전압(V DC_BUS )은 80V의 피크 대 피크 리플을 가질 수 있다. DC 링크 커패시터(38)의 크기는 DC 링크 전압(V DC_BUS )의 리플 진폭을 결정하는 데에 주요 인자이다. 본 개시내용의 일부 실시예에서, DC 링크 커패시터(38)는 80V의 피크 대 피크 리플을 제공하도록 100 μF의 값을 갖고, 여기서, 종래의 설계는 80V보다 실질적으로 작은 피크 대 피크 리플을 제공하도록 500 μF의 값을 가질 수 있다.
여전히 도 1을 참조하면, 전력 전자 컨버터(10)는 DC 링크 버스(34, 36)로부터의 DC 전력을 DC 링크 전압(V DC_BUS )과 상이한 출력 전압(V out )을 갖는 출력 DC 전력으로 변환하기 위해 DC 링크 버스(34, 36)로부터 전류를 선택적으로 전도하도록 구성된 하나 이상의 스위치(70)를 갖는 스위칭 스테이지(42)를 포함한다. 전력 전자 컨버터(10)는 또한 스위치(70)를 제어하고 DC 링크 전압(V DC_BUS )의 리플에 응답하여 스위치의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클 또는 위상 편이(phase shift) 중 적어도 하나를 변경하도록 구성된 제어기(84)를 포함한다. 더 구체적으로, 제어기(84)는 프로세서(86), 및 프로세서(86)가 DC 링크 전압(V DC_BUS )의 리플에 응답하여 DC 링크 버스(34, 36)로부터 전류를 선택적으로 전도하도록 스위치(70) 중 하나 이상에게 명령하게 하는 프로세서(86)에 의한 실행을 위한 명령(90)를 유지하는 기계 판독 가능 저장 메모리(88)를 포함한다. 프로세서(86)는 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 프로그래밍 가능한 게이트 어레이, 또는 주문형 집적 회로(ASIC) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 스위칭 스테이지(42)의 스위치(70)는 도시된 바와 같이 네거티브형 금속 산화물 반도체(NMOS) 유형의 전계 효과 트랜지스터(FET)일 수 있다. 그러나, 스위치(70) 중 하나 이상은 다른 유형의 FET, 접합 트랜지스터 또는 트라이액(triac)과 같은 상이한 유형의 디바이스일 수 있다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 DC/DC 스테이지(40)의 작동을 예시하는 기능도를 도시한다. 구체적으로, 도 2는 전압 오류 신호(V error )를 생성하기 위해 실제 출력 전압 신호(134)로부터 기준 전압(132)을 감산하도록 구성된 합산 블록(130)을 도시한다. 전압 오류 신호(V error )는 시간 경과에 따른 전압 오류 신호(V error )에 기초하여 LLC 스위칭 주파수를 생성하는 주파수 비례-적분(PI) 제어기(138)로 전송된다. 일부 실시예에서 제어기(84)는 전압 오류 신호(V error )에 기초하여 스위치(70)의 스위칭 주파수를 변경하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 제어기(84)는 공칭 주파수보다 적어도 40 kHz 높거나 낮게 스위치(70)의 스위칭 주파수를 변경하도록 구성된다. 예를 들어, LLC 스위칭 주파수는 210 kHz의 공칭 주파수를 가질 수 있고, LLC 스위칭 주파수는 170 kHz 내지 250 kHz 사이에서(즉, +/-40 kHz만큼) 변경될 수 있지만, 다른 주파수가 사용될 수 있다. LLC 스위칭 주파수는 펄스-폭 변조(PWM) 신호를 생성하는 LLC PWM 생성기(140)에 제공된다. 펄스-폭 변조(PWM) 신호는 50% 듀티 사이클 구형파로서 구성될 수 있다. 펄스-폭 변조(PWM) 신호는, 예를 들어 도 1을 참조하여 앞서 설명된 스위칭 스테이지(42)를 포함할 수 있는 1차 H-브리지에 제공된다. 펄스-폭 변조(PWM) 신호는 1차 H-브리지(142)에 제공된다. 펄스-폭 변조(PWM) 신호는 2차 H-브리지(144)에도 제공된다. DC/DC 스테이지(40)는 또한 출력 전압(V OUT )의 값을 주기적으로 샘플링하고 유지하여 실제 출력 전압 신호(134)를 생성하도록 구성될 수 있는 출력 전압 모니터(146)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터(10)의 측면도를 도시한다. 구체적으로, 도 3은 평탄한 평면에서 연장되고 변압기(44)를 포함하는 변압기 하우징(152)을 유지하는 인쇄 회로 보드와 같은 메인 보드(150)를 도시한다. 변압기 하우징(152)은 알루미늄과 같은 금속, 또는 다른 열 전도성 재료의 인클로저를 포함할 수 있다. DC/DC 스테이지(40)의 스위치(70)는 변압기 하우징(152)과 열 접촉하는 절연 금속 기판(IMS)(160)에 각각 장착된다. 예를 들어, 스위치(70) 중 하나 이상은 절연 금속 기판(160)에 솔더링될 수 있다. 따라서, 스위치(70)의 작동으로 인한 폐열은 IMS(160)를 통해 변압기 하우징(152)으로 전도될 수 있고, 이 변압기 하우징으로부터 열이 제거될 수 있다. 열은 변압기 하우징(152)과 열-전도 접촉하는 하나 이상의 히트 싱크에 의해 변압기 하우징(152)으로부터 추가로 소산될 수 있다.
일부 실시예에서, 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 절연 금속 기판(160)은 메인 보드(150)에 직교하는 변압기 하우징(152)의 측벽(162)에 배치된다. 이러한 구성은 메인 보드(150)와 절연 금속 기판(160) 상의 스위치(70) 사이의 배선 연결을 단순화함으로써, 조립체를 보다 콤팩트하게 만들 수 있다.
일부 실시예에서, 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 절연 금속 기판(160)은 메인 보드(150)와 평행하게 이격된 변압기 하우징(152)의 상부 부분(164) 상에 배치된다.
본 개시내용의 전력 전자 컨버터(10)는 유사한 전력 변환 용량을 갖는 종래의 컨버터보다 상당히 작거나 및/또는 더 가벼울 수 있다. 이러한 절감은 1) DC 링크 커패시터(38)의 크기를 감소하는 것 및 2) IMS(160)를 변압기 하우징(152)에 부착하는 것의 조합에 의해 실현될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 각각 일부 실시예에 따른 전력 전자 컨버터(10)의 상이한 도면을 도시한다. 구체적으로, 도 5 내지 도 8은 절연 금속 기판(160)에서 및/또는 그 근방에서 가장 뜨거운 영역(170)으로부터 메인 보드(150)에서 또는 그 근방에서 가장 차가운 영역까지의 상이한 온도를 예시한다. 도 5 내지 도 8은 스위치(70)가 질화갈륨(GaN) 디바이스인 150℃ 한계보다 훨씬 낮은 최대 온도가 스위치(70)(387K = 114℃)에서 발생하는 것을 도시한다.
전력 전자 컨버터를 작동시키는 방법(200)이 도 9의 흐름도에 도시되어 있다. 방법(200)은 단계(202)에서 DC 링크 전압(V DC_BUS )을 갖는 DC 링크 버스(34, 36)로부터의 전류를 선택적으로 전도하여 DC 링크 버스(34, 36)로부터의 DC 전력을 DC 링크 버스(34, 36) 상의 DC 링크 전압(V DC_BUS )과 상이한 출력 전압(V OUT )을 갖는 출력 DC 전력으로 변환하도록 스위치(70)에게 명령하는 단계를 포함한다.
방법(200)은 또한 단계(204)에서 DC 링크 버스(34, 36) 상의 DC 링크 전압(V DC_BUS )의 리플에 응답하여 스위치(70)의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클 또는 위상 편이 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함한다. 단계(204)는 공칭 전압보다 작은 DC 링크 전압(V DC_BUS )에 응답하여 공칭 주파수 미만의 낮은 주파수에서 스위칭 주파수를 작동시키고, 공칭 전압보다 큰 DC 링크 전압(V DC_BUS )에 응답하여 공칭 주파수보다 큰 높은 주파수에서 스위칭 주파수를 작동시킴으로써 스위치(70)의 스위칭 주파수를 변경시키는 단계를 포함할 수 있다.
앞서 설명된 시스템, 방법 및/또는 프로세스, 그리고 그 단계는 특정 용례에 적절한 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 임의의 조합으로 실현될 수 있다. 하드웨어는 범용 컴퓨터 및/또는 전용 컴퓨팅 디바이스 또는 특정 컴퓨팅 디바이스 또는 특정 컴퓨팅 디바이스의 특정 양태 또는 구성요소를 포함할 수 있다. 프로세스는 내부 및/또는 외부 메모리와 함께 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 임베디드 마이크로제어기, 프로그래밍 가능한 디지털 신호 프로세서 또는 기타 프로그래밍 가능한 디바이스에서 실현될 수 있다. 프로세스는 또한, 또는 대안적으로, 전자 신호를 처리하도록 구성될 수 있는 주문형 집적 회로, 프로그래밍 가능한 게이트 어레이, 프로그래밍 가능한 어레이 로직, 또는 임의의 다른 디바이스 또는 디바이스들의 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스들 중 하나 이상이 기계 판독 가능 매체 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행 가능한 코드로서 실현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
컴퓨터 실행 가능한 코드는, 위의 디바이스들 중 하나는 물론 프로세서 프로세서 아키텍처의 이기종 조합, 또는 상이한 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 프로그램 명령을 실행할 수 있는 임의의 다른 기계에서 실행되도록 저장, 컴파일 또는 해석될 수 있는 C와 같은 구조화된 프로그래밍 언어, C++와 같은 객체 지향 프로그래밍 언어, 또는 임의의 다른 고수준 또는 저수준 프로그래밍 언어(어셈블리 언어, 하드웨어 기술 언어, 및 데이터베이스 프로그래밍 언어 및 기술을 포함)를 사용하여 생성될 수 있다.
따라서, 일 양태에서, 앞서 설명된 각각의 방법 및 그 조합은, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행할 때, 그 단계를 수행하는 컴퓨터 실행 가능한 코드로 구현될 수 있다. 다른 양태에서, 방법은 그 단계를 수행하는 시스템으로 구현될 수 있고, 다양한 방식으로 디바이스에 걸쳐 분산될 수 있거나, 또는 모든 기능이 전용, 독립형 디바이스 또는 다른 하드웨어에 통합될 수 있다. 다른 양태에서, 앞서 설명된 프로세스와 관련된 단계를 수행하기 위한 수단은 앞서 설명된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 이러한 모든 순열 및 조합은 본 개시내용의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.
전술한 설명은 본 개시내용을 완전하게 하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 특징은 일반적으로 그 특정 실시예에 제한되지 않지만, 적용 가능한 경우, 특별히 도시되거나 설명되지 않더라도 상호 교환 가능하고 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 동일한 것이 또한 많은 방식으로 달라질 수 있다. 이러한 변경은 본 개시내용에서 벗어나는 것으로 고려되어서는 안되며, 이러한 모든 수정은 본 개시내용의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (15)

  1. 전력 전자 컨버터로서,
    DC 포지티브 노드 및 DC 네거티브 노드를 포함하고, 이들 사이에 DC 링크 전압을 형성하는 DC 링크 버스 - DC 링크 전압은 주기적인 변동으로서 리플을 가짐 -;
    DC 링크 전압의 리플을 조절하기 위해 DC 링크 버스의 DC 포지티브 노드와 DC 네거티브 노드 사이에 연결된 DC 링크 커패시터;
    DC 링크 버스로부터의 전류를 선택적으로 전도하도록 구성된 스위치를 포함하는 스위칭 스테이지; 및
    스위치를 제어하고 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위치의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클 또는 위상 편이 중 적어도 하나를 변경하도록 구성된 제어기를 포함하는, 전력 전자 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, DC 링크 커패시터는 500 uF 미만의 값을 갖는, 전력 전자 컨버터.
  3. 제1항에 있어서, DC 링크 커패시터는 100 uF 미만의 값을 갖는, 전력 전자 컨버터.
  4. 제1항에 있어서, DC 링크 전압의 리플은 적어도 약 80V 피크 대 피크인, 전력 전자 컨버터.
  5. 제1항에 있어서, 제어기는 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위치의 스위칭 주파수를 변경하도록 구성되는, 전력 전자 컨버터.
  6. 제5항에 있어서, 제어기는 스위치의 스위칭 주파수를 공칭 주파수보다 적어도 40 kHz 높거나 낮게 변경하도록 구성되는, 전력 전자 컨버터.
  7. 제5항에 있어서, 제어기는, 공칭 전압보다 작은 DC 링크 전압에 응답하여 공칭 주파수 미만의 낮은 주파수로부터 공칭 전압보다 큰 DC 링크 전압에 응답하여 공칭 주파수보다 큰 높은 주파수로 스위치의 스위칭 주파수를 변경하도록 구성되는, 전력 전자 컨버터.
  8. 제1항에 있어서, 제어기는 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위치의 듀티 사이클을 변경하도록 구성되는, 전력 전자 컨버터.
  9. 제1항에 있어서, 제어기는 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위치의 위상 편이를 변경하도록 구성되는, 전력 전자 컨버터.
  10. 전력 전자 컨버터의 작동 방법으로서,
    DC 링크 버스로부터의 전류를 선택적으로 전도하여 DC 링크 버스로부터의 DC 전력을 변환하기 위해 스위치에 명령하는 단계; 및
    DC 링크 버스 상의 DC 링크 전압의 리플에 응답하여 스위치의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클 또는 위상 편이 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 스위치의 스위칭 주파수 또는 듀티 사이클 또는 위상 편이 중 적어도 하나를 변경하는 단계는 스위치의 스위칭 주파수를 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 스위치의 스위칭 주파수를 변경하는 단계는, 공칭 전압보다 작은 DC 링크 전압에 응답하여 공칭 주파수 미만의 낮은 주파수에서 스위칭 주파수를 작동시키는 단계, 및 공칭 전압보다 큰 DC 링크 전압에 응답하여 공칭 주파수보다 큰 높은 주파수에서 스위칭 주파수를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 전력 전자 컨버터로서,
    DC 링크 버스로부터의 전류를 선택적으로 전도하도록 구성된 스위치를 포함하는 스위칭 스테이지;
    스위칭 스테이지와 전기 통신하고 변압기 하우징을 갖는 변압기를 포함하고;
    스위치는 스위치로부터 변압기 하우징으로 열을 전도하기 위해 변압기 하우징과 열 접촉하는 절연 금속 기판에 장착되는, 전력 전자 컨버터.
  14. 제13항에 있어서,
    평탄한 평면에서 연장되어 변압기 하우징을 유지하는 메인 보드를 더 포함하고;
    절연 금속 기판은 메인 보드와 평행하게 이격된 변압기 하우징의 상부 부분 상에 배치되는, 전력 전자 컨버터.
  15. 제13항에 있어서,
    평탄한 평면에서 연장되어 변압기 하우징을 유지하는 메인 보드를 더 포함하고;
    절연 금속 기판은 메인 보드와 직교하는 변압기 하우징의 측벽 상에 배치되는, 전력 전자 컨버터.
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