KR20240022427A

KR20240022427A - 양방향 교류전력 변환장치

Info

Publication number: KR20240022427A
Application number: KR1020230105465A
Authority: KR
Inventors: 유 슈; 구이-쳉 후
Original assignee: 크로마 에이티이 인코포레이티드
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2023-08-11
Publication date: 2024-02-20
Also published as: JP2024025753A; TWI822239B; TW202408141A; EP4321877A1

Abstract

본 발명은 제1 교류 전기를 입력 또는 출력하기 위한 양방향 교류 전력 변환장치를 제안하며, 상기 양방향 교류전력 변환장치는 디지털 제어 모듈 및 전력 변환 모듈을 포함한다. 디지털 제어 모듈은 제어 신호를 발생시키기 위한 것이다. 전력 변환 모듈은 제어 신호에 따라 입력 또는 출력되는 제1 교류 전기를 설정한다. 여기서 디지털 제어 모듈이 제1 교류 전기의 순시 전압 신호가 비정상이라고 판단 시, 제어 신호가 전력 변환 모듈이 접지 전압으로 스위칭하여 제공하도록 지시한다.

Description

양방향 교류전력 변환장치{TWO-WAY AC POWER CONVERSION DEVICE}

본 발명은 양방향 교류전력 변환장치에 관한 것으로서, 특히 피측정 소자를 수시로 분리하는 양방향 교류전력 변환장치에 관한 것이다.

종래에는, 교류전력 변환장치를 사용하여 피측정 소자로부터 전류를 인출 시, 피측정 소자를 교류전력 변환장치로부터 분리(전기적인 연결을 차단하는 것)해야 하는 경우, 먼저 교류전력 변환장치의 부하전류를 0으로 되돌려야만 비로소 안전하게 피측정 소자를 교류전력 변환장치로부터 분리할 수 있다. 피측정 소자가 사전 경보 없이 교류전력 변환장치로부터 분리될 경우, 종종 교류전력 변환장치가 보호 메커니즘을 트리거할 수 있어 작동을 신속하게 재개할 수 없다. 일 예로서, 피측정 소자가 사전 경보 없이 교류전력 변환장치의 출력단으로부터 분리되면, 교류전력 변환장치는 피측정 소자가 출력단으로부터 분리되었음을 즉각적으로 판단할 수 없기 때문에, 교류전력 변환장치는 여전히 이미 개방 회로가 형성된 출력단으로부터 계속 전류를 당겨오게(pull load) 된다. 이때, 교류전력 변환장치의 출력단은 비정상적인 고전압을 견뎌야 할 가능성이 있으므로, 교류전력 변환장치가 손상되는 것을 방지하기 위하여, 종래의 교류전력 변환장치는 모두 보호 메커니즘을 직접 트리거할 수 있다.

종래의 교류전력 변환장치가 보호 메커니즘을 트리거한 후, 비록 출력단과 피측정 소자 사이의 전류 경로가 신속하게 차단될 수는 있으나, 상기 전류 경로 중의 잔류 전기가 신속하게 방출되는 메커니즘은 부족하다. 일반적으로, 기존의 교류전력 변환장치는 회로 내부에서 잔류 전기가 자체적으로 소모될 수 있도록 상당히 긴 시간을 대기하여야 한다. 실제로, 피측정 소자가 이미 출력단에 다시 연결되더라도, 상기 잔류 전기가 완전히 소모되기 전에는, 기존의 교류전력 변환장치는 피측정 소자로부터 전류를 인출하는 작업을 재개할 수 없다. 이에 따라, 업계는 피측정 소자가 분리 시 잔류 전기를 신속하게 방출할 수 있어, 피측정 소자가 다시 출력단에 연결되었을 때, 피측정 소자로부터 전류를 인출하는 작업을 신속하게 재개할 수 있어, 피측정 소자를 수시로 조정할 수 있는 탄성을 증가시킬 수 있는 신규한 교류전력 변환장치가 필요하다.

본 발명은 피측정 소자가 사전 예고 없이 양방향 교류전력 변환장치의 출력단으로부터 분리된 경우, 양방향 교류전력 변환장치가 즉시 분리 이벤트를 검출하는 이외에, 전류 경로에 잔류하는 전기를 신속하게 방출할 수 있는 양방향 교류전력 변환장치를 제공한다.

본 발명은 제1 교류전기를 입력 또는 출력하기 위한 양방향 교류전력 변환장치를 제안하며, 상기 양방향 교류전력 변환장치는 디지털 제어 모듈 및 전력 변환 모듈을 포함한다. 디지털 제어 모듈은 제어 신호를 발생시키기 위한 것이다. 전력 변환 모듈은 제어 신호에 따라 입력 또는 출력되는 제1 교류전기를 설정한다. 여기서 디지털 제어 모듈이 제1 교류전기의 순시 전압 신호가 비정상이라고 판단 시, 제어 신호는 전력 변환 모듈이 접지 전압으로 스위칭하여 제공하도록 지시한다.

일부 실시예에서, 디지털 제어 모듈이 순시 전압 신호가 비정상이라고 판단 시, 디지털 제어 모듈은 또한 전력 변환 모듈이 수신한 잔여 전류를 감지하여, 잔류 전류에 대응하는 제어 신호를 설정할 수 있다. 여기서, 전력 변환 모듈의 출력단은 잔류 전류를 수신하며, 잔류 전류가 전류의 사전 설정값보다 큰 경우, 제어 신호는 전력 변환 모듈이 접지 전압의 제공을 유지하도록 지시할 수 있다. 잔류 전류가 전류 사전 설정값보다 크지 않다면, 제어 신호는 전력 변환 모듈이 접지 전압의 제공을 중지하고, 전력 변환 모듈의 듀티비가 0이 되게 하도록 지시할 수 있다.

일부 실시예에서, 디지털 제어 모듈은 위상 고정 루프(phase-lock loop)와 제어 유닛을 포함할 수 있으며, 위상 고정 루프는 입력 또는 출력되는 제1 교류전기를 감지하여 순시 전압 신호를 발생시킬 수 있고, 순시 전압 신호는 진폭 성분과 각속도 성분을 갖는 것으로 정의될 수 있으며, 제어 유닛은 상이한 스위칭 주기에 취득된 진폭 성분과 적어도 하나의 진폭 변화량에 따라, 제어 신호를 설정할 수 있다. 여기서, 제어 유닛은 연속되는 복수의 스위칭 주기들 중 각각의 스위칭 주기의 진폭 변화량을 판단하여, 연속되는 복수의 스위칭 주기들 중 각각의 스위칭 주기의 진폭 변화량이 모두 제1 문턱값(threshold value)보다 크다고 판단한 경우, 제어 유닛은 진폭 변화량이 비정상이라고 판단할 수 있다. 또한, 제어 유닛이 연속되는 복수의 스위칭 주기들 중 각각의 스위칭 주기의 진폭 성분을 판단하여, 연속되는 복수의 스위칭 주기들 중의 각각의 스위칭 주기의 진폭 성분이 모두 제2 문턱값보다 크지 않다고 판단한 경우, 제어 유닛은 진폭 성분이 비정상이라고 판단할 수 있다.

상기 내용을 종합해보면, 본 발명이 제안하는 양방향 교류전력 변환장치는 위상 고정 루프를 이용하여 입력 또는 출력되는 제1 교류전기를 고정시키고, 순시 전압 신호의 진폭 성분을 통해 피측정 소자가 출력단으로부터 분리되었는지 여부를 판단할 수 있다. 피측정 소자가 사전 경보 없이 출력단으로부터 분리된 경우, 양방향 교류전력 변환장치는 입력 또는 출력 교류 전기를 즉시 감지하고 중지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전류 경로 중의 잔류 전기를 효과적으로 방출할 수도 있다. 피측정 소자가 다시 출력단에 연결된 후, 양방향 교류전력 변환장치는 신속하게 작동을 재개할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 교류전력 변환장치의 기능 블록도이다.
도 2는 교류 전압의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력단과 피측정 소자 간의 회로 설명도이다.

이하 본문에서 본 발명의 특징, 목적 및 기능을 추가적으로 공개할 것이다. 그러나 이하 설명은 단지 본 발명의 실시예일 뿐, 이로써 본 발명의 범위를 제한할 수는 없으며, 즉 본 발명의 특허 출원범위에 따라 실시되는 균등한 변화 및 수정이라도, 본 발명의 요지를 잃지 않고, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않을 것이므로, 본 발명의 추가적인 실시 양태로 간주되어야 한다.

도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 교류전력 변환장치의 기능 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 양방향 교류전력 변환장치(1)는 외부 전원(2)과 피측정 소자(DUT) 사이에 전기적으로 연결되어, 피측정 소자(DUT)와의 교류 전기(제1 교류 전기)를 전송한다. 실제로, 외부 전원(2)은 도시 전기 또는 기타 전압원일 수 있으며, 양방향 교류전력 변환장치(1)가 응용될 수 있는 피측정 소자(DUT)는 부하 또는 전압원으로 제한되지 않는다. 일 예에서, 피측정 소자(DUT)가 부하인 경우, 양방향 교류전력 변환장치(1)는 피측정 소자(DUT)를 구동시키도록 전기 에너지를 제공할 수 있다. 피측정 소자(DUT)가 전압원인 경우, 양방향 교류전력 변환장치(1)는 피측정 소자(DUT)로부터 전기를 당겨와(pull load), 피측정 소자(DUT)가 제공하는 전기 에너지를 외부 전원(2)에 피드할 수 있다. 다시 말해, 양방향 교류전력 변환장치(1)는 교류 전기의 전송 방향을 제한하지 않으며, 상기 교류전기는 교류전력 변환장치(1)로 입력되거나 또는 출력될 수 있다.

양방향 교류전력 변환장치(1)는 전력 변환 모듈(10) 및 디지털 제어 모듈(12)을 포함하며, 디지털 제어 모듈(12)은 위상 고정 루프(120) 및 제어 유닛(122)을 포함한다. 여기서, 전력 변환 모듈(10)은 출력단(100)을 구비하며, 출력단(100)은 피측정 소자(DUT)에 전기적으로 연결되기 위한 것이다. 일 예에서, 출력단(100)과 피측정 소자(DUT) 사이는 버스를 통해 연결될 수 있다. 또한, 제어 유닛(122)은 위상 고정 루프(120) 및 전력 변환 모듈(10)에 각각 전기적으로 연결될 수 있고, 제어 신호를 발생시켜 전력 변환 모듈(10)이 입력 또는 출력하고자 하는 제1 교류 전기를 설정할 수 있다. 상기 제어 신호는 펄스 폭 변조(PWM) 신호일 수 있으며, 제어 유닛(122)은 펄스 폭 변조 신호의 하나의 작동 주기(duty cycle) 중의 듀티비(duty ratio)의 결정을 통해, 전력 변환 모듈(10)로부터 출력되는 교류 전압 또는 교류 전류의 각종 파라미터를 설정할 수 있다.

실제로, 위상 고정 루프(120)에는 위상 검출기(phase detector)가 구비되며, 출력단(100)과 피측정 소자(DUT) 사이가 확실히 연결된 후, 위상 검출기는 전력 변환 모듈(10)과 피측정 소자(DUT) 사이에 전송되는 교류 전압 또는 교류 전류를 고정시킬 수 있다. 예를 들어 설명하면, 전력 변환 모듈(10)이 피측정 소자(DUT)로부터 전기를 당겨오는 것으로 설정되었다고 가정하면, 위상 검출기가 교류 전압을 고정시킨 후, 위상 고정 루프(120)는 고정된 교류 전압에 따라 순시 전압 신호를 발생시킬 수 있다. 일 예에서, 위상 고정 루프(120)에 의해 발생된 순시 전압 신호는 피측정 소자(DUT)의 정상 작동 여부를 판단하는 수단이 될 수 있다. 다시 말해, 위상 검출기가 교류 전압을 성공적으로 고정시킨 경우(순시 전압 신호 발생), 이때 제어 유닛(122)은 피측정 소자(DUT)가 이미 시스템에 투입되었다고 판단할 수 있다. 또한, 위상 고정 루프(120)는 순시 전압 신호에 대해 파크 변환(park transformation)을 수행하여, 순시 전압 신호의 진폭 성분과 각속도 성분을 획득할 수 있다. 소속 기술 분야에서 통상의 지식을 갖춘 자라면 위상 고정 루프(120)의 작동 원리를 이해할 수 있을 것이므로, 본 실시예에서는 이에 대해 설명을 생략한다. 일 예에서, 위상 고정 루프(120)는 각 스위칭 주기(switching cycle)에서 대응되는 순시 전압 신호를 취득할 수 있으며, 이에 따라 제어 유닛(122)은 인접한 2개의 스위칭 주기의 순시 전압 신호에 따라, 2개의 진폭 성분의 차이를 계산할 수 있으며, 상기 차이가 바로 진폭 변화량이다. 실제로, 제어 유닛(122)은 연속되는 N개의 스위칭 주기의 순시 전압 신호에 따라, 대응되는 N-1개의 진폭 변화량을 기록하고, 상기 N-1개의 진폭 변화량에 따라 제어 신호를 설정할 수 있다.

실제의 예를 들어 설명하면, 전력 변환 모듈(10)이 피측정 소자(DUT)로부터 전기를 당겨오는 것으로 설정되고, 출력단(100)과 피측정 소자(DUT) 사이의 연결 선로가 갑자기 중단되어 피측정 소자(DUT)가 사전 경보 없이 출력단(100)으로부터 분리되었다고 가정한다. 원래 양방향 교류전력 변환장치(1)와 피측정 소자(DUT) 사이에 전송되는 것은 교류 전기이므로, 피측정 소자(DUT)가 사전 경보 없이 출력단(100)으로부터 분리되었을 때, 이 시점의 교류 전압은 피크 전압에 가깝거나 또는 제로 전압에 가까울 가능성이 있다. 이하 본 실시예의 양방향 교류전력 변환장치(1)의 처리 방식을 이 두 가지 상황으로 예시한다. 도 1과 도 2를 함께 참조하면, 도 2는 교류 전압의 설명도이다. 도시된 바와 같이, 피측정 소자(DUT)가 시간 T1에서 출력단(100)으로부터 분리되었다고 가정하면, 교류 전압은 피크값에 가까운 수치에 있다. 이때, 제어 유닛(122)은 순시(하나 이전의 스위칭 주기와 현재의 스위칭 주기)의 순시 전압 신호로부터 진폭 변화량이 갑자기 비정상적으로 커지는 것을 알 수 있으며, 예를 들어 전압이 급속하게 피크값으로부터 페이딩되어 진폭 변화량이 사전 설정된 제1 문턱값보다 커지게 된다. 실제로, 제어 유닛(122)은 진폭 변화량에 이상이 발생하였다고 판단한 후, 신속하게 제어 신호를 조정하여 전력 변환 모듈(10)이 더 이상 교류 전기를 계속 제공하지 않도록 지시할 수 있다.

본 실시예는 여기서 제1 문턱값의 확실한 수치를 제한하지 않으며, 소속 기술 분야에서 통상의 지식을 갖춘 자라면 제1 문턱값은 전송되는 교류 전압에 따라 결정할 수 있음을 이해할 수 있다. 다른 한편으로, 제어 유닛(122)은 반드시 단일한 진폭 변화량에 이상이 발생하였다는 것만으로 즉시 제어 신호를 조정하는 것은 아니다. 예를 들어, 제어 유닛(122)은 연속되는 복수의 인접한 스위칭 주기들의 순시 전압 신호로부터도 진폭 변화량에 이상이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 제어 유닛(122)은 적어도 6개의 연속적인 진폭 변화량이 모두 사전 설정된 제1 문턱값보다 크다는 것을 확인한 후, 이를 통해 피측정 소자(DUT)가 이미 출력단(100)으로부터 분리되었다고 판단할 수 있다.

일 예에서, 피측정 소자(DUT)가 시간 T2에서 출력단(100)으로부터 분리되었다고 가정하면, 시간 T2의 교류 전압이 0에 가까우므로, 출력단(100)으로부터 입력 또는 출력되는 전류는 원래 0에 가깝다. 종래의 교류전력 변환장치에 의하면, 종래의 교류전력 변환장치는 피측정 소자가 분리되었는지 여부를 즉시 판단할 수 없기 때문에 오판을 초래하기 쉽다. 특히, 종래의 교류전력 변환장치는 디지털로 전류를 측정하는 방식으로서, 노이즈 간섭 등의 오차가 있으며, 이에 따라 전류의 영점 주위에서 감지되는 미세한 수치는 전류가 영점인지 여부를 확인하기 어렵다. 다시 말해, 피측정 소자(DUT)가 전류의 영점 주변에서 분리된 경우, 종래의 교류 전력 변환장치는 보호 메커니즘을 신속하게 트리거할 시점을 파악할 수 없다. 이에 비해, 본 실시예의 진폭 성분은 이미 파크 변환을 통해 각속도 성분(위상)이 분리된 수치이므로, 제어 유닛(122)은 전압 진폭에 변화가 있는지 여부를 보다 빠르게 알 수 있다. 이에 따라, 피측정 소자(DUT)가 시간 T2에서 출력단(100)으로부터 분리될 경우, 본 실시예의 제어 유닛(122)은 진폭 변화량을 통해 이상의 발생 여부를 판단하고 제어 신호를 신속하게 조정함으로써, 전력 변환 모듈(10)이 더이상 교류 전기를 계속 제공하지 않도록 지시할 수도 있다.

이상은 진폭 변화량을 이용한 판단 수단을 전력 변환 모듈(10)의 입력 또는 출력 교류 전압의 변화가 큰 경우에 적용한 것이며, 전력 변환 모듈(10)의 입력 또는 출력 교류 전압의 변화가 작다면, 즉 제어 유닛(122)은 진폭 성분을 이용하여 피측정 소자(DUT)가 분리되었는지 여부를 판단할 수 있다. 일 예에서, 전력 변환 모듈(10)의 입력 또는 출력 교류 전압의 전압 피크값을 이미 알고 있기 때문에, 본 실시예는 상기 전압 피크값을 참고하여 문턱값(제2 문턱값)을 설정할 수 있다. 실제로, 제2 문턱값은 반드시 상기 전압 피크값과 같은 것은 아니고, 상기 전압 피크값보다 약간 작을 수 있으며, 본 실시예는 이를 제한하지 않는다. 실제의 예를 들면, 전력 변환 모듈(10)이 피측정 소자(DUT)로부터 전기를 당겨오는 것으로 설정되고, 위상 고정 루프(120)의 위상 검출기가 이미 순시 전압 신호를 고정하여 진폭 성분과 각속도 성분을 취득하였다고 가정한다. 이때, 제어 유닛(122)은 하나 또는 복수의 진폭 성분이 제2 문턱값보다 낮은지 여부를 통해, 피측정 소자(DUT)가 분리되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(122)은 연속되는 복수의 스위칭 주기의 진폭 성분을 기록할 가능성이 있으며, 연속되는 복수의 스위칭 주기의 진폭 성분이 지속적으로 제2 문턱값보다 작은 경우, 제어 유닛(122)은 피측정 소자(DUT)가 이미 분리되었다고 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예의 진폭 성분은 이미 파크 변환을 통해 각속도 성분(위상)이 분리된 수치이며, 이에 따라 교류 전압의 변화가 작더라도, 제어 유닛(122)은 피측정 소자(DUT)가 분리되었는지 여부를 신속하게 판단할 수 있다.

언급할만한 점으로, 출력단(100)은 통상적으로 저장 커패시터가 브릿지 연결되므로(예를 들어 2개의 단자점 사이에 걸쳐 연결됨), 본 실시예는 저장 커패시터 중의 전기를 방출하는 메커니즘도 설계하였다. 도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력단과 피측정 소자 사이의 회로 설명도이다. 도시된 바와 같이, 2개의 출력단(100) 사이에 저장 커패시터(Xcap)가 브릿지 연결되어 있으며, 저장 커패시터(Xcap)는 반드시 전류 경로 중에 의도적으로 설계되는 것이 아니라, 예컨대 저장 커패시터(Xcap)는 출력단(100)으로부터 피측정 소자(DUT) 사이의 배선 중의 이상적이지 않은 커패시터 특성일 수도 있다. 이하 저장 커패시터(Xcap)가 양방향 교류전력 변환장치(1)에 미치는 영향을 설명한다.

실제의 예를 들어 설명하면, 전력 변환 모듈(10)이 정상적으로 피측정 소자(DUT)로부터 전기를 당겨온다고 가정하면, 저장 커패시터(Xcap)는 전기가 저장되어 있는 상태를 줄곧 유지할 수 있다. 이때, 피측정 소자(DUT)가 분리되는 경우(도 3은 스위치(SW)의 차단으로 표시), 소속 기술 분야의 통상적인 지식을 갖춘 자라면 저장 커패시터(Xcap)에 상당한 잔류 전기가 아직 남아 있으며, 이에 따라 잔류 전류(Icap)가 지속적으로 방출된다는 것을 이해할 수 있다. 본 실시예는 여기서 저장 커패시터(Xcap)의 크기 및 잔류 전류(Icap)의 방출 방향을 제한하지 않는다. 종래의 경우, 잔류 전류(Icap)는 회로 내부의 임피던스에 의해 소모될 수 있으나, 통상적으로 비교적 긴 시간이 소요된다. 저장 커패시터(Xcap) 중의 잔류 전기의 방출을 가속화하기 위하여, 제어 유닛(122)은 피측정 유닛(Dut)이 분리되었다고 판단한 후, 전력 변환 모듈(10)이 일정 시간 동안 접지 전압(또는 제로 전압이라 칭함)을 유지하도록 제어할 수 있다. 일 예에서, 전력 변환 모듈(10)은 능동적으로 출력단(100)에서 접지 전압을 제어하기 때문에, 강제로 저장 커패시터(Xcap)와 출력단(100) 사이에 전압차를 발생시킴으로써, 저장 커패시터(Xcap)가 잔류 전류(Icap)를 보다 효율적으로 방출하도록 할 수 있다(다시 말해 보다 큰 잔류 전류(Icap)가 있을 수 있다).

실제로, 제어 유닛(122)은 출력단(100)으로 피드되는 잔류 전류(Icap)의 수치를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 잔류 전류(Icap)의 수치가 전류 사전 설정값보다 큰 경우, 저장 커패시터(Xcap) 중의 잔류 전기가 아직 완전히 방출되지 않았음을 나타내며, 즉 제어 유닛(122)이 제공하는 제어 신호는 전력 변환 모듈(100)이 접지 전압의 제공을 유지하도록 계속 지시한다. 반대로, 잔류 전류(Icap)의 수치가 전류 사전 설정값보다 크지 않다면, 저장 커패시터(Xcap) 중의 잔류 전기가 이미 완전히 또는 거의 완전히 방출되었음을 나타내며, 즉 제어 유닛(122)이 제공하는 제어 신호는 전력 변환 모듈(10)이 접지 전압의 제공을 중지하도록 지시한다. 또한, 제어 유닛(122)은 듀티비가 0이 되도록 제어 신호를 조정함으로써, 전력 변환 모듈(10)이 제1 교류 전기를 입력 또는 출력하지 않고, 재시동 명령을 기다리도록 할 수 있다.

이상으로 알 수 있듯이, 본 실시예의 양방향 교류전력 변환장치(1)는 피측정 소자(DUT)가 사전 경보 없이 출력단(100)으로부터 분리되는 경우, 제어 유닛(122)이 위상 고정 루프(120)에 의해 고정된 교류 전압이 발생시키는 순시 전압 신호에 근거하여 판단을 하기 때문에, 전압 위상의 영향으로 인한 오판을 감소시킬 수 있으며, 피측정 소자(DUT)의 분리로 인해 전압값이 상승하기 전, 전력 변환 모듈(10)이 더 이상 교류 전기를 계속 제공하지 않도록 제어할 수 있다. 이와 동시에, 전력 변환 모듈(10)은 출력단(100)에서 접지 전압을 유지함으로써, 저장 커패시터(Xcap) 중의 잔류 전기를 신속하게 방출할 수도 있다. 이와 같이 하면, 양방향 교류전력 변환장치(1)는 출력단(100)의 비정상적인 고전압으로 인한 보호 메커니즘을 트리거하지 않아도 되며, 또한 저장 커패시터(Xcap)가 이미 신속하게 방출을 완료하였기 때문에, 피측정 소자(DUT)가 다시 출력단(100)에 연결된 후, 양방향 교류전력 변환장치(1)는 신속하게 작동을 재개할 수 있다.

언급할만한 점은, 비록 이상은 전력 변환 모듈(10)이 피측정 소자(DUT)로부터 전기를 당겨오는 것을 예로 들었으나, 실제로는 전술한 실시예는 전력 변환 모듈(10)이 피측정 소자(DUT)에 대해 전기를 공급하는 경우에도 응용될 수 있다. 다시 말해, 제어 유닛(1220)은 진폭 변화량이 제1 문턱값보다 크고, 진폭 성분이 제2 문턱값보다 작으며, 전력 변환 모듈(10)의 듀티비가 제3 문턱값보다 큰 경우 등의 비정상적인 상황과 전기의 전송 방향이 무관하다고 판단한다. 전력 변환 모듈(10)이 피측정 소자(DUT)에 전원을 공급하는데 사용되는 경우에도, 제어 유닛(122)은 상기 실시예를 통해 피측정 소자(DUT)가 분리되었는지 여부를 판단할 수 있다.

1: 양방향 교류전력 변환장치 2: 외부 전원
10: 전력 변환 모듈 12: 디지털 제어 모듈
100: 출력단 120: 위상 고정 루프
122: 제어 유닛
DUT: 피측정 소자 Xcap: 저장 커패시터
Icap: 잔류 전류 SW: 스위치

Claims

제1 교류전기를 입력 또는 출력하기 위한 양방향 교류 전력 변환장치에 있어서, 상기 양방향 교류전력 변환장치는
제어 신호를 발생시키기 위한 디지털 제어 모듈; 및
상기 제어 신호에 따라 입력 또는 출력되는 상기 제1 교류 전기를 설정하는 전력 변환 모듈을 포함하며;
상기 디지털 제어 모듈이 상기 제1 교류 전기의 순시 전압 신호가 비정상이라고 판단 시, 상기 제어 신호가 상기 전력 변환 모듈이 접지 전압으로 스위칭하여 제공하도록 지시하는, 양방향 교류전력 변환장치.
제1항에 있어서,
상기 디지털 제어 모듈이 상기 순시 전압 신호가 비정상이라고 판단 시, 상기 디지털 제어 모듈은 상기 전력 변환 모듈이 수신한 잔류 전류를 더 감지하여, 상기 전류 전류에 대응하는 상기 제어 신호를 설정하는, 양방향 교류전력 변환장치.
제2항에 있어서,
상기 전력 변환 모듈의 출력단이 상기 잔류 전류를 수신하며, 상기 전류 전류가 전류 사전 설정값보다 큰 경우, 상기 제어 신호의 지시에 따라 상기 전력 변환 모듈이 상기 접지 전압의 제공을 유지하는, 양방향 교류전력 변환장치.
제3항에 있어서,
상기 전류 전류가 상기 전류 사전 설정값보다 크지 않은 경우, 상기 제어 신호는 상기 전력 변환 모듈이 상기 접지 전압의 제공을 중지하고, 상기 전력 변환 모듈의 듀티비가 0이 되게 하도록 지시하는, 양방향 교류전력 변환장치.
제1항에 있어서,
상기 디지털 제어 모듈은 입력 또는 출력되는 상기 제1 교류 전기를 감지하여 진폭 성분과 각속도 성분을 갖는 것으로 정의되는 상기 순시 전압 신호를 발생시키는 위상 고정 루프와, 상이한 스위칭 주기에 얻어진 상기 진폭 성분과 적어도 하나의 진폭 변화량에 따라, 상기 제어 신호를 설정하는 제어 유닛을 포함하는, 양방향 교류전력 변환장치.
제6항에 있어서,
상기 제어 유닛은 연속되는 복수의 스위칭 주기 중 각각의 상기 스위칭 주기의 상기 진폭 변화량을 판단하며, 연속되는 상기 스위칭 주기들 중의 각각의 상기 스위칭 주기의 상기 진폭 변화량이 모두 제1 문턱값보다 큰 경우, 상기 제어 유닛이 상기 진폭 변화량을 비정상으로 판단하는, 양방향 교류전력 변환장치.
제6항에 있어서,
상기 제어 유닛은 연속되는 복수의 스위칭 주기 중의 각각의 상기 스위칭 주기의 상기 진폭 성분을 판단하며, 연속되는 상기 스위칭 주기들 중 각각의 상기 스위칭 주기의 상기 진폭 성분이 모두 제2 문턱값보다 크지 않은 경우, 상기 제어 유닛이 상기 진폭 성분을 비정상으로 판단하는, 양방향 교류전력 변환장치.