KR20220157239A

KR20220157239A - 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기

Info

Publication number: KR20220157239A
Application number: KR1020210065083A
Authority: KR
Inventors: 서보환; 김경민; 이승주; 정지연
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-11-29
Also published as: KR102579780B1

Abstract

본 발명은 자기베어링 적용 모터에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다. 본 발명에서는 LLC 컨버터에 인가되는 입력 전압 대비 출력 전압의 비를 일정하게 유지하기 위해, 기준 전압 구간을 설정하여 출력 전압을 가변제어를 수행하도록 구현하였다. 또한, 입력 전압과 목표 전압의 차이에 따라 데드 타임(Dead Time)의 가변제어를 수행하도록 구현하였다. 그에 따라, LLC 컨버터의 설계를 용이하게 하고 제어 성능이 향상되며, 나아가 자기베어링 성능을 안정적으로 향상시킬 수 있다.

Description

전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기{POWER TRANSFORMING APPARATUS AND AIR CONDITIONER INCLUDING THE SAME}

본 발명은 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 자기베어링 적용 모터에 안정적으로 전원을 공급할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 조화기의 압축기는 모터를 구동원으로 이용하고 있다. 모터는, 일반적으로 고정자의 내부에 위치한 회전축이 물리적으로 접촉되는 베어링에 의해 지지되는 구조를 갖는다. 최근에는, 고속으로 회전하는 모터의 개발 필요성에 따라, 자기베어링에 의하여 회전축이 물리적인 접촉 없이도 지지되는 고속회전용 모터가 개발되었다. 이와 같이, 자기베어링이 적용된 모터에도 전력 변환 장치를 통해 전력이 공급된다.

이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 역률 제어부 및 인버터 방식의 전력 변환부를 구성하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 구체적으로, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류부에서 정류된 전압은 인버터와 같은 전력 변환부에 공급된다. 이때, 전력 변환부는, 정류부에서 출력된 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 교류 전력을 생성한다. 또, 경우에 따라, 정류부와 인버터 사이에 역률 개선을 위한 직류-직류 컨버터(DC-DC converter)가 구비될 수 있다.

한편, 이러한 전력 변환 장치와 공기 조화기는 정전시에도 자기베어링의 역할을 유지하기 위한 전원 공급이 필수적이다. 일반적으로, 정전시에도 자기베어링의 역할을 유지하기 위하여 전력 변환 장치에 무정전전원공급장치(UPS, Uninterruptible power supply)를 사용한다.

무정전전원공급장치(UPS)란, 정전 등으로 전원 공급이 불능이 되었을 때, 순간에 대체 전원을 공급하는 장치를 의미한다. 이러한 무정전전원공급장치(UPS)는 고가이며, 배터리를 내장하고 있기 때문에 유지보수가 필요하다 또한, 사용 온도가 제한적이라는 단점이 있다.

또한, 이러한 전력 변환 장치와 공기 조화기는, 자기베어링의 고장 및 제어 불안시에, 자기베어링 코일을 보호하기 위한 백업베어링이 필요하다. 백업베어링은, 순간적인 과도 상태의 마찰과 속도에 견딜수 있도록 설계 되어 있다. 이러한 백업베어링은, 고속 회전시 정전시이나 고장이 발생하는 경우 소손되거나 수명이 감소할 수 있으며, 심각한 경우 제품 파손까지 야기할 수 있다. 일반적으로 백업베어링의 수명은 약 10~100회 미만이다. 백업베어링 이상 발생시, 제품의 동작이 중단되면, 교체로 인한 유지보수 비용이 많이 발생한다.

이러한 전력 변환 장치에는 일반적으로 LLC 컨버터가 사용될 수 있다. LLC 컨버터는 무부하 상태에서도 좁은 변환 주파수 범위와 ZVS를 보장하는 것으로 알려져 있다. 또한, 넓은 출력 제어가 가능하며, 입력전압과 출력전압을 일정하게 유지하여 높은 출력 효율 특성을 갖는다.

한편, 자기베어링 적용 모터 및 이를 포함하는 공기조화기에 사용되는 전력 변환 장치의 DC 전압은 계통의 전압 변동으로 인해 넓은 전압 범위를 가진다. 이에, DC 전압과 직접 연결되는 LLC 컨버터를 설계하기가 쉽지 않다.

LLC 컨버터 설계에 많이 사용되는 방법으로 PFC 와 LLC 컨버터의 조합이 있다. 구체적으로, 앞단의 PFC가 넓게 변동되는 DC 전압을 일정하게 유지하고 뒷단의 LLC 컨버터는 원하는 DC 전압으로 승/강압 하는 방식이다. 그러나, 이러한 설계 방식은 앞단의 PFC에 대한 신뢰성과 LLC 컨버터의 신뢰성이 동시에 보장되어야만 할 뿐만 아니라 부품 가격 증가에 따른 제품 가격도 많이 상승하게 된다.

한편, 한국 공개특허 2017-0106704(이하, '선행문헌1')에는, 입력단 측의 EMI를 저감시키기 위해, PFC(Power Factor Correction)의 듀티(Duty)를 지속적으로 가변하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 선행문헌1에 의하면 회로의 구현이 복잡하고 가격이 상승하게 된다. 또, 모터 전류를 단속함에 따라 고압의 펄스가 발생되므로 노이즈가 발생할 수 있다.

또한, 한국 공개특허 2018-0069639(이하, '선행문헌2')에는, 스위치의 기생 커패시터 성분인 Cgs가 온도변화에 따라 변화하는 특성을 이용한 데드타임 가변 방법을 개시한다. 그러나, 선행문헌2에 의하면, 온도변화에 따른 특성을 이용한다는 점에서 데드타임 가변의 정확도가 높지 않다.

또한, 한국 공개특허 2008-7031712(이하, '선행문헌3')에는, 모터가 회전속도에 따라 역기전력 전압이 가변되는 것을 이용하는 방법이다. 선행문헌3에 의하면, 모터를 제어하기 위하여 역기전력 전압 보다 높은 DC 전압이 있을 경우여야한다는 제한이 있다.

본 발명은 LLC 컨버터의 입력 전압 대비 출력 전압의 비를 일정하게 유지하여, 자기베어링 적용 모터에 안정적으로 일정 전압의 전원을 공급할 수 있는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 LLC 컨버터의 입력 전압 대비 출력 전압의 비율로 제어함으로써, LLC 컨버터의 설계가 용이한 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 LLC 성능 향상에 유리하고 자기베어링 성능 유지에 보다 효율적인 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치는, 자기베어링 적용 모터에 전원을 공급하는 전력 변환 장치에 있어서, 3상 전원으로부터 교류 전압을 공급받아 직류 전압으로 변환하는 정류부; 및 상기 정류부로부터 직류 전압을 공급받아 컨버터부에 인가하는 인버터부를 포함하고, 상기 컨버터부는 컨버터 제어부에 의해 동작하며, 상기 인버터부로부터 상기 직류 전압을 입력 전압으로 인가받아 출력 전압을 생성하여 자기베어링 제어부에 제공하고, 상기 컨버터 제어부는, 상기 컨버터부에 인가된 상기 입력 전압을 기설정된 정전압과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 출력 전압을 가변 제어한다.

실시 예에서, 상기 컨버터 제어부는, 상기 비교 결과, 상기 입력 전압의 크기가 상기 기설정된 정전압의 일정 범위를 벗어난 것에 응답하여, 상기 출력 전압의 크기를 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터 제어부는, 상기 입력 전압의 크기가 상기 기설정된 정전압의 일정 범위보다 감소하여 제1 입력 전압 범위에 포함되는 것에 응답하여, 상기 출력 전압의 크기가 상기 제1 입력 전압 범위에 대응되는 비율로 감소하도록 출력 듀티(duty)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터 제어부는, 상기 입력 전압의 크기가 상기 기설정된 정전압의 일정 범위보다 증가하여 제2 입력 전압 범위에 포함되는 것에 응답하여, 상기 출력 전압의 크기가 상기 제2 입력 전압 범위에 대응되는 비율로 증가하도록 출력 듀티(duty)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터 제어부는, 상기 입력 전압의 맥동 전압이 발생한 것에 응답하여 상기 출력 전압을 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터 제어부는, 상기 입력 전압과 상기 기설정된 정전압 간의 차이에 기초하여, 상기 출력 전압의 맥동 전압이 감소하도록 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터 제어부는, 상기 기설정된 정전압에 대응되는 기준 출력 전압이 증가한 것에 응답하여 데드타임(Dead Time)을 증가시키고 상기 출력 전압을 감소시키는 가변 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터 제어부는, 상기 기설정된 정전압에 대응되는 기준 출력 전압이 감소한 것에 응답하여 데드타임(Dead Time)을 감소시키고 상기 출력 전압을 증가시키는 가변 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 출력 전압의 가변 제어는, 상기 비교 결과에 근거하여 구분되는 복수의 구간들 중에서, 상기 입력 전압이 상기 기설정된 정전압의 일정 범위 보다 작거가 또는 큰 전압 구간에서만 수행되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터부는, 복수의 스위칭 소자를 포함하며, 구동신호에 근거하여 상기 입력 전압을 강압 또는 승압하도록 스위칭하는 스위치부; 상기 강압 또는 승압된 전압의 주파수 특성을 변환하는 공진회로부; 및 복수의 정류 다이오드들을 포함하고, 상기 공진회로부로부터 변압기를 거쳐 유기된 전압을 정류하는 정류부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 공진회로부는, 적어도 하나의 션트 인덕터(Lm), 공진 인덕터(Lr), 및 공진 커패시터(Cr)를 포함하고, 상기 션트 인덕터(Lm)는 상기 스위치부와 병렬 연결되며 상기 공진 인덕터(Lr)와 상기 공진 커패시터(Cr) 간에 공진이 발생하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터는, 상기 정류부를 통해 정류된 전압을 필터링하여 자기베어링 제어부에 인가하는 직류 링크 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 컨버터의 초기 기동시, 상기 공진회로부의 2차측 출력 전압이 전압 지령보다 높게 증가한 것에 응답하여, 데드 타임(Dead Time)이 증가되고 상기 스위치부의 스위치들은 턴-오프(turn-off)되는 것을 특징으로 한다.

또한, 위의 실시 예들 각각은 그러한 전력 변환 장치를 포함하는 공기 조화기에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 의하면, LLC 컨버터의 입력 전압 대비 출력 전압의 비를 일정하게 유지하도록 제어함으로써, LLC 컨버터의 설계가 용이하고 LLC 성능 향상이 증가된다.

또한, 본 발명에 따른 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기에 의하면, 제품 보증 범위 내에서 일정한 전압을 유지하도록 제어함으로써, 자기베어링 성능 유지에 보다 뛰어나다.

도 1은 본 발명에 따라 UPS 장치 없이 자기베어링이 적용된 전력 변환 장치의 대표 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따라, LLC 컨버터의 가변 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른, LLC 컨버터의 예시 설계 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따라, 구간별 전압 가변 제어를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라, 일정 전압 제어 대비 가변 제어 전압의 게인(gain) 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따라, 부하 고정시, 입력 전압의 변동에 따른 운전 파형을 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따라, 데드타임(DeadTime) 가변에 따른 출력 전압의 가변 제어를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따라, 입력 전압에 맥동 전압의 주입시 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따라, 저부하 및 무부하 조건에서 초기 LLC 컨버터 기동시, 데드타임(DeadTime) 가변 제어를 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템, 즉 UPS 장치 없이 자기베어링이 적용된 전력 변환 장치의 예시를 보여준다.

본 발명에 따른 전력 변환 장치(100)는, 3상 정류부(30), 직류 링크 커패시터(35), 3상 인버터(40), 강압 트랜스(102), 보조 회로부(103), DC/DC 컨버터부(106), 자기베어링 제어부(80), 인버터 제어부(90)를 포함하며, AC 전압을 제공하는 MCCB(10) 및 자기베어링이 적용된 3상 모터(50)와 연결된다.

본 발명에 따른 전력 변환 장치(100)는, 초기 동작시 MCCB(10)에 입력된 3상 교류 전압이 강압 트랜스(102)를 거쳐 DC/DC 컨버터부(105)에 공급된다.

본 발명에서 강압 트랜스(102)는 380V : 220V가 1:2 구조를 취하는 형태로 구현된다. 구체적으로, 강압 트랜스(102)는 3상 전원의 선간전압(R,T상)을 220V로 강압함으로써, 상위 제어기(사이클제어)와 인버터/자기베어링 제어를 위한 AC 전압을 공급하는 역할을 한다.

상기 강압 트랜스(102)는, 초기 구동을 위하여, 별도의 탭(Tap)을 분리하여 DC/DC 컨버터부(105)에 제어 전원을 공급한다. 이는, 종래의 전력 변환 장치의 강압 트랜스(60, 도 1)가 UPS 장치(70)에 대해 단일 출력 구조(500VA ~3000VA 정도)로 연결된 구조와는 구별된다.

상기 강압 트랜스(102)는, 이와 같이 별도의 분리 탭(Tap) 구조를 취함으로써, DC/DC 컨버터부(105)의 초기 제어전원용으로 매우 작은 출력비(예, 1:9)를 필요로 한다.

따라서, DC/DC 컨버터부(105)의 초기 제어시에는 강압 트랜스(102)로부터 입력받은 AC전원(220V)을 사용하다가, 3상 인버터부(40)의 초기 충전 동작이 완료되면, DC/DC 컨버터부(105)와 3상 인버터부(40)에서의 각 전압의 전위 차이에 따라 인버터측의 직류 커패시터(35)의 DC 전압으로 변경된다.

한편, 비록 도시되지는 않았지만, 다른 예에서는 강압 트랜스(102)가 도 1의 강압 트랜스(60)와 함께 별도의 강압용 외장 트랜스가 하나 더 추가된 구조 형태를 취할 수 있다.

3상 정류부(30)는 리액터(20)를 지난 3상 교류 전원을 공급받아 직류 전원으로 변환하여 3상 인버터(40)에 공급한다.

상기 3상 정류부(30)는 상단에 사이리스터(SCR, 실리콘 제어 정류 소자)를 포함하는 반파 위상 제어 정류기의 구조를 취할 수 있다.

상기 3상 정류부(30)는 정상 동작시에는, 3상 인버터부(40)의 초기충전과 AC 입력 역률을 제어하는 역할을 한다. 또한, 정전시에는, 회생 역전압을 방지하기 위하여, 모터 회생 전압 제어로부터 3상 AC 입력을 분리하기 위한 차단기 역할을 한다.

3상 인버터부(40)는 6개의 전력용스위칭 소자(IGBT)와 이를 구동하기 위한 게이트 드라이브 회로를 포함하여 이루어질 수 있다.

IGBT는 전력 MOSFET(metal oxide semi-conductor field effect transistor)과 바이폴라 트랜지스터(bipolar transitor)의 구조를 가지는 스위칭(switching) 소자로서, 구동전력이 작고, 고속 스위칭, 고내압화, 고전류 밀도화가 가능한 소자이다.

상기 3상 인버터부(40)는 정상 동작시에는 전압형 인버터로 직류 전압을 교류 전압으로 가변하여 압축기의 3상 모터(50)를 회전시킨다. 또한, 정전시에는, 압축기의 압력차이에 의해 역회전하는 3상 모터(50)의 발전 전압을 승압하기 위해, 3상 PWM 승압 컨버터로서 동작한다. 이 때, 3상 인버터부(40)에 의해 제어되는 전압은 3상 모터(50)의 역기전력 전압보다 커야 한다.

DC/DC 컨버터부(105)는, 정상 동작시 전원 라인(108)을 통해 인버터 제어부(90)와 자기베어링 제어부(80)에 DC 전원을 공급한다.

DC/DC 컨버터부(105)는 정전 검출 기능을 수행한다. 정전 검출시, 상기 DC/DC 컨버터부(105)는 통신 라인(107)을 통해서 인버터 제어부(90)와 자기베어링 제어기(80)에 정전 검출 신호를 제공한다.

또, DC/DC 컨버터부(105)는 입력 DC 전압 대비 출력 DC 전압의 비(ratio)를 일정하게 제어한다. DC/DC 컨버터부(105)는 컨버터 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.

보조 회로부(103)는, 초기에는 AC/DC 정류를 수행하여 자기베어링 제어부(80)와 인버터 제어부(90)에 전원을 공급한다.

상기 보조 회로부(103)는, 초기 충전 후 정상 동작시에는 출력 전압이 상승하며, DC 릴레이부(106)가 오프(off) 된 것에 응답하여, 전원 공급이 차단된다.

상기 보조 회로부(103)는, DC/DC 컨버터부(105)의 고장 검출시 DC 릴레이부(106)가 온(on)으로 변경된 것에 응답하여, 자기베어링 제어부(80)와 인버터 제어부(90)에 전원을 공급한다. 즉, DC/DC 컨버터부(105)의 고장시 모드 전환이 가능하다.

DC 릴레이부(106)의 온/오프 제어는 DC/DC 컨버터부(105)의 컨버터 제어기에 의해 수행될 수 있다.

상기 보조 회로부(103)는 상기 초기 충전과 상기 모드 전환시 출력전압의 차이에 의해 발생하는 돌입전류를 제한(또는, 제거)하기 위해, NTC 또는 고정저항기를 포함할 수 있다. 그에 따라 자기베어링 제어부(80)와 인버터 제어부(90)에 과도 상태 없이 안정적인 전원 공급이 가능하다.

자기베어링 제어부(80)는, 3상 모터(50)에 적용된 자기베어링에 전류를 인가하여 3상 모터(50)의 샤프트(Shaft)를 부상시키는 역할을 한다.

또, 비록 자세히 도시되지는 않았지만, 자기베어링(AMB) 제어부(80)는 컨트롤 보드, 전류 엠프, 및 전원공급장치(SMPS)를 포함할 수 있다.

인버터 제어부(90)는, 정상 동작시에는 3상 정류부(30)의 사이리스터(SCR, 실리콘 제어 정류 소자)와 인버터부(40)의 IGBT를 구동하기 위한 PWM을 출력한다. 그에 따라, 3상 모터(50)를 원하는 속도로 가변제어하는 속도 제어를 수행한다.

또한, 인버터 제어부(90)는, 3상 모터(50)에 초기 충전을 위한 초기 충전 회로(101)의 제어를 수행한다. 또한, 인버터 제어부(90)는, 정전 시에 DC/DC 컨버터부(105)로부터 정전 검출 신호가 입력된 것에 응답하여, 인버터부(40)가 승압 컨버터로 동작하도록 제어한다.

한편, 본 발명에서 상기 DC/DC 컨버터부(105)는 이하에서는 컨버터(200, 도 2)와 컨버터 제어부(230)로 구별하여 지칭될 수 있다. 또한, 상기 컨버터(200)는 LLC 컨버터 또는 LLC 회로로 혼용하여 명명될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

LLC 컨버터는 출력 효율은 높지만, 부하, 입력 전압 및 출력 전압의 비에 따라 제어 주파수가 변동된다. 이에, 최대 효율 지점에서 컨버터를 동작시키기 위해 입력 전압과 출력 전압의 비가 최대한 일정하게 유지되도록 설계되어야한다.

본 발명에서는, LLC 컨버터의 입력에 넓은 범위의 DC 전압이 입력될 때 입력 전압과 출력 전압의 비의 변화가 최소화되면서, 설계가 용이한 가변 제어 방법을 구현하였다.

이하, 도 2는 본 발명에 따라 LLC 컨버터의 가변 제어 방법을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전력 변환 장치는, 3상 전원(10)과 연결되어 전압을 공급받고, 이를 변환하여, 자기베어링이 적용된 모터(50)에 제공한다. 상기 전력 변환 장치는, 정류부(210), 컨버터(220), 컨버터 제어부(230), 인버터(240), 인버터 제어부(250), 자기베어링 제어부(360)를 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 도 2에서는 회로도의 단순한 표현을 위해, 정류부(210)와 인버터(240) 사이에 컨버터(220)가 직접 연결된 것처럼 도시되었으나, 정류부(210)를 통해 정류된 전원은 인버터(240)에 제공되거나 또는 컨버터(220)에 제공될 수 있다. 또는, 정류부(210)를 통해 정류된 전원은 인버터(240)를 거친 다음에 컨버터(220)에 제공될 수 있다.

또한, 컨버터(220)는 전술한 바와 같이(도 1을 참조하여 설명) 인버터(240)로부터 전원을 공급받아, 자기베어링 수행을 위해 자기베어링 제어부(260)에 전압을 공급할 수 있다.

상기 정류부(210)는 3상 전원(10)으로부터 교류 전원을 공급받아 직류 전원으로 변환하여 컨버터(220) 또는 인버터(240)에 공급한다.

컨버터(220)는 컨버터 제어부(230)에 의해 제어되며, 정류부(210)로부터 정류된 DC 전압 또는 인버터(240)로부터 공급된 DC 전압을 승압/강압하거나 또는 역률을 제어한다.

구체적으로, 컨버터(220)는 인터버(240)로부터 DC 전압을 입력 전압으로 공급받는다. 그리고, 상기 컨버터(220)는 입력 전압을 승압/강압하고 입력 전압 및 출력 전압의 비가 일정 비율이 되도록 가변 제어하여, 자기베어링 제어부(260)에 DC 전압을 공급한다.

상기 컨버터 제어부(230)는, 인버터(240)로부터 공급되는 DC 전압을, 전압의 크기에 따라 3구간으로 구분하여, 상기 컨버터(220)를 가변 제어하도록 동작할 수 있다.

또는, 상기 컨버터 제어부(230)는, 인버터(240)로부터 공급되는 DC 전압을, 정전압 범위를 기준 구간으로 하고, 그 보다 적은 입력 전압 구간과 그 보다 큰 입력 전압 구간으로 구분하여, 구간별로 출력 전압을 가변 제어하도록 동작할 수 있다.

구체적으로, 예를 들어 입력 전압의 정전압은 540Vdc 일 수 있다. 그리고, 정전압 540Vdc의 ±15% 범위가 제2구간으로 설정될 수 있다. 이러한 경우, 정전압 구간인 제2구간은 아래의 수학식1에 의해 290V 정전압 구간이 될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, 전압 게인(Gain)을 더욱 감소시키려면 정전압 범위(290V)를 더욱 축소시키면 된다.

한편, 제1구간은 상기 제2구간 대비 DC 입력 전압이 낮은 전압 범위 구간으로 설정된다. 그리고, 제3구간은 상기 제2구간 대비 DC 입력 전압이 높은 전압 범위 구간으로 설정될 수 있다.

예를 들어, 제2구간이 540Vdc ±15% (정전압 범위 290V)로 설정되었다고 가정하자.

그러면, 제1구간은 약 376 Vdc를 입력 전압으로 하고 아래의 수학식2에 의해 240 Vdc 출력 전압으로 제어될 수 있다. 여기에서, 제1구간에서의 입력 전압 대비 출력 전압의 비는 '비율 a'로 명명될 수 있다. 비율 a는 1-정전압 구간의 최소치로서 0.85 일 수 있다.

[수학식 2]

제3구간은 약 750 Vdc를 입력 전압으로 하고 아래의 수학식3에 의해 352Vdc 출력 전압으로 제어될 수 있다. 여기에서, 상기 제3구간에서의 입력 전압 대비 출력 전압의 비는 '비율 b'로 명명될 수 있다. 비율 b는 1+정전압 구간의 최대치로서, 여기에서 비율 b는 예를 들어 1.15일 수 있다.

한편, 전술한 3구간의 구분은, 입력 전압의 가변 정도 또는 부하의 크기 등에 따라 보다 많은 구간으로 구분되거나 보다 적은 구간으로 구분될 수 있을 것이다.

이와 같이, 컨버터 제어부(230)는 자기베어링 제어부(260)에 일정 전압을 공급하기 위해, 입력 전압이 변동되더라도 입력 전압 대비 출력 전압이 일정 비율을 갖도록 출력 전압을 제어할 수 있다.

실시 예에서, 데드타임(Dead Time)이 증가하여 출력 듀티(Duty)가 감소한 경우, 상기 컨버터 제어부(230)는 컨버터(220)의 출력 전압이 감소되도록 제어한다.반면, 데드타임(Dead Time)이 감소하여 출력 듀티(Duty)가 증가한 경우, 상기 컨버터 제어부(230)는 컨버터(220)의 출력 전압을 증가하도록 제어한다.

또한, 컨버터 제어부(230)는 예를 들어 부하 증가에 따라 인버터(240) 또는 컨버터(230)의 DC 전압의 전압 맥동(voltage ripple)이 발생하면, 출력 전압의 가변 제어를 수행한다. 여기에서, 전압 맥동은, 예를 들어 인버터(240)의 출력 전압을 통해 충전되는 직류 링크 커패시터(C)를 통해 흐르는 고주파 전류의 최대 실효치에 따라 달라질 수 있다.

구체적으로, 컨버터 제어부(230)는 인버터(240) 또는 컨버터(230)의 DC 전압과 목표 전압 간의 차이에 기초하여, 전압 맥동이 연동되도록 데드타임(Dead Time)을 가변할 수 있다. 또는, 컨버터 제어부(230)는 인버터(240)의 DC 전압과 목표 전압 간의 차이에 기초하여, 컨버터(220)의 출력 전압의 맥동이 감소되도록 가변 제어할 수 있다.

실시 예에서, 인버터(240) 또는 컨버터(230)의 DC 전압의 전압 맥동 발생시, 상기 컨버터 제어부(230)는 컨버터(220)의 출력 전압에 대해 전압 맥동을 발생시킨다.

구체적으로, 컨버터(220)의 기준 출력 전압(예, 정전압 범위(290Vdc))이 증가한 경우, 상기 컨버터 제어부(230)는 데드타임(Dead Time)을 증가시키고 컨버터(220)의 출력 전압을 감소시키는 가변 제어를 수행할 수 있다.

반면, 컨버터(220)의 기준 출력 전압(예, 정전압 범위(290Vdc))이 감소한 경우, 상기 컨버터 제어부(230)는 데드타임(Dead Time)을 감소시키고 컨버터(220)의 출력 전압을 증가시키는 가변 제어를 수행할 수 있다.

한편, 도 2의 회로에는 비록 도시되지는 않았지만, 인버터(240)의 DC 전압의 전압 맥동 발생을 감지하기 위한 센서가 추가될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 LLC 컨버터의 입력 전압 대비 출력 전압의 비를 일정하게 유지하도록 컨버터의 출력 전압을 제어함으로써, LLC 컨버터의 설계는 용이해지고 성능은 더욱 향상된다.

이하, 도 3은 본 발명에 따른, LLC 컨버터의 예시 설계 회로도를 보여주고 있다. LLC 컨버터는, 입력 전압을 스위칭하기 위한 스위치부(310), 스위치부(310)의 MOSFET 다이오드를 통해 스위칭된 전압을 공진하는 공진부(320), 공진된 전압을 정류하는 정류부(330), 및 커패시터(340)를 포함하여 이루어진다.

상기 스위치부(310)는, LLC 컨버터에 입력된 입력 전압을 제로 크로싱(zero crossing)에 가깝도록 스위칭하며, MOSFET에서 소모되는 전력을 낮추도록 동작 구현될 수 있다.

본 발명에서, 상기 스위치부(310)는 양방향 전력 전달이 복수의 스위치들로 구성된다. 구체적으로, 상기 스위치부(310)를 구성하는 스위치들은 IGBT, MOSFET 등의 반도체 스위치로 구현되는 4개의 스위치가 풀브리지 구조로 연결된 PWM 회로 일 수 있다.

상기 스위치부(310)와 직렬 접속된 공진부(320)를 통해, 스위치부(310)에서 전달된 전압의 주파수 특성이 변환된다.

이를 위해, 상기 공진부(320)는 복수의 인덕터(Lr, Lm)와 하나의 커패시터(Cr)를 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 LLC 컨버터는 LLC 공진 회로가 적용되었다. 도 3에서, 복수의 인덕터(Lr, Lm) 중 하나는 션트 인덕터(Lm)에 해당한다.

상기 션트 인덕터(Lm)는 입력 전압 또는 부하의 변동에 대하여 안정된 출력 전압을 출력하게 한다. 상기 션트 인덕터(Lm)는 트랜스의 자화인덕턴스(Magnetizing inductance)를 이용하게 되어 회로 설계면에서는 마치 LC 직렬 공진회로처럼 보여진다.

또한, 본 발명에 따른 LLC 컨버터에서는, 대칭적 자화 전류와 스위치의 충분한 데드타임(Dead Time)을 통해 ZVS 스위칭(동작)이 가능하다. 그에 따라 스위칭 손실도 감소된다.

상기 공진부(320)에서 공진 인덕터(Lr)와 공진 커패시터(Cr)는 병렬 연결되며, 공진 인덕터(Lr)와 션트 인덕터(Lm)는 직렬 연결된다. 상기 공진부(320)는 LLC 공진 탱크단으로 명명될 수 있고, 전류원으로 동작할 수 있다.

공진부(320)에서, 션트 인덕터(Lm)는 LLC 공진 회로에 병렬로 연결되며, 공진 인덕터(Lr)와 공진 커패시터(Cr) 간에만 공진이 발생한다.

공진부(320)에서 전달된 전압은 변압기(공진부(320) 및 정류부(330) 사이)를 통해 일차측 전압이 소정 레벨의 이차측 전압으로 변환된다. 상기 변압기는 소정 권선비(Np:Ns의 권선비)로 전압 레벨을 변환시킨다.

정류부(330)는 변압기의 이차측(Ns)에 유기된 전압을 정류한다. 이를 위해, 상기 정류부(330)는 4개의 정류 다이오드로 이루어질 수 있다. 상기 정류 다이오드는 단방향으로만 전압을 전달한다.

또한, 비록 도시되지는 않았지만, 상기 스위치부(310)의 스위칭 동작을 제어하여서 부하 전류의 크기와 형태를 제어하는 게이트 구동 회로(미도시)가 추가로 포함될 수 있다. 이러한 경우, 상기 스위치부(310)는 게이트 구동 회로의 구동신호에 기초하여, 구성된 대각선 방향의 스위치 소자들을 동시에 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off)될 수 있다.

커패시터(340)는 정류부(330)를 통해 정류된 전압을 필터링하여 부하측(미도시)에 인가한다. 본 발명에서는, 컨버터(220)와 연결된 자기베어링 제어부(80)가 부하의 한 예가 될 수 있을 것이다. 즉, 커패시터(340)의 출력 전압은 자기베어링의 공급 전압으로써 제공된다.

도 4는 LLC 컨버터에 입력된 정전압을 기준으로 구간별로 출력 전압을 가변 제어하는 것을 보여주는 그래프이다. 또한, 도 5는 LLC 컨버터에서, 일정 전압 제어 대비 가변 제어 전압의 게인(gain) 변화를 보여주는 그래프이다.

도 4에서, 제2구간(412)은 정전압 범위의 구간이다. 제1구간(411)은 정전압 보다 DC 입력 전압이 낮은 전압구간이다. 그리고, 제3구간(413)은 정전압 보다 DC 입력 전압이 높은 전압구간이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1구간(411)에서는 정전압 범위보다 감소된 DC 입력 전압에 대응되도록 출력 전압도 감소시킨 것을 확인할 수 있다. 또한, 제3구간(413)에서는 정전압 범위보다 증가한 DC 입력 전압에 대응되도록 출력 전압도 증가시킨 것을 확인할 수 있다. 그에 따라 가변 출력 전압(410)으로 나타내진다.

예를 들어, 입력 전압의 정전압은 540Vdc 인 경우 ±15% 범위가 제2구간(412)으로 설정될 수 있다. 이때, 출력 전압은 290V 정전압으로 일정하게 유지될 수 있다. 한편, 제1구간(411) 상기 정전압 대비 DC 입력 전압이 낮은 전압 범위, 예를 들어 376 Vdc를 입력 전압으로 설정되고, 이때 출력 전압은 그에 상응하도록 240 Vdc로 가변 제어될 수 있다(전술한 수학식2 참조). 그리고, 제3구간(413)은 상기 정전압 대비 DC 입력 전압이 높은 전압 범위, 예를 들어 750 Vdc 를 입력 전압으로 설정하고, 이때 출력 전압은 그에 상응하도록 증가시켜 352 Vdc로 가변 제어될 수 있다(전술한 수학식3 참조).

도 5는 DC 입력 전압이 일정 전압(예, 290 Vdc)으로 제어되는 경우(502)와 출력 가변 제어되는 경우(501)를 비교한 것이다. 출력 가변 제어되는 경우(501)는 전술한 제1구간(a") 및 제3구간(c")에서만 이루어졌다. 예를 들어, 제1구간(a")에서는 출력 전압이 비율 a로 가변 제어될 수 있다. 제3구간(c")에서는 출력 전압이 비율 b로 가변 제어될 수 있다. 출력 가변 제어되는 경우(501)를 포함한 그래프가 전압 Gain의 차가 더욱 감소되는 것을 확인할 수 있다.

이하, 도 6은 부하 고정시, 입력 전압의 변동에 따른 운전 파형을 보여주는 그래프이다. 여기서, 부하는 예를 들어 40 옴(Ω)으로 가정하였다. 제2구간(602a, 602b)에서는 DC 입력 전압(602)과 DC 출력 전압(601)이 가변 제어를 하지 않아도, 각각 [200V/div]와 [50V/div]로 일정하게 유지된다. 그리고, 부하 전력도 [1kW/div]로 일정하게 유지된다.

한편, 제1구간(601a, 601b)은 DC 입력 전압(602)이 입력 정전압([200V/div]) 대비 약 76V 감소된 경우이다. 이때에는, DC 출력 전압(601)을 가변 제어하여 출력 정전압([50V/div]) 대비 약 31V 감소시킬 수 있다. 이때, 부하 전력은 [1kW/div]로 유지된다.

그리고, 제3구간(603)은 DC 입력 전압(602)이 입력 정전압([200V/div]) 대비 약 114V 감소된 경우이다. 이때에는, DC 출력 전압(601)을 가변 제어하여 출력 정전압([50V/div]) 대비 약 31V 감소시킬 수 있다. 이때에는, 부하 전력이 [2.5kW/div]로 상승하게 된다.

도 7은 데드타임(DeadTime) 가변에 따른 출력 전압의 가변 제어를 보여주는 그래프이다. 그리고, 도 9는 저부하 및 무부하 조건에서 초기 LLC 컨버터 기동시, 데드타임(DeadTime) 가변 제어를 설명하기 위한 그래프이다.

먼저, 도 7을 설명하면, 바이너리 카운트(Binary Count)가 0일 때에는 Low 스위치가 동작하고(턴-온), 1일 때에는 High 스위치가 동작할 수 있다(턴-온).

정전압 대비 입력 전압이 낮은 경우(710), 데드 타임(Dead Time)을 감소시키고(화살표), 출력 전압은 증가시킨다. 반면 정전압 대비 입력 전압이 높은 경우(720), 데드 타임(Dead Time)을 증가시키고(화살표), 출력 전압은 감소시킨다. 여기서, 데드타임은 다음의 수학식 4를 통해 산출된다.

[수학식 4]

데드 타임(Dead Time) = (DC 출력 전압 - 전압지령) * K * Dead Time 기준치

여기에서, 비례 상수 K는 적절한 값으로 설정될 수 있다.

도 9를 설명하면, 저부하 및 무부하 조건에서 초기 LLC 컨버터 기동시, 기준이되는 정전압 대비 실제 DC 입력 전압이 증가함에 따라, 데드 타임(Dead Time)이 출력 듀티 보다 증가하게 된다. 이에, 모든 스위치는 턴-오프(turn off)된다.

도 9에서, 위쪽 그래프에 따르면, LLC 컨버터의 초기 기동시, 2차측 출력 전압(902)이 전압 지령(901) 보다 높게 증가되고, 그에 따라 스위치가 Off되어 예를 들어 IGBT의 하단 스위치 VGE(903)가 구동 전과 같이 감소된 것을 확인할 수 있다.

그리고, 도 9에서 아래쪽 그래프에 따르면, 구간(910)은 전압 지령(904)과 2차측 출력 전압(905)의 차이에 의한 전압 알고리즘을 반영한 것이다. 전압 지령(904)이 2차측 출력 전압(905) 대비 크게 올라서, 데드 타임(Dead Time) 값이 커지기 때문에 모든 스위치가 자동으로 턴-오프(turn-off)된다.

이때, 데드 타임(Dead Time) 계산식(위의 수학식 4)의 비례상수 K와 스위칭 주파수에 따라 스위치가 오프(off)되는 전압차가 다르게 결정될 수 있다.

한편, 도 8은 입력 전압에 맥동 전압을 주입하고, 보상 제어를 수행한 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 도 8에서, 공진 전류(811)가 [20A/div] 일때, LLC 공진 회로의 2차측 출력 전압(812)은 [2.5V/div]일 수 있다.

이러한 조건에서, DC 입력 전압의 전압 맥동을 90V 주입하면, 제1시점(801)에, 보상 제어에 진입하게 된다. 그리고, 보상 제어에 따라 전압 맥동이 기설정된 범위로 감소된 제2시점(802)에 보상 제어가 해제될 수 있다.

이와 같은 보상 제어를 통해, 예를 들어 제1시점(801) 전에는 맥동 전압이 49 V 였다면, 제2시점(802) 후 또는 제1시점(801) 및 제2시점(802) 사이의 임의의 시점에서는 맥동 전압이 26V으로 감소된 것을 실험 결과로 확인할 수 있다. 이와 같은 가변 제어를 통해, 맥동 전압이 47 % 감소한 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명에 따른 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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

자기베어링 적용 모터에 전원을 공급하는 전력 변환 장치에 있어서,
3상 전원으로부터 교류 전압을 공급받아 직류 전압으로 변환하는 정류부; 및
상기 정류부로부터 직류 전압을 공급받아 컨버터부에 인가하는 인버터부를 포함하고,
상기 컨버터부는 컨버터 제어부에 의해 동작하며, 상기 인버터부로부터 상기 직류 전압을 입력 전압으로 인가받아 출력 전압을 생성하여 자기베어링 제어부에 제공하고,
상기 컨버터 제어부는,
상기 컨버터부에 인가된 상기 입력 전압을 기설정된 정전압과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 출력 전압을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 비교 결과, 상기 입력 전압의 크기가 상기 기설정된 정전압의 일정 범위를 벗어난 것에 응답하여, 상기 출력 전압의 크기를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 입력 전압의 크기가 상기 기설정된 정전압의 일정 범위보다 감소하여 제1 입력 전압 범위에 포함되는 것에 응답하여, 상기 출력 전압의 크기가 상기 제1 입력 전압 범위에 대응되는 비율로 감소하도록 출력 듀티(duty)를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 입력 전압의 크기가 상기 기설정된 정전압의 일정 범위보다 증가하여 제2 입력 전압 범위에 포함되는 것에 응답하여,
상기 출력 전압의 크기가 상기 제2 입력 전압 범위에 대응되는 비율로 증가하도록 출력 듀티(duty)를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 기설정된 정전압의 일정 범위는, 상기 기설정된 정전압의 ±15% 범위에 해당하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 입력 전압의 맥동 전압이 발생한 것에 응답하여 상기 출력 전압을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제6 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 입력 전압과 상기 기설정된 정전압 간의 차이에 기초하여, 상기 출력 전압의 맥동 전압이 감소하도록 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제7 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 기설정된 정전압에 대응되는 기준 출력 전압이 증가한 것에 응답하여 데드타임(Dead Time)을 증가시키고 상기 출력 전압을 감소시키는 가변 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제7 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 기설정된 정전압에 대응되는 기준 출력 전압이 감소한 것에 응답하여 데드타임(Dead Time)을 감소시키고 상기 출력 전압을 증가시키는 가변 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1 항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
데드 타임(Dead Time)이 증가하여 출력 듀티(Duty)가 감소한 경우 상기 컨버터의 출력 전압이 대응되게 감소하도록 제어하고,
데드 타임(Dead Time)이 감가하여 출력 듀티(Duty)가 증가 경우 상기 컨버터의 출력 전압이 대응되게 증가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1 항에 있어서,
상기 출력 전압의 가변 제어는,
상기 비교 결과에 근거하여 구분되는 복수의 구간들 중에서, 상기 입력 전압이 상기 기설정된 정전압의 일정 범위 보다 작거가 또는 큰 전압 구간에서만 수행되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1 항에 있어서,
상기 컨버터부는,
복수의 스위칭 소자를 포함하며, 구동신호에 근거하여 상기 입력 전압을 강압 또는 승압하도록 스위칭하는 스위치부;
상기 강압 또는 승압된 전압의 주파수 특성을 변환하는 공진회로부; 및
복수의 정류 다이오드들을 포함하고, 상기 공진회로부로부터 변압기를 거쳐 유기된 전압을 정류하는 정류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제12 항에 있어서,
상기 공진회로부는,
적어도 하나의 션트 인덕터(Lm), 공진 인덕터(Lr), 및 공진 커패시터(Cr)를 포함하고, 상기 션트 인덕터(Lm)는 상기 스위치부와 병렬 연결되며 상기 공진 인덕터(Lr)와 상기 공진 커패시터(Cr) 간에 공진이 발생하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제13 항에 있어서,
상기 컨버터는,
상기 정류부를 통해 정류된 전압을 필터링하여 자기베어링 제어부에 인가하는 직류 링크 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 컨버터의 초기 기동시, 상기 공진회로부의 2차측 출력 전압이 전압 지령보다 높게 증가한 것에 응답하여, 데드 타임(Dead Time)이 증가되고 상기 스위치부의 스위치들은 턴-오프(turn-off)되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.
제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항의 전력 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.