KR20220110843A - 인버터 장치 - Google Patents

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KR20220110843A
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엘지마그나 이파워트레인 주식회사
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Abstract

본 발명은 배터리 전압을 공급하는 배터리, 상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터 및 상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하는 인버터 장치를 제공한다.

Description

인버터 장치
본 발명은 인버터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배선의 기생 인덕턴스에 의한 인버터의 파손을 방지하기 용이한 인버터 장치에 관한 것이다.
인버터 장치는 전압과 전류, 주파수의 변동에 기인하여 나타나는 현상으로 순간정전(momentary interruption)이나 전압의 순간적인 급강하(Voltage Sag) 또는 급상승(Voltage Swell)으로부터 스위칭 소자의 파손을 보호하기 위하여 스너버 회로를 포함할 수 있다.
이때, 스너버 회로는 스위칭 소자, 예를 들어 GTO(Gate Turn Off thyristor) 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)의 반도체 스위칭 소자로 구성되는 인버터로 공급되는 전압의 전압 변동을 감쇄시킬 수 있다.
즉, 스너버 회로는 인버터의 턴온 또는 턴오프시 발생되는 전압의 급강하 또는 급상승시에 동작하여 전압 강하분 및 전압 상승분을 감쇄시켜 인버터로 공급할 수 있다.
다시 말하면, 스너버 회로는 반도체 스위칭 소자의 턴오프시 발생되는 서지 전압이나 링잉 전압을 흡수하며, 스위칭 손실을 줄여줄 수 있다.
최근 들어, 저전력 및 고전력에서 사용할 수 있으며, 회로 구성이 소형화될 수 있는 스너버 회로를 개발하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
본 발명의 목적은, 배선의 기생 인덕턴스에 의한 인버터의 파손을 방지하기 용이한 인버터 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 배선의 기생 인덕턴스에 의한 전압의 전압 변동을 감쇄시키기 위한 회생 스너버를 적용하는 인버터 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 회생 스너버를 적용하여 저전력 및 고전력의 전압에서 용이하게 적용할 수 있는 인버터 장치를 제공함에 있다.
그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 인덕터는, 배터리 전압을 공급하는 배터리, 상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터 및 상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함할 수 있다.
상기 회생 스너버는, 상기 배선의 제1 접점에 연결된 제1 다이오드, 상기 배선의 제2 접점에 연결된 제2 다이오드, 상기 제1 다이오드와 제3 접점에서 연결된 스위치, 상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터, 상기 스위치와 연결된 제4 접점 및 상기 그라운드 사이에 연결된 제3 다이오드, 상기 제4 접점 및 상기 제2 다이오드와 연결된 제5 접점 사이에 연결된 인덕터 및 상기 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 스위치는, 상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 스위치 소자의 턴온 및 턴오프 동작시 턴온 동작할 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우, 상기 스위치는, 상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제2 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우, 상기 스위치는, 상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 5 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시, 상기 인덕터는, 상기 dc 전압을 소비하여 전류를 충전하며, 상기 스위치 소자의 턴온되면 충전된 전류를 상기 제2 다이오드로 출력할 수 있다.
상기 제1 커패시터는, 상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 dc 전압이 충전전압보다 낮아지면, 상기 충전전압을 출력할 수 있다.
상기 제1, 2 커패시터는, 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 dc 전압을 충전할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터 장치는, 배터리 전압을 공급하는 배터리, 상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터 및 상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하고, 상기 회생 스너버는, 상기 배선의 제1 접점에 병렬 연결된 제1, 2 다이오드, 상기 배선의 제2 접점에 병렬 연결된 제3, 4 다이오드, 상기 제1, 2 다이오드와 제3 접점에서 연결된 제1 스위치, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 스위치, 상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터, 상기 제1 스위치와 연결된 제4 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제5 다이오드, 상기 제2 스위치와 연결된 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제6 다이오드, 상기 제3, 4 다이오드와 연결된 제6 접점과 상기 제4 접점 사이에 연결된 제1 코어 및 상기 제1 코어와 병렬 연결된 제2 코어를 포함하는 인덕터, 상기 인턱터와 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터 및 상기 제2 커패시터와 병렬 연결된 저항을 포함할 수 있다.
상기 제1, 2 스위치는, 서로 180도의 위상차를 가지고 턴온 및 턴오프할 수 있다.
상기 제1, 2 스위치는, 상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 제1, 2 커패시터 각각의 충전전압을 제어할 수 있다.
상기 저항은, 상기 제2 커패시터의 충전전압을 소비할 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우, 상기 제1, 2 스위치는, 턴온 동작하여 상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제3, 4 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우, 상기 제1, 2 스위치는, 턴온 동작하여 상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 6 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따른 인버터 장치는, 인버터로 입력되는 저전압 또는 고전압의 전압 변동을 감쇄시키는 회생 스너버를 적용함으로써, 인버터에 포함된 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 인버터 장치는, 회생 스너버를 적용하여 인덕터 및 커패시터를 소형화할 수 있어, 제조 비용 및 부피를 줄일 수 있는 이점이 있다.
아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 1을 참조하면, 인버터 장치(100)는 배터리(110), 평활부(120), 회생 스너버(130) 및 인버터(140)를 포함할 수 있다.
실시예에서, 인버터 장치(100)는 차량에 적용된 것으로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다. 또한, 배터리(110), 평활부(120), 회생 스너버(130) 및 인버터(140)는 배선을 통해 연결될 수 있다.
배터리(110)는 차량용 배터리로써, 배터리 전압(Vbat)을 배선으로 공급할 수 있다.
평활부(120)는 배터리(110)에서 공급된 배터리 전압(Vbat)을 평활시킬 수 있으며, 평활 커패시터를 포함할 수 있다.
후술하는 인버터(140)에 포함된 스위치 소자의 턴온 또는 턴오프 동작 시, 회생 스너버(130)는 배터리 전압(Vbat)이 배선의 기생 인덕턴스에 의해 배터리 전압(Vbat)이 가변된 dc 전압(Vdc)을 제1, 2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
즉, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)이 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 전압 변동으로 인하여 급강하 또는 급상승을 감쇄시켜 인버터(140)로 공급할 수 있다.
즉, 인버터(140)에 포함된 스위치 소자가 턴온 동작하는 경우, dc 전압(Vdc)는 배선의 기생 인덕턴스에 의해 급하강되는 전압 변동이 발생될 수 있다.
이때, 회생 스너버(130)는 인버터(140)로 급강하로 전압 변동된 dc 전압(Vdc)을 일부분 보상하여 dc 전압(Vdc)을 상기 제1 기준 전압으로 유지할 수 있다.
이렇게, 회생 스너버(130)는 인버터(140)로 상기 제1 기준 전압으로 유지되는 dc 전압(Vdc)을 공급할 수 있다.
또한, 인버터(140)가 턴오프 동작하는 경우, dc 전압(Vdc)는 배선의 기생 인덕턴스에 의해 급상승되는 전압 변동이 발생될 수 있다.
회생 스너버(130)는 인버터(140)로 급상승으로 전압 변동된 dc 전압(Vdc)을 일부분 감쇄시켜 dc 전압(Vdc)을 상기 제2 기준 전압으로 유지할 수 있다.
즉, 회생 스너버(130)는 급상승된 dc 전압(Vdc)을 충전 후 스너버 내부에서 소모시킬 수 있다.
이와 같이, 회생 스너버(130)는 인버터(140)의 턴온 또는 턴오프 동작으로 전환하는 경우 발생되는 배선의 기생 인덕턴스에 의해 발생되는 dc 전압(Vdc)의 서지전압을 보상 또는 감쇄시킴으로서, 인버터(140)의 파손을 방지할 수 있다.
인버터(140)는 복수 개의 상기 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, dc 전압(Vdc)을 ac 구동 전압(Vac)로 변환하여 모터(M)를 구동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 회생 스너버(130)는 제1, 2 다이오드(D1, D2), 스위치(SW), 제1 커패시터(C1), 제3 다이오드(D3), 인덕터(L) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.
먼저, 제1 다이오드(D1)는 배선의 제1 접점(n1)에 연결될 수 있다. 제1 다이오드(D1)의 애노드는 제1 접점(n1)에 연결되며, 제1 다이오드(D2)의 캐소드는 제3 접점(n3)에 연결될 수 있다.
제1 다이오드(D1)는 제1 접점(n1)을 통하여 인버터(140)로 공급되는 dc 전압(Vdc)을 통과시킬 수 있다.
제2 다이오드(D2)는 제1 다이오드(D1)와 병렬 연결되며, 인버터(140)와 인접한 배선의 제2 접점(n2)에 연결될 수 있다.
즉, 제2 다이오드(D2)의 애노드는 제5 접점(n5)에 연결되며, 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 제2 접점(n2)에 연결될 수 있다.
스위치(SW)는 제3, 4 접점(n3, n4) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 스위치(SW)는 턴온 또는 턴오프로 동작할 수 있다.
즉, 스위치(SW)는 dc 전압(Vdc)이 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 인버터(140)에 포함된 스위치 소자의 턴온 및 턴오프 동작시 턴온 동작할 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 제1 접점(n1)에 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C1)의 충전전압보다 낮아지는 경우, 스위치(SW)는 인덕터(L)에 충전된 전류 및 제2 커패시터(C2)의 충전전압이 제2 다이오드(D2)로 공급하여, 제2 접점(n2)에서 dc 전압(Vdc)이 상기 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다
또한, 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 제1 접점(n1)에서 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C1)의 충전전압보다 높아지는 경우, 스위치(SW)는 dc 전압(Vdc)을 제1, 2 커패시터(C1, C2) 중 적어도 하나에서 충전하고 인덕터(L)에서 소비하여, 제2, 5 접점(n2, n5) 사이의 전위차에 따라 dc 전압(vdc)을 상기 제2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
제1 커패시터(C1)는 제3 접점(n3) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있으며, 스위치(SW)의 턴온 동작시 충전된 충전전압을 스위치(SW)로 방전할 수 있다.
즉, 제1 커패시터(C1)는 상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 dc 전압(Vdc)이 충전전압보다 낮아지면, 상기 충전전압을 출력할 수 있다.
제3 다이오드(D3)는 제4 접점(n4) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있으며, 제1 커패시터(C1)에 충전된 충전전압을 소모시킬 수 있다.
여기서, 제3 다이오드(D3)의 애노드는 그라운드(GND)에 연결되며, 제1 다이오드(D2)의 캐소드는 제4 접점(n4)에 연결될 수 있다.
인덕터(L)는 제4 접점(n4) 및 제5 접점(n5) 사이에 연결될 수 있으며, 스위치(SW)의 턴오프시 충전된 전류를 제2 다이오드(D2)로 방전할 수 있다.
즉, 인덕터(L)는 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시, dc 전압(Vdc)을 소비하여 전류를 충전하며, 상기 스위치 소자의 턴온되면 충전된 전류를 제2 다이오드(D2)로 출력할 수 있다.
제2 커패시터(C2)는 제5 접점(n5) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있으며, 스위치(SW)의 턴오프 동작시 충전된 충전전압을 제2 다이오드(D2)로 방전할 수 있다.
또한, 제1, 2 커패시터(C1, C2)는 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 dc 전압(Vdc)을 충전할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 2에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 3은 인버터(140)의 턴온 동작 시 회생 스너버(130)의 동작을 나타낸다.
도 3(a)는 인버터(140)의 턴온 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L)에 충전된 전류(IL) 및 제2 커패시터(C2)의 제2 충전전압(Vc2)를 나타낸다.
도 3(b)는 도 3(a)에 따라 회생 스너버(130)의 동작을 설명한다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 회생 스너버(130)의 제2 다이오드(D2)는 인버터(140)가 연결된 제2 접점(n2)으로 제2 커패시터(C2)의 충전 전압(Vc2) 및 인덕터(L)의 충전 전류(IL)를 공급할 수 있다.
먼저, 인버터(140)가 턴온 동작하는 경우, 인버터(140)에는 배선의 기생 인덕턴스에 따라 급하강의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급되게 된다.
이때, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)에 충전 전압(Vc2) 및 충전 전류(IL)를 공급함으로써, 급강하된 dc 전압(Vdc)의 전압 변동 폭을 축소시켜 dc 전압(Vdc)을 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
또한, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C1)의 제1 충전전압(Vc1)보다 낮아지면, 제1 충전전압(Vc1)을 제2 다이오드(D2)로 공급할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 4는 인버터(140)의 턴오프 동작 시 회생 스터버(130)의 동작을 나타낸다.
도 4(a)는 인버터(140)의 턴오프 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L)에 충전된 전류(IL) 및 제2 커패시터(C2)의 제2 충전전압(Vc2)를 나타낸다.
도 4(b)는 도 4(a)에 따라 회생 스너버(130)의 동작을 설명한다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 회생 스너버(130)의 스위치(SW)는 턴온 동작하여 제1 다이오드(D1)로 배선의 기생 인턱턴스에 따라 급상승의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급될 수 있다.
이때, dc 전압(Vdc)은 제2 접점(n2)에 연결된 제1 커패시터(C1)에 제1 충전 전압(Vc1)을 충전하고, 스위치(SW)를 통해 인덕터(L)로 공급될 수 있다.
여기서, 인덕터(L1)은 dc 전압(Vdc)에 대응하는 충전전류(IL)을 충전할 수 있다.
그리고, 제2 커패시터(C2)는 dc 전압(Vdc)에 따라 제2 충전전압(Vc2)를 충전할 수 있다.
이때, 제2 다이오드(D2)가 연결된 제5 접점(n5)에 인가된 dc 전압(Vdc)은 제2 다이오드(D2)가 연결된 제2 접점(n2)에 인가되는 dc 전압(Vdc) 보다 높음으로써, 제2 다이오드(D2)를 통해 인버터(140)로 보상된 dc 전압(Vdc)가 공급될 수 있다.
다만, 인버터(140)에 공급되는 dc 전압(Vdc)은 제2 다이오드(D2) 사이의 전위차에 의해 인버터(140)에 급상승이 감쇄시켜 제2 기준 전압으로 유지될 수 있다.
결과적으로, 회생 스너버(130)는 인버터(140)의 턴온 또는 턴오프 동작시 급강하 또는 급상승으로 전압변동되는 dc 전압(Vdc)의 전압 변동폭을 감소시켜, 인버터(140)에 포함되는 스위치 소자의 파손을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 5를 참조하면, 회생 스너버(130)는 제1, 2 다이오드(D11, D12), 제3, 4 다이오드(D13, D14), 제1, 2 스위치(SW11, SW12), 제1 커패시터(C11), 제5, 6 다이오드(D15, D16), 인덕터(L11), 제2 커패시터(C12) 및 저항(R)을 포함할 수 있다.
제1, 2 다이오드(D11, D12)는 배선의 제1 접점(n1) 및 제3 접점(n3) 사이에 병렬 연결될 수 있다.
즉, 제1, 2 다이오드(D11, D12)의 애노드는 제1 접점(n1)에 연결되며, 제1, 2 다이오드(D11, D12)의 캐소드는 제3 접점(n3)에 연결될 수 있다.
제1, 2 다이오드(D11, D12)는 제1 접점(n1)을 통하여 인버터(140)로 공급되는 dc 전압(Vdc)을 통과시킬 수 있다.
제3, 4 다이오드(D13, D14)는 제1, 2 다이오드(D11, D12)와 병렬 연결되며, 인버터(140)와 인접한 배선의 제2 접점(n2)에 연결될 수 있다.
여기서, 제3, 4 다이오드(D13, D14)의 캐소드는 제2 접점(n2)에 연결되며, 제3, 4 다이오드(D13, D14)의 애노드는 제6 접점(n6)에 연결될 수 있다.
제1, 2 스위치(SW11, SW12)의 일측은 제3 접점(n3)에 서로 연결될 수 있다.
여기서, 제1, 2 스위치(SW11, SW12)는 서로 동일하게 턴온 또는 턴오프 동작할 수 있다.
제1, 2 스위치(SW11, SW12)는 인버터(140)의 턴온 동작시 턴오프 동작하며, 인버터(140)의 턴오프 동작시 턴온 동작할 수 있다.
제1 커패시터(C11)는 제3 접점(n3) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 제1 커패시터(C11)는 제1, 2 스위치(SW11, SW12)의 턴온 동작시 충전된 제1 충전전압을 스위치(SW)로 방전할 수 있다.
제5 다이오드(D5)는 제1 스위치(SW1)의 타측에 제4 접점(n4) 및 그라운드(SND) 사이에 연결될 수 있다.
즉, 제5 다이오드(D5)의 애노드는 그라운(GND) 사이에 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 캐소드는 제4 점점(n4)에 연결될 수 있다.
제6 다이오드(D6)는 제2 스위치(SW2)의 타측에 제5 접점(n5) 및 그라운드(SND) 사이에 연결될 수 있다.
즉, 제6 다이오드(D4)의 애노드는 그라운(GND) 사이에 연결되고, 제6 다이오드(D4)의 캐소드는 제5 점점(n5)에 연결될 수 있다.
인덕터(L11)는 제4, 6 접점(n4 , 6) 사이에 연결된 제1 코어 및 제5, 6 접점(n5, n6) 사이에 연결된 제2 코어를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1, 2 코어는 마크네틱 커플 방식으로 철심을 공유할 수 있으며, 일종의 트랜스포머일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제2 커패시터(C12)는 제6 접점(n6)와 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 제2 커패시터(C12)는 제1, 2 스위치(SW11, SW12)가 턴오프 동작시 충전된 제2 충전전압을 제3, 4 다이오드(D13, D14)로 방전할 수 있다.
저항(R)은 제6 접점(n6)과 그라운드(GND) 사이에 연결되며, 제1, 2 스위치(SW12, SW13)의 턴온 동작시 입력된 급상승으로 전압 변동된 dc 전압(Vdc)을 소모시킬 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 5에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 6은 인버터(140)의 턴온 동작시 회생 스너버(130)의 동작을 나타낸다.
도 6(a)는 인버터(140)의 턴온 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L11)에 충전된 전류(IL11, IL12) 및 제2 커패시터(C12)의 제2 충전전압(Vc12)을 나타낸다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 회생 스너버(130)의 제3, 4 다이오드(D13, D14)는 인버터(140)가 연결된 제2 접점(n2)으로 제2 커패시터(C12)의 제2 충전전압(Vc12) 및 인덕터(L11)의 제1, 2 충전전류(IL1, IL2)를 공급할 수 있다.
먼저, 인버터(140)가 턴온 동작하는 경우, 인버터(140)에는 배선의 기생 인덕턴스에 따라 급하강의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급되게 된다.
이때, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)에 제2 충전전압(Vc12) 및 제1, 2 충전전류(IL1, IL2)를 공급함으로써, 급강하된 dc 전압(Vdc)의 전압 변동 폭을 축소시켜 dc 전압(Vdc)을 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
또한, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C11)의 제1 충전전압(Vc11)보다 낮아지면, 제1 충전전압(Vc11)을 제3, 4 다이오드(D13, D14)로 공급할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 7은 인버터(140)의 턴오프 동작 시 회생 스터버(130)의 동작을 나타낸다.
도 7(a)는 인버터(140)의 턴오프 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L11)에 충전된 전류(IL11, IL12) 및 제2 커패시터(C12)의 제2 충전전압(Vc12)를 나타낸다.
도 7(a) 및 도 7(b)을 참조하면, 회생 스너버(130)의 제1, 2 스위치(SW1, SW2)는 턴온 동작하 제1, 2 다이오드(D11, D12)로 배선의 기생 인턱턴스에 따라 급상승의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급될 수 있다.
이때, dc 전압(Vdc)은 제3 접점(n3)에 연결된 제1 커패시터(C11)에 제1 충전 전압(Vc1)을 충전하고, 제1, 2 스위치(SW1, SW2)를 통해 인덕터(L11)로 공급될 수 있다.
여기서, 인덕터(L11)은 dc 전압(Vdc)에 대응하는 제1, 2 충전전류(IL1, IL12)을 충전할 수 있다.
또한, 제2 커패시터(C12)는 dc 전압(Vdc)에 따라 제2 충전 전압(Vc2)를 충전할 수 있다.
또한, 저항(R)은 인덕터(L11)를 통과한 전류를 소모시킬 수 있다.
이때, 제3, 4 다이오드(D13, D14)가 연결된 제6 접점(n6)에 인가된 dc 전압(Vdc)은 제3, 4 다이오드(D13, D14)가 연결된 제2 접점(n2)에 인가되는 dc 전압(Vdc) 보다 높음으로써, 제3, 4 다이오드(D13, D14)를 통해 인버터(140)로 보상된 dc 전압(Vdc)가 공급될 수 있다.
다만, 인버터(140)에 공급되는 dc 전압(Vdc)은 제3, 4 다이오드(D13, D14) 사이의 전위차에 의해 인버터(140)에 급상승이 감쇄될 수 있다.
결과적으로, 회생 스너버(130)는 인버터(140)의 턴온 또는 턴오프 동작시 급강하 또는 급상승으로 전압변동되는 dc 전압(Vdc)의 전압 변동폭을 감소시켜, 인버터(140)에 포함되는 스위치 소자의 파손을 방지할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 배터리 전압을 공급하는 배터리;
    상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터; 및
    상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하는,
    인버터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회생 스너버는,
    상기 배선의 제1 접점에 연결된 제1 다이오드;
    상기 배선의 제2 접점에 연결된 제2 다이오드;
    상기 제1 다이오드와 제3 접점에서 연결된 스위치;
    상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터;
    상기 스위치와 연결된 제4 접점 및 상기 그라운드 사이에 연결된 제3 다이오드;
    상기 제4 접점 및 상기 제2 다이오드와 연결된 제5 접점 사이에 연결된 인덕터; 및
    상기 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함하는,
    인버터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 스위치 소자의 턴온 및 턴오프 동작시 턴온 동작하는,
    인버터 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우,
    상기 스위치는,
    상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제2 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우,
    상기 스위치는,
    상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 5 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시,
    상기 인덕터는,
    상기 dc 전압을 소비하여 전류를 충전하며, 상기 스위치 소자의 턴온되면 충전된 전류를 상기 제2 다이오드로 출력하는,
    인버터 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 커패시터는,
    상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 dc 전압이 충전전압보다 낮아지면, 상기 충전전압을 출력하는,
    인버터 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1, 2 커패시터는,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 dc 전압을 충전하는,
    인버터 장치.
  9. 배터리 전압을 공급하는 배터리;
    상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터; 및
    상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하고,
    상기 회생 스너버는,
    상기 배선의 제1 접점에 병렬 연결된 제1, 2 다이오드;
    상기 배선의 제2 접점에 병렬 연결된 제3, 4 다이오드;
    상기 제1, 2 다이오드와 제3 접점에서 연결된 제1 스위치;
    상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 스위치;
    상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터;
    상기 제1 스위치와 연결된 제4 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제5 다이오드;
    상기 제2 스위치와 연결된 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제6 다이오드;
    상기 제3, 4 다이오드와 연결된 제6 접점과 상기 제4 접점 사이에 연결된 제1 코어 및 상기 제1 코어와 병렬 연결된 제2 코어를 포함하는 인덕터;
    상기 인턱터와 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터; 및
    상기 제2 커패시터와 병렬 연결된 저항을 포함하는,
    인버터 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1, 2 스위치는,
    서로 180도의 위상차를 가지고 턴온 및 턴오프하는,
    인버터 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1, 2 스위치는,
    상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 제1, 2 커패시터 각각의 충전전압을 제어하는,
    인버터 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 저항은,
    상기 제2 커패시터의 충전전압을 소비하는,
    인버터 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우,
    상기 제1, 2 스위치는,
    턴온 동작하여 상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제3, 4 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우,
    상기 제1, 2 스위치는,
    턴온 동작하여 상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 6 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004274801A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Toshiba Corp インバータ回路
KR101558496B1 (ko) * 2009-02-06 2015-10-13 가부시키가이샤 산샤덴키세이사쿠쇼 인터버 회로
KR20140013123A (ko) * 2012-06-29 2014-02-05 엘지이노텍 주식회사 스너버 회로를 포함하는 전기 회로
WO2015014866A1 (de) * 2013-07-29 2015-02-05 Sma Solar Technology Ag Hochsetzsteller, entsprechender wechselrichter und betriebsverfahren
KR20160032857A (ko) * 2014-09-17 2016-03-25 엘에스산전 주식회사 서지 전압 보호 기능을 구비한 dc 리액터 내장형 인버터

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