KR20220139611A

KR20220139611A - Motor driving apparatus and air conditioner including the same

Info

Publication number: KR20220139611A
Application number: KR1020210045781A
Authority: KR
Inventors: 김연중; 이원우
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-04-08
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2022-10-17

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a motor driving device comprises: a rectification unit for outputting first DC power by rectifying input AC power inputted from an external power supply device; a buck converter outputting second DC power by adjusting a voltage of the first DC power; a conversion unit for converting the second DC power into output AC power and outputting the same; and an overvoltage protection unit preventing an overvoltage from being applied to the buck converter. The overvoltage protection unit is disposed between the rectification unit and the buck converter and stores energy caused by the overvoltage and then discharges the same.

Description

A motor driving apparatus and an air conditioner having the same

본 발명은 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 과전압에 의한 소자 손상을 방지할 수 있는 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving device and an air conditioner having the same, and more particularly, to a motor driving device capable of preventing damage to elements due to overvoltage, and an air conditioner having the same.

공기조화기는 실내팬을 회전시키기 위한 실내팬모터, 실외팬을 회전시키기 위한 실외팬모터, 및 압축기를 운전하기 위한 압축기모터 등 복수개의 모터들과, 이 모터들 각각을 구동하기 위한 모터 구동 장치를 포함한다.The air conditioner includes a plurality of motors such as an indoor fan motor for rotating an indoor fan, an outdoor fan motor for rotating the outdoor fan, and a compressor motor for driving the compressor, and a motor driving device for driving each of the motors. include

모터 구동 장치는 다양한 회로 소자들을 포함할 수 있는데, 서지 전압과 같은 과전압이 인가되면 모터 구동 장치에 포함된 회로 소자들이 소손될 수 있다. 특히, 최근 제조 비용 저감 등을 이유로 저용량의 커패시터를 사용하는 커패시터리스(capacitorless) 방식의 모터 구동 장치가 많이 사용되고 있다. 그런데, 커패시터리스 방식의 모터 구동장치는, 저용량의 커패시터를 사용하므로 과전압에 더 취약한 문제점이 있다.The motor driving apparatus may include various circuit elements. When an overvoltage such as a surge voltage is applied, the circuit elements included in the motor driving apparatus may be damaged. In particular, recently, a capacitorless type motor driving device using a low-capacitance capacitor has been widely used for reasons such as a reduction in manufacturing cost. However, the capacitorless type motor driving device has a problem in that it is more vulnerable to overvoltage because it uses a low-capacitance capacitor.

과전압으로부터 회로를 보호하기 위한 방법들 중 하나로 배리스터 등을 이용하는 방법이 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 선행 문헌 1(한국 공개특허공보 제10-2018-00553042호)은 과전압 보호 회로 및 이를 포함하는 전원 공급 장치에 관한 것으로, 선행 문헌 1의 과전압 보호부는 배리스터(varistor)와 제너 다이오드 등을 포함하고 있다.As one of methods for protecting a circuit from overvoltage, a method using a varistor or the like is widely used. For example, Prior Document 1 (Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-00553042) relates to an overvoltage protection circuit and a power supply including the same. contains

배리스터는, 입력되는 전압에 따라 저항값이 달라지는 반도체 소자로 일정한 전압 이하에서는 부도체로 작용을 하기 때문에 회로에 아무 영향을 주지 않는다. 하지만, 배리스터는 일정량 이상의 전압이 가해지게 되면 도체의 성질을 가지게 된다. 이에 따라, 배리스터는 전기를 다른 곳으로 방출하거나 자신이 흡수하게 됨으로써 회로 소자를 과전압으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다.A varistor is a semiconductor device whose resistance value varies according to an input voltage, and has no effect on the circuit because it acts as an insulator under a certain voltage. However, the varistor has the properties of a conductor when a voltage greater than a certain amount is applied. Accordingly, the varistor may serve to protect the circuit element from overvoltage by emitting electricity to another location or absorbing it by itself.

하지만, 배리스터와 같은 소자들은 미리 설계된 전압으로만 클램핑(Clamping)하고, 제품 정상 작동시 필요한 전압과 인버터, 지능형 파워 모듈(IPM)이 버티는 최고전압을 고려하였을 때 이런 소자들을 사용하지 못할 수도 있다. 예를 들면, 교류 전압이 575V인 상용 전원과 연결되는 경우, 사용할 수 있는 배리스터의 클램핑 전압은 1815V이므로, 이 경우 배리스터의 클램핑 전압에도 소손되지 않는 회로 소자를 이용하여 모터 구동 장치를 설계하여야 한다. 그러나, 일반적으로 이러한 회로 소자는 없거나 가격이 많이 비싸다.However, devices such as varistors are clamped only with a pre-designed voltage, and these devices may not be used when considering the voltage required for normal operation of the product and the maximum voltage that the inverter and intelligent power module (IPM) can withstand. For example, when the AC voltage is connected to a commercial power supply of 575V, the usable clamping voltage of the varistor is 1815V. However, such circuit elements are generally absent or very expensive.

따라서, 배리스터를 사용하지 않는 과전압 보호 회로가 필요하다.Therefore, there is a need for an overvoltage protection circuit that does not use a varistor.

한국 공개특허공보 제10-2018-00553042호Korean Patent Publication No. 10-2018-00553042

본 발명의 목적은 서지 전압 등 과전압으로부터 회로 소손을 방지할 수 있는 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motor driving device capable of preventing circuit damage from overvoltage, such as a surge voltage, and an air conditioner having the same.

또한 본 발명의 목적은 저비용으로 구현된 과전압 보호 회로를 구비하는 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a motor driving device having an overvoltage protection circuit implemented at low cost and an air conditioner having the same.

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. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치는 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 출력하는 정류부, 직류 전원의 전압을 조절하는 벅 컨버터, 및 정류부와 벅 컨버터 사이에 배치되는 과전압 보호부를 포함할 수 있다.A motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention may include a rectifying unit for rectifying AC power to output DC power, a buck converter for adjusting the voltage of the DC power, and an overvoltage protection unit disposed between the rectifying unit and the buck converter. .

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치는 정류부, 벅 컨버터, 변환부, 과전압 보호부를 포함한다. 상기 정류부는 외부 전원 공급 장치로부터 입력되는 입력 교류 전원을 정류하여 제1 직류 전원을 출력할 수 있다. 상기 벅 컨버터는 상기 제1 직류 전원의 전압을 조절하여 제2 직류 전원을 출력할 수 있다. 상기 변환부는 상기 제2 직류 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 상기 과전압 보호부는 과전압이 상기 벅 컨버터로 인가되는 것을 방지할 수 있다. A motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rectifying unit, a buck converter, a converting unit, and an overvoltage protection unit. The rectifier may rectify the input AC power input from the external power supply device to output the first DC power. The buck converter may adjust the voltage of the first DC power to output a second DC power. The converter may convert the second DC power into an output AC power and output the converted power. The overvoltage protection unit may prevent an overvoltage from being applied to the buck converter.

상기 과전압 보호부는 상기 정류부와 상기 벅 컨버터 사이에 배치될 수 있다.The overvoltage protection unit may be disposed between the rectifier and the buck converter.

상기 과전압 보호부는 과전압에 의한 에너지를 저장한 후 방전할 수 있다.The overvoltage protection unit may store energy due to the overvoltage and then discharge it.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 상기 과전압 보호부는 역전류 방지부 및 에너지 저장부를 포함할 수 있다. 상기 역전류 방지부는 상기 제1 직류 전원이 출력되는 제1 출력 단자와 제2 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 상기 에너지 저장부는 상기 역전류 방지부와 직렬로 연결될 수 있다. 상기 에너지 저장부는 상기 과전압에 의한 에너지를 저장한 후 방전할 수 있다.The overvoltage protection unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention may include a reverse current prevention unit and an energy storage unit. The reverse current prevention unit may be connected between a first output terminal to which the first DC power is output and a second output terminal. The energy storage unit may be connected in series with the reverse current prevention unit. The energy storage unit may store energy due to the overvoltage and then discharge it.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 상기 역전류 방지부는 상기 제1 출력단자에 연결되는 애노드와, 상기 에너지 저장부에 연결되는 캐소드를 포함하는 다이오드를 포함할 수 있다.The reverse current prevention unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention may include a diode including an anode connected to the first output terminal and a cathode connected to the energy storage unit.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 상기 에너지 저장부는 상기 제1 출력 단자와 상기 제2 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 과전압에 의한 에너지를 저장하는 커패시터, 및 상기 커패시터와 병렬로 연결되는 저항을 포함할 수 있다.The energy storage unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention is connected between the first output terminal and the second output terminal, a capacitor for storing energy due to the overvoltage, and the capacitor connected in parallel resistance may be included.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 상기 과전압 보호부는 상기 에너지 저장부와 직렬로 연결되는 돌입전류 방지부를 더 포함할 수 있다.The overvoltage protection unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention may further include an inrush current prevention unit connected in series with the energy storage unit.

상기 돌입전류 방지부는 서로 직렬로 연결된 돌입전류 방지 저항 및 제1 릴레이 스위치, 및 상기 돌입전류 방지 저항 및 상기 제1 릴레이 스위치와 병렬로 연결되는 제2 릴레이 스위치를 포함할 수 있다.The inrush current prevention unit may include an inrush current prevention resistor and a first relay switch connected in series with each other, and a second relay switch connected in parallel with the inrush current prevention resistor and the first relay switch.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 상기 제1 릴레이 스위치는 상기 모터 구동 장치로 전원이 인가된 후 제1 시간이 경과한 제1 시점에서 온되고, 상기 제1 시점에서 제2 시간이 경과한 제2 시점에서 오프되며, 상기 제2 릴레이 스위치는 상기 제2 시점에서 온될 수 있다.The first relay switch of the motor driving device according to an embodiment of the present invention is turned on at a first time point when a first time has elapsed after power is applied to the motor driving device, and a second time point at the first time point The second relay switch may be turned off at an elapsed second time point, and the second relay switch may be turned on at the second time point.

본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 실내측에 배치되는 실내열교환기, 상기 실내열교환기 주변의 공기를 유동시키는 실내팬, 상기 실내팬을 회전시키는 실내팬모터, 냉매를 압축시키는 압축기, 상기 압축기를 동작시키는 압축기모터, 실외측에 배치되는 실외열교환기, 상기 실외열교환기 주변의 공기를 유동시키는 실외팬, 상기 실외팬을 회전시키는 실외팬모터, 상기 압축기, 상기 실외열교환기, 및 상기 실내열교환기를 연결하고, 냉매가 유동하는 적어도 하나 이상의 배관, 및 상기 실내팬모터, 상기 압축기모터, 및 상기 실외팬모터 중 적어도 하나 이상을 구동하는 모터 구동 장치를 포함한다.An air conditioner according to an embodiment of the present invention includes an indoor heat exchanger disposed indoors, an indoor fan for flowing air around the indoor heat exchanger, an indoor fan motor rotating the indoor fan, a compressor for compressing a refrigerant, and the A compressor motor for operating a compressor, an outdoor heat exchanger disposed on the outdoor side, an outdoor fan for flowing air around the outdoor heat exchanger, an outdoor fan motor rotating the outdoor fan, the compressor, the outdoor heat exchanger, and the indoor and at least one pipe connecting the heat exchanger and through which a refrigerant flows, and a motor driving device for driving at least one of the indoor fan motor, the compressor motor, and the outdoor fan motor.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기는 과전압이 인가되더라도 내부 회로 소자들의 소손을 방지할 수 있다.The motor driving apparatus and the air conditioner having the same according to an embodiment of the present invention can prevent damage to internal circuit elements even when overvoltage is applied.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기는 보다 저비용으로 구현될 수 있다.In addition, the motor driving apparatus and the air conditioner having the same according to an embodiment of the present invention can be implemented at a lower cost.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기 및 실외기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 과전압 보호부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 과전압 보호부의 돌입전류 방지부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 과전압이 인가된 경우의 전압 변화를 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing the configuration of an indoor unit and an outdoor unit of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing the configuration of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation of the overvoltage protection unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a timing diagram for explaining the operation of the inrush current prevention unit of the overvoltage protection unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a voltage change when an overvoltage is applied to a motor driving apparatus and an air conditioner having the same according to an embodiment of the present invention.

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. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled 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. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

비록 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.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. 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 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.Also, when it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It is to be understood that “or, each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through another component.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.Throughout the specification, unless otherwise stated, each element may be singular or plural.

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.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.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.Throughout the specification, when “A and/or B” is used, it means A, B or A and B, unless specifically stated to the contrary, and when “C to D” is used, it means that there is no specific contrary description. Unless otherwise specified, it means that it is greater than or equal to C and less than or equal to D.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 설명하도록 한다.Hereinafter, a motor driving apparatus and an air conditioner having the same according to some embodiments of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 공기조화기(1)는 실내기(2) 및 실외기(3)를 포함할 수 있다.1 is a diagram schematically showing an air conditioner according to an embodiment of the present invention. The air conditioner 1 may include an indoor unit 2 and an outdoor unit 3 .

실외기(3)는 냉매를 실외 공기와 열교환시키고, 열교환된 냉매를 실내기(2)로 공급할 수 있다. 실외기(2)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(2)의 요구에 의해 동작할 수 있다.The outdoor unit 3 may heat-exchange the refrigerant with outdoor air, and supply the heat-exchanged refrigerant to the indoor unit 2 . The outdoor unit 2 may be operated at the request of a remote controller (not shown) or the indoor unit 2 .

실내기(2)는 실외기(3)와 배관 등을 통해 연결되며, 냉매를 실내 공기와 열교환시키고, 열교환된 냉매를 실외기(3)로 돌려보낼 수 있다.The indoor unit 2 may be connected to the outdoor unit 3 through a pipe or the like, exchange refrigerant with indoor air, and return the heat-exchanged refrigerant to the outdoor unit 3 .

도 1에서는 실내기(2)가 스탠드형 실내기인 경우를 예시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기(1)의 실내기(2)는 벽결이형 또는 천장형일 수 있다. 또한, 도 1에서는 실외기(3)에 하나의 실내기(2)가 연결된 경우를 예시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기(1)는 실내기(3)가 복수개일 수 있다.1 illustrates a case in which the indoor unit 2 is a stand-type indoor unit, the indoor unit 2 of the air conditioner 1 according to the embodiment of the present invention may be a wall-mounted type or a ceiling type. Also, although FIG. 1 illustrates a case in which one indoor unit 2 is connected to the outdoor unit 3, the air conditioner 1 according to the embodiment of the present invention may include a plurality of indoor units 3 .

또한, 도 1에서는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기가 실외기와 실내기가 분리된 분리형 공기조화기인 경우를 예시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 하나의 케이스 내에 실외기와 실내기가 배치되는 일체형(또는 창문형) 공기조화기일 수도 있다.1 illustrates a case in which the air conditioner according to an embodiment of the present invention is a separate type air conditioner in which an outdoor unit and an indoor unit are separated. It may be an integrated (or window-type) air conditioner to be disposed.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)의 실내기(2) 및 실외기(3)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 실내기(2)는 실내열교환기(21), 실내팬(22), 실내팬모터(201), 및 실내팬모터 구동 장치(101)를 포함할 수 있다. 실외기(3)는 어큐뮬레이터(31), 압축기(32), 사방밸브(33), 실외열교환기(34), 팽창밸브(35), 실외팬(36), 실외팬모터(202), 실외팬모터 구동 장치(102), 압축기모터(203), 및 압축기모터 구동 장치(103)를 포함할 수 있다. 또한, 공기조화기(1)는 실내열교환기(21), 어큐뮬레이터(31), 압축기(32), 사방밸브(33), 실외열교환기(34), 및 팽창밸브(35)를 연결하고, 냉매가 유동하는 적어도 하나 이상의 배관을 더 포함할 수 있다.2 is a diagram schematically showing the configuration of the indoor unit 2 and the outdoor unit 3 of the air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention. The indoor unit 2 may include an indoor heat exchanger 21 , an indoor fan 22 , an indoor fan motor 201 , and an indoor fan motor driving device 101 . The outdoor unit 3 includes an accumulator 31 , a compressor 32 , a four-way valve 33 , an outdoor heat exchanger 34 , an expansion valve 35 , an outdoor fan 36 , an outdoor fan motor 202 , and an outdoor fan motor. It may include a driving device 102 , a compressor motor 203 , and a compressor motor driving device 103 . In addition, the air conditioner 1 connects the indoor heat exchanger 21 , the accumulator 31 , the compressor 32 , the four-way valve 33 , the outdoor heat exchanger 34 , and the expansion valve 35 , and the refrigerant It may further include at least one or more pipes through which it flows.

실내열교환기(21)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행할 수 있다. 실내열교환기(21)를 통하여 냉매와 실내 공기 사이의 열교환이 이루어질 수 있다. 실내팬(22)은 실내열교환기(21)의 일측에 배치될 수 있다. 실내팬(22)은 실내열교환기(21) 주변의 공기를 유동시킬 수 있다. 실내팬모터(201)는 실내팬(22)와 연결되어 실내팬(22)을 회전시킬 수 있다. 실내팬모터 구동 장치(101)는 실내팬모터(201)와 연결되어 실내팬모터(201)를 구동할 수 있다.The indoor heat exchanger 21 may be disposed indoors to perform a cooling/heating function. Heat exchange between the refrigerant and the indoor air may be performed through the indoor heat exchanger 21 . The indoor fan 22 may be disposed on one side of the indoor heat exchanger 21 . The indoor fan 22 may flow air around the indoor heat exchanger 21 . The indoor fan motor 201 may be connected to the indoor fan 22 to rotate the indoor fan 22 . The indoor fan motor driving device 101 may be connected to the indoor fan motor 201 to drive the indoor fan motor 201 .

어큐뮬레이터(31)는 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤, 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급할 수 있다. 압축기(32)는 냉매를 압축시킬 수 있다. 사방밸브(33)는 압축된 냉매의 유로를 바꿀 수 있다. 즉, 사방밸브(33)는 냉방 운전시 압축된 냉매가 실외열교환기(34)로 유동하도록 유로를 구성하고, 난방 운전시 압축된 냉매가 실내열교환기(21)로 유동하도록 유로를 구성할 수 있다. 실외열교환기(34)는 실외에 배치되며, 냉매와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어지는 역할을 수행할 수 있다. 팽창밸브(35)는 실외열교환기(34) 또는 실내열교환기(34)에서 응축된 냉매를 팽창시킬 수 있다. 실외팬(36)은 실외열교환기(34)의 일측에 배치될 수 있다. 실외팬(36)은 실외열교환기(34) 주변의 공기를 유동시킬 수 있다. 실외팬모터(202)는 실외팬(36)와 연결되어 실외팬(36)을 회전시킬 수 있다. 실외팬모터 구동 장치(102)는 실외팬모터(202)와 연결되어 실외팬모터(202)를 구동할 수 있다. 압축기모터(203)는 압축기(32)를 동작시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 압축기모터(203)는 압축기(32) 내부의 기구부(예를 들면, 임펠러 또는 로터리 등)를 회전시킴으로써, 압축기(32)가 기체를 압축할 수 있도록 동작시킬 수 있다. 압축기모터 구동 장치(103)는 압축기모터(203)와 연결되어 압축기모터(203)를 구동할 수 있다.The accumulator 31 may temporarily store the vaporized refrigerant to remove moisture and foreign substances, and then supply the refrigerant at a constant pressure to the compressor. The compressor 32 may compress the refrigerant. The four-way valve 33 may change the flow path of the compressed refrigerant. That is, the four-way valve 33 configures a flow path so that the compressed refrigerant flows to the outdoor heat exchanger 34 during cooling operation, and configures a flow path so that the compressed refrigerant flows to the indoor heat exchanger 21 during heating operation. have. The outdoor heat exchanger 34 is disposed outdoors and may serve to exchange heat between the refrigerant and outdoor air. The expansion valve 35 may expand the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 34 or the indoor heat exchanger 34 . The outdoor fan 36 may be disposed on one side of the outdoor heat exchanger 34 . The outdoor fan 36 may flow air around the outdoor heat exchanger 34 . The outdoor fan motor 202 may be connected to the outdoor fan 36 to rotate the outdoor fan 36 . The outdoor fan motor driving device 102 may be connected to the outdoor fan motor 202 to drive the outdoor fan motor 202 . The compressor motor 203 may operate the compressor 32 . More specifically, the compressor motor 203 may operate the compressor 32 to compress the gas by rotating a mechanical part (eg, an impeller or a rotary, etc.) inside the compressor 32 . The compressor motor driving device 103 may be connected to the compressor motor 203 to drive the compressor motor 203 .

실내팬모터 구동 장치(101), 실외팬모터 구동 장치(102), 및 압축기모터 구동 장치(103) 중 적어도 하나는 후술하는 모터 구동 장치(100)와 동일한 구성을 가질 수 있다.At least one of the indoor fan motor driving device 101 , the outdoor fan motor driving device 102 , and the compressor motor driving device 103 may have the same configuration as the motor driving device 100 to be described later.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치는 정류부(110), 과전압 보호부(120), 벅 컨버터(130), 커패시터(C_dc), 및 변환부(140)를 포함할 수 있다. 도 3에서, 200은 부하로서, 예를 들면 도 2의 실내팬모터(201), 실외팬모터(202), 및 압축기모터(203) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 도 3에서, 300은 외부 전원 공급 장치를 나타낸다. 외부 전원 공급 장치(300)으로부터 입력되는 입력 교류 전원은 3상 교류 전원일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.3 is a diagram schematically showing the configuration of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention. The motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rectifier 110, an overvoltage protection unit 120, and a buck converter ( 130 ), a capacitor C_dc , and a converter 140 . In FIG. 3 , 200 is a load, and may be, for example, any one of the indoor fan motor 201 , the outdoor fan motor 202 , and the compressor motor 203 of FIG. 2 . Also, in Fig. 3, 300 denotes an external power supply. The input AC power input from the external power supply device 300 may be a three-phase AC power source, but the present invention is not limited thereto.

정류부(110)는 외부 전원 공급 장치(300)으로부터 입력되는 입력 교류 전원을 정류하여 제1 직류 전원을 출력할 수 있다. 정류부(110)는 복수개의 다이오드들(D11, D12, D13, D14, D15, D16)을 구비할 수 있다. 다이오드(D11)는 입력 교류 전원의 R상 전류가 입력되는 단자에 연결된 애노드와 제1 출력 단자에 연결된 캐소드를 구비할 수 있다. 다이오드(D12)는 입력 교류 전원의 S상 전류가 입력되는 단자에 연결된 애노드와 제1 출력 단자에 연결된 캐소드를 구비할 수 있다. 다이오드(D13)는 입력 교류 전원의 T상 전류가 입력되는 단자에 연결된 애노드와 제1 출력 단자에 연결된 캐소드를 구비할 수 있다. 다이오드(D14)는 입력 교류 전원의 R상 전류가 입력되는 단자에 연결된 캐소드와 제2 출력 단자에 연결된 애노드를 구비할 수 있다. 다이오드(D15)는 입력 교류 전원의 S상 전류가 입력되는 단자에 연결된 캐소드와 제2 출력 단자에 연결된 애노드를 구비할 수 있다. 다이오드(D16)는 입력 교류 전원의 T상 전류가 입력되는 단자에 연결된 캐소드와 제2 출력 단자에 연결된 애노드를 구비할 수 있다. 제1 직류 전원은 제1 출력 단자와 제2 출력 단자 사이의 전원일 수 있다.The rectifier 110 may rectify the input AC power input from the external power supply device 300 to output the first DC power. The rectifier 110 may include a plurality of diodes D11 , D12 , D13 , D14 , D15 , and D16 . The diode D11 may include an anode connected to a terminal to which the R-phase current of the input AC power is input and a cathode connected to the first output terminal. The diode D12 may include an anode connected to a terminal to which the S-phase current of the input AC power is input and a cathode connected to the first output terminal. The diode D13 may include an anode connected to a terminal to which the T-phase current of the input AC power is input and a cathode connected to the first output terminal. The diode D14 may include a cathode connected to a terminal to which the R-phase current of the input AC power is input and an anode connected to the second output terminal. The diode D15 may include a cathode connected to the terminal to which the S-phase current of the input AC power is input and an anode connected to the second output terminal. The diode D16 may include a cathode connected to a terminal to which the T-phase current of the input AC power is input and an anode connected to the second output terminal. The first DC power may be a power between the first output terminal and the second output terminal.

과전압 보호부(120)는 과전압(예를 들면, 서지 전압)이 모터 구동 장치의 다른 회로 소자로 인가되는 것을 방지할 수 있다. 과전압 보호부(120)는 제1 출력 단자와 제2 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 또한, 과전압 보호부(120)는 정류부(110)와 벅 컨버터(130) 사이에 배치될 수 있다. 과전압 보호부(120)가 정류부(110)와 벅 컨버터(130) 사이에 배치됨으로써, 과전압 보호부(120)는 벅 컨버터(130)의 스위칭 소자(S31)로 과전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.The overvoltage protection unit 120 may prevent an overvoltage (eg, surge voltage) from being applied to other circuit elements of the motor driving apparatus. The overvoltage protection unit 120 may be connected between the first output terminal and the second output terminal. In addition, the overvoltage protection unit 120 may be disposed between the rectifier 110 and the buck converter 130 . Since the overvoltage protection unit 120 is disposed between the rectifier 110 and the buck converter 130 , the overvoltage protection unit 120 may prevent an overvoltage from being applied to the switching element S31 of the buck converter 130 . .

과전압 보호부(120)는 역전류 방지부(121), 에너지 저장부(122), 및 돌입전류 방지부(123)를 구비할 수 있다. 역전류 방지부(121), 에너지 저장부(122), 및 돌입전류 방지부(123)는 제1 출력 단자와 제2 출력 단자 사이에 직렬로 연결될 수 있다. The overvoltage protection unit 120 may include a reverse current prevention unit 121 , an energy storage unit 122 , and an inrush current protection unit 123 . The reverse current prevention unit 121 , the energy storage unit 122 , and the inrush current prevention unit 123 may be connected in series between the first output terminal and the second output terminal.

역전류 방지부(121)는 에너지 저장부(122)에 저장된 에너지에 의한 역전류가 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 통해 흐르는 것을 방지할 수 있다. 역전류 방지부(121)는 제1 출력 단자에 연결된 애노드를 포함하는 적어도 하나 이상의 다이오드를 포함할 수 있다. 도 3에서는, 역전류 방지부(121)가 2개의 다이오드들(D21, D22)을 포함하는 경우를 예시하였으나, 역전류 방지부(121)를 구성하는 다이오드의 개수는 필요에 따라 적절하게 조절될 수 있다.The reverse current prevention unit 121 may prevent a reverse current caused by energy stored in the energy storage unit 122 from flowing through the first output terminal and the second output terminal. The reverse current prevention unit 121 may include at least one diode including an anode connected to the first output terminal. In FIG. 3 , the case in which the reverse current prevention unit 121 includes two diodes D21 and D22 is exemplified, but the number of diodes constituting the reverse current prevention unit 121 may be appropriately adjusted as necessary. can

에너지 저장부(122)는 과전압(예를 들면, 서지 전압)에 의한 에너지를 저장하고, 저장된 에너지를 방전할 수 있다. 또한, 에너지 저장부(122)는 과전압(예를 들면, 서지 전압)이 다른 회로 소자로 인가되는 것을 방지하는 기능도 수행할 수 있다. 에너지 저장부(122)는 커패시터(C21, C22) 및 커패시터(C21, C22)와 병렬로 연결된 저항(R21, R22)을 포함할 수 있다. 도 3에서는 2개의 루프들(즉, 커패시터(C21)와 저항(R21)으로 이루어진 제1 루프와 커패시터(C22)와 저항(R22)으로 이루어진 제2 루프)이 직렬로 연결된 경우를 예시하고 있으나, 루프들의 개수는 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다. 커패시터(C21, C22)들 각각은 과전압에 의한 에너지를 저장할 수 있다. 저항(R21, R22)들 각각은 커패시터(C21, C22)들 각각에 저장된 에너지를 방전시킬 수 있다. 경우에 따라, 저항(R21, R22)들 각각이 공기조화기가 오프되었을 때 커패시터(C21, C22)들 각각에 저장된 에너지를 방전시키도록 회로가 구성될 수도 있다. 커패시터들(C21, C22)의 용량은 대략 330㎌ 정도일 수 있으며, 저항들(R21, R22)은 대략 330㏀의 저항값을 가질 수 있다.The energy storage unit 122 may store energy due to overvoltage (eg, surge voltage) and discharge the stored energy. In addition, the energy storage unit 122 may also perform a function of preventing an overvoltage (eg, a surge voltage) from being applied to other circuit elements. The energy storage unit 122 may include capacitors C21 and C22 and resistors R21 and R22 connected in parallel to the capacitors C21 and C22. 3 illustrates a case in which two loops (that is, a first loop made of a capacitor C21 and a resistor R21 and a second loop made of a capacitor C22 and a resistor R22) are connected in series, The number of loops may be appropriately adjusted as needed. Each of the capacitors C21 and C22 may store energy due to overvoltage. Each of the resistors R21 and R22 may discharge energy stored in each of the capacitors C21 and C22. In some cases, the circuit may be configured such that each of the resistors R21 and R22 discharges energy stored in each of the capacitors C21 and C22 when the air conditioner is turned off. Capacitances of the capacitors C21 and C22 may be approximately 330 μF, and the resistors R21 and R22 may have a resistance value of approximately 330 kΩ.

돌입전류 방지부(123)는 공기조화기가 온될 때 발생되는 돌입전류로 인한 회로 소자의 소손을 방지할 수 있다. 돌입전류 방지부(123)는 돌입전류 방지 저항(R23), 돌입전류 방지 저항(R23)과 직렬로 연결된 제1 릴레이 스위치(S21), 및 직렬로 연결된 돌입전류 방지 저항(R23) 및 제1 릴레이 스위치(S21)와 병렬로 연결된 제2 릴레이 스위치(S22)를 포함할 수 있다. 제1 릴레이 스위치(S21)와 제2 릴레이 스위치(S22)는 둘 중 하나만 온 되도록 제어될 수 있다. The inrush current prevention unit 123 may prevent damage to circuit elements due to inrush current generated when the air conditioner is turned on. The inrush current prevention unit 123 includes the inrush current prevention resistor R23, the first relay switch S21 connected in series with the inrush current prevention resistor R23, and the inrush current prevention resistor R23 and the first relay connected in series. A second relay switch S22 connected in parallel with the switch S21 may be included. The first relay switch S21 and the second relay switch S22 may be controlled such that only one of them is turned on.

돌입전류 방지 저항(R23)은 고정된 저항값(예들 들면, 10

)을 가지는 저항일 수 있다. 따라서, 온도나 주변 환경의 변화에 관계없이 돌입전류를 방지할 수 있다.The inrush current prevention resistor R23 has a fixed resistance value (eg, 10

) may be a resistor with Accordingly, inrush current can be prevented regardless of changes in temperature or surrounding environment.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 릴레이 스위치를 돌입전류 방지부의 스위칭 소자(S21, S22)로 이용할 수 있다. 릴레이 스위치를 이용함으로써, 과전압 ㅂ보호(120)의 신뢰성이 향상될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a relay switch may be used as the switching elements S21 and S22 of the inrush current prevention unit. By using the relay switch, the reliability of the overvoltage protection 120 can be improved.

벅 컨버터(130)는 정류부(110)로부터 출력된 제1 직류 전원의 전압을 조절한 제2 직류 전원을 출력할 수 있다. 벅 컨버터(130)는 제1 출력 단자와 일단이 연결된 스위칭 소자(S31), 상기 스위칭 소자(S31)와 병렬로 연결된 다이오드(D31), 상기 스위칭 소자(S31)의 타단과 제2 출력 단자 사이에 연결된 다이오드(D32), 및 상기 스위칭 소자(S31)의 타단과 일단이 연결된 인덕터(L31)를 포함할 수 있다. 제3 출력 단자는 인덕터(L31)의 타단일 수 있고, 제2 직류 전원은 제3 출력 단자와 제2 출력 단자 사이로 출력될 수 있다. 다이오드(D31)는 스위칭 소자(S31)의 일단과 연결된 캐소드와 스위칭 소자(S31)의 타단과 연결된 애노드를 포함할 수 있다. 다이오드(D32)는 스위칭 소자(S31)의 타단과 연결된 캐소드와 제2 출력 단자와 연결된 애노드를 포함할 수 있다. 스위칭 소자(S31)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 또는 기타 반도체 스위칭 소자일 수 있다. 스위칭 소자(S31)는 PWM 신호에 의해 제어될 수 있다.The buck converter 130 may output the second DC power obtained by adjusting the voltage of the first DC power output from the rectifying unit 110 . The buck converter 130 includes a switching element S31 having one end connected to the first output terminal, a diode D31 connected in parallel with the switching element S31, and the other end of the switching element S31 and the second output terminal. It may include a connected diode D32, and an inductor L31 connected to the other end and one end of the switching element S31. The third output terminal may be the other end of the inductor L31, and the second DC power may be output between the third output terminal and the second output terminal. The diode D31 may include a cathode connected to one end of the switching element S31 and an anode connected to the other end of the switching element S31. The diode D32 may include a cathode connected to the other end of the switching element S31 and an anode connected to the second output terminal. The switching device S31 may be an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or other semiconductor switching device. The switching element S31 may be controlled by a PWM signal.

커패시터(C_dc)는 제3 출력 단자와 제2 출력 단자 사이에 연결될 수 있다. 즉, 커패시터(C_dc)는 제2 직류 전원이 출력되는 단자들 사이에 연결될 수 있다. 커패시터(C_dc) 양단 전압이 제2 출력 전압일 수 있다. 커패시터(C_dc)의 용량은 수십 ㎌ 이하일 수 있다. 또한, 커패시터(C_dc)는 필름 커패시터일 수 있다. 출력단에 연결된 커패시터(C_dc)의 용량이 수십 ㎌ 이하인 경우를 커패시터리스 기반의 모터 구동 장치라 할 수 있다.The capacitor C_dc may be connected between the third output terminal and the second output terminal. That is, the capacitor C_dc may be connected between terminals to which the second DC power is output. A voltage across the capacitor C_dc may be the second output voltage. The capacitor C_dc may have a capacity of several tens of μF or less. Also, the capacitor C_dc may be a film capacitor. A case in which the capacity of the capacitor C_dc connected to the output terminal is several tens of μF or less may be referred to as a capacitorless-based motor driving device.

변환부(140)는 제2 직류 전원을 부하를 구동하기 위한 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 부하를 구동하기 위한 전원은 교류 전원일 수 있다. 즉, 변환부(140)는 제2 직류 전원을 출력 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 변환부(140)는 인버터 또는 인버터를 포함한 지능형 파워 모듈(Intelligent Power Module : IPM)을 포함할 수 있다.The conversion unit 140 may convert the second DC power into power for driving a load and output the converted power. A power source for driving the load may be an AC power source. That is, the converter 140 may convert the second DC power into an output AC power and output the converted power. The converter 140 may include an inverter or an intelligent power module (IPM) including an inverter.

도시하지는 않았지만, 정류부(110)는 리액터 및/또는 스위칭 소자 등 기타 필요한 회로 소자들을 더 구비할 수 있다.Although not shown, the rectifier 110 may further include other necessary circuit elements such as a reactor and/or a switching element.

도시하지는 않았지만, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치는 적어도 하나 이상의 제어부 및 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 센서는 외부 전원(300)으로부터 입력되는 입력 전압, 외부 전원(300)으로부터 입력되는 입력 전류, 커패시터(C_dc) 양단 전압, 및 부하(200)로 출력되는 출력 전류 중 적어도 하나 이상을 검출할 수 있다. 적어도 하나 이상의 제어부는 적어도 하나 이상의 센서에 의해 검출된 값에 기초하여 모터 구동 장치의 각 구성요소를 제어할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나 이상의 제어부는 외부 전원(300)으로부터 입력되는 입력 전압, 외부 전원(300)으로부터 입력되는 입력 전류, 및 커패시터(C_dc) 양단 전압 중 적어도 하나 이상에 기초하여 모터 구동 장치가 외부 전원으로 공급되는 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 동작을 제어할 수 있다. 및/또는, 제어부는 부하(200)로 출력되는 출력 전류 등에 기초하여 직류 전원을 출력 전원으로 변환하는 동작을 제어할 수 있다.Although not shown, the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention may include at least one control unit and at least one sensor. At least one sensor detects at least one of an input voltage input from the external power source 300 , an input current input from the external power source 300 , a voltage across the capacitor C_dc , and an output current output to the load 200 . can do. At least one control unit may control each component of the motor driving apparatus based on values detected by at least one or more sensors. For example, the at least one control unit may control the motor driving device to control the external power supply based on at least one of an input voltage input from the external power source 300 , an input current input from the external power source 300 , and a voltage across the capacitor C_dc . An operation of converting input AC power supplied as power to DC power may be controlled. And/or, the controller may control an operation of converting DC power into output power based on an output current output to the load 200 .

또한, 돌입전류 방지부(123)는 경우에 따라 생략될 수 있다.Also, the inrush current prevention unit 123 may be omitted in some cases.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 과전압 보호부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the operation of the overvoltage protection unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

과전압이 인가되면, 다이오드(D21, D22)가 턴온되며, 과전압에 의한 에너지가 커패시터(C21, C22)에 저장될 수 있다. 즉, 커패시터(C21, C22)에 의해 과전압이 다른 회로 소자에 영향을 미치는 것이 방지될 수 있다. 또한, 커패시터(C21, C22)에 의해 급격한 전압의 상승이 방지될 수 있다.When the overvoltage is applied, the diodes D21 and D22 are turned on, and energy due to the overvoltage may be stored in the capacitors C21 and C22. That is, it is possible to prevent the overvoltage from affecting other circuit elements by the capacitors C21 and C22. In addition, an abrupt increase in voltage may be prevented by the capacitors C21 and C22.

커패시터(C21)와 저항(R21)은 폐루프를 형성하고, 커패시터(C22)와 저항(R22)은 폐루프를 형성한다. 따라서, 커패시터(C21)에 저장된 에너지는 저항(R21)을 통해 소모되며, 커패시터(C22)에 저장된 에너지는 저항(R22)를 통해 소모된다. 즉, 커패시터들(C21, C22)에 저장된 에너지가 방전된다.The capacitor C21 and the resistor R21 form a closed loop, and the capacitor C22 and the resistor R22 form a closed loop. Accordingly, the energy stored in the capacitor C21 is consumed through the resistor R21, and the energy stored in the capacitor C22 is consumed through the resistor R22. That is, the energy stored in the capacitors C21 and C22 is discharged.

또한, 다이오드(D21, D22)에 의해, 커패시터(C21, C22)에 저장된 에너지가 정류부(도 3의 110)의 출력단으로 역류되는 것이 방지될 수 있다.In addition, by the diodes D21 and D22, the energy stored in the capacitors C21 and C22 may be prevented from flowing back to the output terminal of the rectifier (110 in FIG. 3).

또한, 정상 동작시, 커패시터(C21, C22)의 양단 전압은 외부 전원 공급 장치(도 3의 300)로부터 입력된 입력 교류 전원의 전압에 따라 결정된 소정의 전압으로 될 수 있다. 이후, 공기조화기로의 전원 공급이 중단되면, 커패시터(C21, C22)에 충전된 에너지는 저항(R21, R22)을 통해 방전될 수 있다.Also, during normal operation, the voltages across the capacitors C21 and C22 may be a predetermined voltage determined according to the voltage of the input AC power input from the external power supply device (300 in FIG. 3 ). Thereafter, when the power supply to the air conditioner is stopped, the energy charged in the capacitors C21 and C22 may be discharged through the resistors R21 and R22.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치의 과전압 보호부의 돌입전류 방지부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.5 is a timing diagram for explaining the operation of the inrush current prevention unit of the overvoltage protection unit of the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가될 때, 돌입전류 방지 저항(도 3의 R23)이 돌입 전류를 막기 위해 사용된다. 다만, 전원이 인가되자마자 에너지 저장부(도 3의 122)의 커패시터(도 3의 C21, C22)에 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해, 제1 릴레이 스위치(S21)는 전원이 인가된 시점(즉, 전원 스위치가 온 된 시점)에서 소정의 지연 시간이 경과한 이후에 온 될 수 있다. 이때, 제2 릴레이 스위치(S22)는 오프 상태를 유지할 수 있다.First, when power is applied to the air conditioner, the inrush current prevention resistor (R23 in FIG. 3 ) is used to prevent the inrush current. However, in order to prevent current from flowing in the capacitors (C21, C22 of FIG. 3) of the energy storage unit (122 of FIG. 3) as soon as power is applied, the first relay switch S21 is , when the power switch is turned on) may be turned on after a predetermined delay time elapses. In this case, the second relay switch S22 may maintain an off state.

이후, 정상 동작시, 제1 릴레이 스위치(S21)는 오프되고, 제2 릴레이 스위치(S22)는 온될 수 있다. 따라서, 정상 동작시 돌입전류 방지 저항(R23)으로 전류가 흐르지 않아 불필요한 전력 소비를 방지할 수 있다.Thereafter, during a normal operation, the first relay switch S21 may be turned off and the second relay switch S22 may be turned on. Therefore, during normal operation, current does not flow through the inrush current prevention resistor R23, so unnecessary power consumption can be prevented.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 과전압(예를 들면, 4㎸의 서지 전압)이 인가된 경우의 전압 변화를 나타낸 도면이다. 도 6에서, (a)는 서지 전압을 포함하는 입력 교류 전원을, (b)는 비교예의 벅 컨버터의 스위칭 소자(도 3의 S31)에 인가되는 전압을, (c)는 본 발명의 벅 컨버터의 스위칭 소자(도 3의 S31)에 인가되는 전압을 각각 나타낸다. 여기서, 비교예는 본 발명의 일실시예에 따른 과전압 보호부(도 3의 120)를 구비하지 않은 경우이다.6 is a diagram illustrating a voltage change when an overvoltage (eg, a surge voltage of 4 kV) is applied to a motor driving apparatus and an air conditioner having the same according to an embodiment of the present invention. In FIG. 6, (a) is an input AC power source including a surge voltage, (b) is a voltage applied to the switching element (S31 in FIG. 3) of the buck converter of the comparative example, (c) is the buck converter of the present invention voltages applied to the switching elements (S31 in FIG. 3) of , respectively. Here, the comparative example is a case in which the overvoltage protection unit ( 120 in FIG. 3 ) according to an embodiment of the present invention is not provided.

도 6으로부터 알 수 있듯이, 비교예의 경우 서지 전압이 인가되면 벅 컨버터의 스위칭 소자(도 3의 S31)에 약 2㎸의 전압이 걸리게 되나, 본 발명의 일실시예의 경우 벅 컨버터의 스위칭 소자(도 3의 S31)에 약 1.08㎸의 전압이 걸리게 됨을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 서지 전압이 인가되더라도 벅 컨버터의 스위칭 소자(도 3의 S31)의 소손이 방지될 수 있다. 이와 유사하게, 변환부를 구성하는 스위칭 소자 등 다양한 회로 소자의 소손도 방지될 수 있다.As can be seen from FIG. 6, in the case of the comparative example, when a surge voltage is applied, a voltage of about 2 kV is applied to the switching element (S31 of FIG. 3) of the buck converter, but in the case of an embodiment of the present invention, the switching element of the buck converter (Fig. It can be seen that a voltage of about 1.08 kV is applied to S31) of 3). That is, according to an embodiment of the present invention, even when a surge voltage is applied, the burning of the switching element (S31 of FIG. 3 ) of the buck converter can be prevented. Similarly, damage to various circuit elements such as switching elements constituting the converter can be prevented.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification. It is obvious that variations can be made. In addition, although the effects according to the configuration of the present invention are not explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the configuration should also be recognized.

1 : 공기조화기 2 : 실내기
3 : 실외기 110 : 정류부
120 : 과전압 보호부 130 : 벅 컨버터
140 : 변환부 200 : 부하
300 : 외부 전원1: air conditioner 2: indoor unit
3: outdoor unit 110: rectifying unit
120: overvoltage protection unit 130: buck converter
140: conversion unit 200: load
300: external power

Claims

a rectifying unit rectifying the input AC power input from the external power supply device and outputting the first DC power;
a buck converter for outputting a second DC power by adjusting the voltage of the first DC power;
a conversion unit for converting the second DC power into an output AC power and outputting; and
An overvoltage protection unit for preventing overvoltage from being applied to the buck converter,
The overvoltage protection unit is disposed between the rectifying unit and the buck converter, and stores and discharges energy due to overvoltage.

The method of claim 1, wherein the overvoltage protection unit
a reverse current prevention unit connected between a first output terminal to which the first DC power is output and a second output terminal; and
and an energy storage unit connected in series with the reverse current prevention unit and discharging after storing energy due to the overvoltage.

According to claim 2, wherein the reverse current prevention unit
and a diode including an anode connected to the first output terminal and a cathode connected to the energy storage unit.

According to claim 2, wherein the energy storage unit
a capacitor connected between the first output terminal and the second output terminal and configured to store energy due to the overvoltage; and
and a resistor connected in parallel with the capacitor.

The method of claim 2, wherein the overvoltage protection unit
Further comprising an inrush current prevention unit connected in series with the energy storage unit,
The inrush current prevention unit
an inrush current prevention resistor and a first relay switch connected in series with each other; and
and a second relay switch connected in parallel with the inrush current prevention resistor and the first relay switch.

6. The method of claim 5,
The first relay switch is turned on at a first time point when a first time elapses after power is applied to the motor driving device, and is turned off at a second time point when a second time elapses from the first time point,
The second relay switch is turned on at the second time point.

an indoor heat exchanger disposed on the indoor side;
an indoor fan for flowing air around the indoor heat exchanger;
an indoor fan motor rotating the indoor fan;
a compressor that compresses the refrigerant;
a compressor motor for operating the compressor;
an outdoor heat exchanger disposed on the outdoor side;
an outdoor fan for flowing air around the outdoor heat exchanger;
an outdoor fan motor rotating the outdoor fan;
at least one pipe connecting the compressor, the outdoor heat exchanger, and the indoor heat exchanger, and through which a refrigerant flows; and
a motor driving device for driving at least one of the indoor fan motor, the compressor motor, and the outdoor fan motor;
The motor driving device is
a rectifying unit rectifying the input AC power input from the external power supply device and outputting the first DC power;
a buck converter for outputting a second DC power by regulating the voltage of the first DC power;
a converter for converting the second DC power into an output AC power and outputting; and
An overvoltage protection unit for preventing overvoltage from being applied to the buck converter,
The overvoltage protection unit is disposed between the rectifying unit and the buck converter, and stores and discharges energy due to the overvoltage.

The method of claim 7, wherein the overvoltage protection unit
a reverse current prevention unit connected between a first output terminal to which the first DC power is output and a second output terminal; and
and an energy storage unit connected in series with the reverse current prevention unit and discharging after storing energy due to the overvoltage.

The method of claim 8, wherein the energy storage unit
a capacitor connected between the first output terminal and the second output terminal and configured to store energy due to the overvoltage; and
and a resistor connected in parallel with the capacitor.

The method of claim 8, wherein the overvoltage protection unit
Further comprising an inrush current prevention unit connected in series with the energy storage unit,
The inrush current prevention unit
an inrush current prevention resistor and a first relay switch connected in series with each other; and
and a second relay switch connected in parallel with the inrush current prevention resistor and the first relay switch.