KR870002155B1 - Compressor drive power source for air conditioner - Google Patents

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KR870002155B1
KR870002155B1 KR1019830003113A KR830003113A KR870002155B1 KR 870002155 B1 KR870002155 B1 KR 870002155B1 KR 1019830003113 A KR1019830003113 A KR 1019830003113A KR 830003113 A KR830003113 A KR 830003113A KR 870002155 B1 KR870002155 B1 KR 870002155B1
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다까오 야마모도
유우이찌 이데
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가부시기가이샤 도시바
사바 쇼오이찌
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Abstract

The power supply has three-phase bridge rectifier. An inverter converts the output from the three-phase bridge rectifier to AC power which is supplied to an electric motor for driving the compressor. A smoothing circuit is connected between the threephase bridge rectifier and the inverter and removes ripple to such an extent that normal operation of the inverter is ensured when a single-phase voltage of the same magnitude is applied to two or three input terminals of the three-phase bridge rectifier.

Description

공기조화기의 압축기 구동 전원장치Compressor Drive Power Supply of Air Conditioner

제1도는 본 발명에 관한 공기조화기의 전동기 구동전원장치 실시예의 구성을 부분적 블록으로 표시한 회로도.1 is a circuit diagram showing, in partial block, the configuration of an embodiment of a motor drive power supply of an air conditioner according to the present invention.

제2도 및 제4도는 이 실시예에 있어서 주요부품의 구성을 상세히 표시한 회로도.2 and 4 are circuit diagrams detailing the configuration of the main components in this embodiment.

제3도는 동 실시예의 작용을 설명하기 위한 파형도.3 is a waveform diagram for explaining the operation of the embodiment.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 플러그 2,3 : 스위치1: plug 2,3: switch

4 : 실내온도 조절스위치 5 : 냉난방 교체스위치4: room temperature control switch 5: air conditioning switch

6,12 : 팬(fan)모터 10 : 운전 스위치회로6,12: fan motor 10: operation switch circuit

11 : 사방밸브 13 : 릴레이11 four-way valve 13 relay

14 : 전원트랜스 15 : 마그네트 스위치14 power supply 15 magnet switch

16 : 콜덴서 17 : 전동기16: capacitor 17: electric motor

20 : 삼상브리지 정류회로 21-26,41-46 : 다이오드20: three-phase bridge rectifier circuit 21-26, 41-46: diode

30 : 인버어터 회로 31-36 : 트랜지스터30: inverter circuit 31-36: transistor

40 : 인버어터 제어회로 100 : 실내유니트40: inverter control circuit 100: indoor unit

200 : 실외유니트200: outdoor unit

본 발명은 압축기 구동용 전동기를 삼상 교류전원 및 단상교류 전원의 어느 전원으로도 운전 가능한 공기조화기의 압축기 구동전원 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressor drive power supply apparatus for an air conditioner that can operate a compressor driving motor with any of a three-phase AC power source and a single-phase AC power source.

일반적으로 공기조화기는 전원으로서 단상 100V, 단상 200V, 삼상 200V 중 어느 1개를 사용하거나, 혹은 이들 중 어느 2개를 병용하는 것등이 있으므로, 사용자는 전원사정 및 사용전력료의 상위등을 고려하여서 적절한 기종을 선정하고 있다.In general, the air conditioner uses any one of single-phase 100V, single-phase 200V, three-phase 200V, or any two of them in combination as a power source. By selecting the appropriate model.

언급된 전원사정 및 사용전력료의 상위한 예컨대, 삼상 200V를 사용하는 경우, 1시간당 kW(kW/h)의 전력료가 파격적으로 저렴하고, 특히 소요전력을 잡아내기 위한 전류치가 작다는 유리한 점은 있으나, 그 반면 일반 가정에서는 삼상 200V 전원을 얻기 어렵고, 또 단상 200V 전원은 일반 가정에서도 용이하게 얻을 수 있으나, 삼상 200V 전원에 비해서, 전력표가 고가로 되는 것 및 소요의 전력을 잡아내기 위한 전류치가 커지는 것등을 지적하고 있다.When using three-phase 200V, which is the difference between the above-mentioned power supply and power consumption, for example, kW (kW / h) per hour is extremely cheap, and especially the current value for capturing the required power is small. On the other hand, it is difficult to obtain a three-phase 200V power supply in a general home, and a single-phase 200V power supply can be easily obtained in a general home. It points out that the current value increases.

공기조화기의 제조회사들은 이같은 사정을 고려하여서, 상기 요구에 합당한 기종을 공급하고 있으나, 단상 100V 및 단상 200V를 전원으로 하는 것과, 단상 100V 및 삼상 200V를 전원으로 하는 것이 비교적 많이 사용되고 있다.In consideration of such circumstances, manufacturers of air conditioners supply models that meet the above requirements. However, a single-phase 100V and a single-phase 200V power source and a single-phase 100V and three-phase 200V power source are relatively widely used.

종래의 공기조화기에 있어서는, 단상 200V 혹은 삼상 200V의 사용여부에 따라, 주로 압축기 구동용 전동기에 전력을 공급하는 전원회로의 구성이 상이했었다. 이 때문에, 기기 및 부품의 표준화가 어렵게 됨과 동시에 실제의 수요경향과는 다른 비율로 이들을 제작하고 마는 일도 있었다.In the conventional air conditioners, the configuration of the power supply circuit that mainly supplies electric power to the compressor driving motor differed depending on whether single-phase 200V or three-phase 200V was used. As a result, standardization of equipment and components became difficult, and at the same time, they were manufactured at a ratio different from actual demand trends.

본 발명은 상기 사정을 고려한 것으로서, 본 발명의 목적을 단상 200V 및 삼상 200V의 어느 전원으로도 운전 가능한 공기조화기의 압축기 구동전원장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a compressor drive power supply apparatus for an air conditioner that can operate with any power source of single-phase 200V and three-phase 200V.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 공기조화기의 압축기 구동전원장치는 삼상 브리지 정류회로와 이 삼상 브리지정류 회로의 정류출력을 교류로 변환하여서 압축기 구동용 전동기에 교류전류를 공급하는 인버어터 회로와, 상기 삼상 브리지 정류 회로 및 인버어터 회로간에 설치되어, 상기 삼상 브리지정류 회로의 입력단자중 어느 2개의 입력단자에 단상 교류전압을 인가하였을 때, 상기 인버어터 회로를 정상으로 동작시킬 수 있는 범위로 리플분을 감소시키는 평활회로를 구비하는 구성을 채택한다.In order to achieve the above object, the compressor drive power supply device of the air conditioner of the present invention is an inverter circuit for supplying an alternating current to the compressor driving motor by converting the three-phase bridge rectifier circuit and the rectified output of the three-phase bridge rectifier circuit to AC. And a range provided between the three-phase bridge rectifier circuit and the inverter circuit to operate the inverter circuit normally when a single phase AC voltage is applied to any two input terminals of the input terminal of the three-phase bridge rectifier circuit. A configuration having a smoothing circuit for reducing the ripple content is adopted.

이하, 첨부 도면을 찰조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

제1도는 본 발명에 관한 공기조화기의 전동기구동 전원장치의 구성을 다른 전기 계통과 합쳐서 부분적 블록으로 도시한 회로이다.FIG. 1 is a circuit showing the configuration of the electric motor-driven power supply unit of the air conditioner according to the present invention in a partial block in combination with other electric systems.

동 도면에 있어 실내유니트(100)는 주로 스위치(2) 및 (3)으로 이루어지는 운전 스위치회로(10)와, 실온에 반응하여 개폐하는 실내온도 조절스위치(4)와, 냉방 및 난방의 운전교체를 행하는 냉난방 교체스위치(5)와, 실내 팬모터(6)를 구비하고 있으며, 이중스위치(2) 및 실내 팬모터(6)의 직렬회로가 단상 100V용의 플러그(1)에 연결되는 전원선 P1, P2사이에 접속되고, 스위치(3) 및 실내온도 조절스위치(4)가 직렬로 전원선 P2에 삽입되고, 다시 냉난방교체 스위치(5)의 일단이 상기 스위치(3) 및 실내온도 조절스위치(4)간에 접속되어 있다.In the drawing, the indoor unit 100 includes an operation switch circuit 10 mainly composed of the switches 2 and 3, an indoor temperature control switch 4 which opens and closes in response to room temperature, and operation of cooling and heating. And a heating / cooling replacement switch 5 and an indoor fan motor 6, wherein a series circuit of the double switch 2 and the indoor fan motor 6 is connected to a plug 1 for a single-phase 100V. Connected between P 1 and P 2 , the switch 3 and the room temperature control switch 4 are inserted in series into the power supply line P 2 , and one end of the air-conditioning replacement switch 5 is again connected to the switch 3 and the room. It is connected between the temperature control switches 4.

다음에 실외 유니트(200)는 실내유니트(100)와 동일한 전원, 즉 단상 100V로 동작하는 기기계통과 삼상 200V 또는 단상 200V로 동작하는 기기계통을 보유하고 있다.Next, the outdoor unit 200 has the same power supply as the indoor unit 100, that is, a device system operating in single-phase 100V and a device system operating in three-phase 200V or single-phase 200V.

이 단상 100V의 기기계통에는 냉매 사이클 교체용인 사방밸브(11)와 실외 팬모터(12)와 릴레이(13)와 전원트랜스(14)가 구비되고, 이중 사방밸브(11)의 일단은 상기 냉난방 교체스위치(5)의 타단에 이 사방밸브(11)의 타단은 전원선 P1에 각기 접속되고, 실외 팬모터(12), 릴레이(13) 및 전원트랜스(14)의 일차권선은 각기 전원선 P1, P2간에 접속되어 있다.The single-phase 100V equipment system includes a four-way valve 11, an outdoor fan motor 12, a relay 13, and a power supply 14 for refrigerant cycle replacement, and one end of the double four-way valve 11 is replaced with the air-conditioning and heating unit. The other end of the four-way valve 11 is connected to the power supply line P 1 at the other end of the switch 5, and the primary windings of the outdoor fan motor 12, the relay 13, and the power supply transformer 14 are each supply line P. 1 and P 2 are connected.

또 삼상 200V 또는 단상 200V의 기기계통은 상기 릴레이(13)에 의해서 동작하는 삼상 200V용의 마그네트 스위치(15)와 이 마그네트 스위치(15)를 개재하여서 얻어지는 삼상교류를 정류하는 삼상브리지 정류회로(20)와, 이 삼상브리지 정류회로(20)의 정류출력을 평활하는 콘덴서(16)와, 이 평활된 직류를 교류로 변환하는 인버어터회로(30)와, 이 인버어터회로(30)에 의해서 회전수가 제어되는 압축기 구동용의 전동기(17)를 구비하고 있다.In addition, the three-phase 200V or single-phase 200V device system includes a three-phase 200V magnet switch 15 operated by the relay 13 and a three-phase bridge rectifier circuit 20 for rectifying the three-phase alternating current obtained through the magnet switch 15. ), A condenser 16 for smoothing the rectified output of the three-phase bridge rectifier circuit 20, an inverter circuit 30 for converting the smoothed direct current into alternating current, and rotation by the inverter circuit 30. A motor 17 for driving a compressor whose number is controlled is provided.

또한, 상술한 전원트랜스(14)의 2차측에는 인버어터회로(30)를 구성하는 각 소자에 온·오프 제어신호를 인가하는 인버어터 제어회로(40)가 접속되어 있다.In addition, an inverter control circuit 40 for applying an on / off control signal to each element constituting the inverter circuit 30 is connected to the secondary side of the power supply transformer 14 described above.

다음으로, 제2도는 삼상브리지 정류회로(20)의 상세한 구성을 도시한 것이다.Next, FIG. 2 shows a detailed configuration of the three-phase bridge rectifier circuit 20. As shown in FIG.

또, 제4도는 인버어터회로(30)의 상세한 구성을 도시하는 것으로서, 다이오드(41)-(46)과 각기 역병렬로 접속된 트랜지스터(31)-(36)가 결선되어 있다.4 shows the detailed configuration of the inverter circuit 30, in which the diodes 41-46 and the transistors 31-36 connected in anti-parallel are connected.

상기와 같이 구성된 본 발명의 공기조화기의 작용을 제3도를 참조하여서 이하에 설명한다.The operation of the air conditioner of the present invention configured as described above will be described below with reference to FIG.

우선, 이 공기조화기는 실내유니트(100)를 단상 100V 전원으로 실외유니트(200)는 삼상 200V 또는 단상 200V 전원으로 각기 접속하는 것에 의해서, 소비전력이 작은 소자를 단상 100V로 동작시키고 소비전력이 가장 큰 전동기(17)를 삼상 200V 또는 단상 200V로 동작시키도록 강구한 것이다.First, this air conditioner is connected to the indoor unit 100 by a single-phase 100V power supply, and the outdoor unit 200 by a three-phase 200V or a single-phase 200V power supply, respectively, to operate a device with small power consumption in a single-phase 100V and to consume the most power. The large electric motor 17 is designed to operate in three phase 200V or single phase 200V.

여기서 운전 스위치회로(10)의 스위치(2) 및 (3)을 폐쇄함과 동시에 냉난방 고체스위치(5)를 원하는 측에 교체조작하면, 실내팬모터(6)가 회전하여서 송풍을 개시하고 사방밸브(11)가 상기 냉난방 교체스위치(5)의 상태에 따른 냉매사이클을 형성한다. 실내온도 조절스위치(4)는 실온에 반응하여서 개폐되는 것으로, 이것이 폐쇄되면 실외팬모터(12)가 회전하여서 송풍을 개시하고 이와 동시에 릴레이(13)가 동작하여서, 마그네트 스위치(15)를 폐쇄시킨다.Here, when the switches 2 and 3 of the operation switch circuit 10 are closed and the cooling / heating solid switch 5 is replaced on the desired side, the indoor fan motor 6 rotates to start blowing, and the four-way valve (11) forms a refrigerant cycle according to the state of the air-conditioning replacement switch (5). The indoor temperature control switch 4 is opened and closed in response to the room temperature. When this is closed, the outdoor fan motor 12 rotates to start blowing, and at the same time, the relay 13 operates to close the magnet switch 15. .

이때, 실외유니트(200)가 삼상 200V에 접속되어 있으면 삼상브리지 정류회로(20)를 구성하는 다이오드(21)-(26)에 의해서 전파 정류되어 제3(a)도에 표시한 파형의 전압이 얻어진다. 이 전압은 콘덴서(16)에 의해서 평활되어, 리플분의 극히 적은 직류 전압이 인버어터회로(30)에 공급된다.At this time, when the outdoor unit 200 is connected to the three-phase 200V, the voltage of the waveform shown in FIG. 3 (a) is full-wave rectified by the diodes 21-26 constituting the three-phase bridge rectifier circuit 20. Obtained. This voltage is smoothed by the condenser 16, so that a very small DC voltage equal to the ripple is supplied to the inverter circuit 30.

인버어터회로(30)는 제4도에 도시하는 바와 같이 6개의 트랜지스(31)-(36)을 보유하고 인버어터제어회로(40)가 이들의 트랜지스터(31)-(36)의 베이스에 대하여서, 순차위상이 다른 구형파 신호를 가하는 것에 의해서 전동기(17)에 삼상 교류전압을 인가한다. 또한, 상기 인버어터회로(30) 및 인버어터 제어회로(40)는 공지이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.The inverter circuit 30 has six transistors 31-36 as shown in FIG. 4 and the inverter control circuit 40 is connected to the base of their transistors 31-36. On the other hand, the three-phase AC voltage is applied to the electric motor 17 by applying square wave signals having different sequential phases. In addition, since the inverter circuit 30 and the inverter control circuit 40 are well known, detailed description thereof will be omitted.

그러므로 전동기(17)가 냉매를 순환시켜 통상의 공기조화동작이 행하여진다.Therefore, the electric motor 17 circulates the coolant to perform a normal air conditioning operation.

다음에 실온이 소정의 온도범위에 도달하고, 상기 실내온도 조절스위치(4)가 개방되면 사방밸브(11)는 원래 상태를 유지하지만, 실외팬모터(12), 릴레이(13) 및 인버어터 제어회로(40)의 통전이 단절되고, 동시에 마그네트 스위치(15)도 개방하는 것에 의해 삼상브리지 정류회로(20)로의 통전도 단절된다. 이 결과, 실외유니트는 소정의 동작을 정지하는 것이 되며, 그후 실내온도 조절스위치(4)가 폐쇄된 것을 조건으로 하여, 상술한 공기조화 동작을 반복하는 것이 된다.When the room temperature reaches a predetermined temperature range and the indoor temperature control switch 4 is opened, the four-way valve 11 remains in its original state, but the outdoor fan motor 12, the relay 13, and the inverter control The energization of the circuit 40 is cut off and the energization to the three-phase bridge rectifier circuit 20 is also cut off by opening the magnet switch 15 at the same time. As a result, the outdoor unit stops the predetermined operation, and the air conditioning operation described above is repeated on the condition that the indoor temperature control switch 4 is closed.

이 경우, 인버어터회로(30)에는 삼상브리지 정류회로(20)의 출력을 콘덴서(16)에 의해서 평활한 직류전압이 가해지고 있으나, 이 인버어터회로(30)는 제3(a)도에 도시한 바와 같이 전압이 그대로 가해졌다고 하더라도 즉, 콘덴서(16)를 제거한 상태에서도 전동기(17)를 거의 정상으로 운전할 수가 있으므로 이 콘덴서를 제거할 수 있는 것으로 된다.In this case, a smooth DC voltage is applied to the inverter circuit 30 by the capacitor 16 to the output of the three-phase bridge rectifier circuit 20. However, the inverter circuit 30 is shown in FIG. As shown in the figure, even if the voltage is applied as it is, that is, even when the capacitor 16 is removed, the motor 17 can be operated almost normally, so that the capacitor can be removed.

따라서, 실내유니트(100)를 단상 100V로 실외유니트(200)를 삼상 200V로 각기 접속하는 종래의 공기조화기에 있어서는 콘덴서(16)를 제거하여서 그 구성을 간소화한 것이 표준으로 되어 왔다.Therefore, in the conventional air conditioner in which the indoor unit 100 is connected to the single-phase 100V and the outdoor unit 200 to the three-phase 200V, the condenser 16 is removed and the configuration has been simplified as a standard.

여기서, 콘덴서(16)를 추가한 이유는, 본래 삼상 200V 전원에 연결되어야 할 단자 R, S, T 중의 어느 두단자를 단상 200V 전원으로 연결시켜, 삼상 브리지회로(20)를 단상 브리지회로로서 사용하여 그 리플분을 인버어터회로(30)가 정상으로 동작하는 범위까지 저하시켜서 전동기(17)를 구동하려는 것이다.Here, the reason for adding the capacitor 16 is to connect any two terminals of terminals R, S, and T, which should be originally connected to a three-phase 200V power supply, to a single-phase 200V power supply, and use the three-phase bridge circuit 20 as a single-phase bridge circuit. By lowering the ripple to the range in which the inverter circuit 30 operates normally, the motor 17 is driven.

이 경우 단자 R 및 T를 단상 200V 전원에 접속하였다고 하면 제2도중의 2조의 다이오드에 의해서 전파 정류되어, 삼상 브리지정류회로(20)의 출력단자간에 제3(b)도에 표시한 바와 같은 전파 정류전압이 얻어진다. 이 전파 정류전압이 180°마다 OV까지 떨어지므로, 인버어터회로(30)는 본래 출력하여야 할 전류를 공급할 수 없는 것으로 된다. 즉 정상의 동작이 행해지지 않는 것으로 된다.In this case, if the terminals R and T are connected to a single-phase 200V power supply, they are full-wave rectified by two sets of diodes in the second diagram, and the radio waves as shown in FIG. 3 (b) between the output terminals of the three-phase bridge rectifier circuit 20 are shown. Rectified voltage is obtained. Since the full-wave rectified voltage drops to OV every 180 degrees, the inverter circuit 30 cannot supply the current to be originally output. In other words, normal operation is not performed.

그러므로 콘덴서(16)는 제3(b)도에 표시된 파형의 전압을 평활하여서, 그 리플분을 저하시키는 것에 의해서, 인버어터회로가 정상동작을 행하도록 하고 있다.Therefore, the capacitor | condenser 16 makes the inverter circuit operate normally by smoothing the voltage of the waveform shown in FIG. 3 (b), and reducing the ripple amount.

이와같이 하여서 콘덴서(16)를 부가한 것을 외부유니트(200)의 표준품으로 하면, 제1도에 표시한 공기조화기를 단상 200V 및 삼상 200V의 어느 것으로도 운전가능하게 된다.In this way, when the capacitor 16 is added as a standard product of the external unit 200, the air conditioner shown in FIG. 1 can be operated with any of single-phase 200V and three-phase 200V.

또한, 상기 실시예에서는 삼상 브리지정류회로(20)의 정류출력을 콘덴서(16)에 의해서 평활하는 것에 대하여 설명하였는데, 콘덴서 외에 인덕턴스를 포함하는 평활회로에서도 상술한 바와 같은 작용을 행하게 할 수가 있다.In the above embodiment, the rectification output of the three-phase bridge rectifier circuit 20 is smoothed by the capacitor 16. However, the same operation as described above can be performed in the smoothing circuit including the inductance in addition to the capacitor.

또, 상기 실시예에서는 인버어터회로(30)로서 트랜지스터 인버어터를 사용하고 있으나 일반적인 다이리스터 인버어터를 사용하여도 좋은 것은 말할 나위도 없다.Incidentally, the above embodiment uses a transistor inverter as the inverter circuit 30, but it goes without saying that a general die Lister inverter may be used.

또한 상기 실시에는 한대의 실내유니트에 한대의 실외유니트를 접속하는 공기조화기에 대하여 설명되었지만, 복수대의 실내유니트가 한대의 실외유니트에 접속되는, 소위 멀티에어콘으로 호칭되는 것에도 동일하게 적용할 수가 있다.In addition, although the above described air conditioner connects one outdoor unit to one indoor unit, the same applies to what is called a multi-air conditioner, in which a plurality of indoor units are connected to one outdoor unit. .

이상의 설명에 의해서 명백한 본 발명의 공기조화기의 전동기구동 전원장치에 의하면 단상 200V와 삼상 200V의 어느 전원으로도 운전가능하게 되며, 그만큼의 부품 및 기기의 표준화를 달성할 수 있음과 동시에 수요경향의 사소한 예측도 불필요하게 된다는 우수한 효과가 얻어진다.According to the electric motor power supply apparatus of the air conditioner of the present invention which is apparent from the above description, it is possible to operate with any power source of single-phase 200V and three-phase 200V, and to achieve the standardization of the parts and devices as well as to meet the demand trend. An excellent effect is obtained that even minor predictions are unnecessary.

Claims (2)

(정정)삼상브리지 정류회로와, 이 삼상 브리지정류회로의 정류출력을 교류로 변환하여서 압축기 구동용 전동기에 교류전류를 공급하는 인버어터회로와, 상기 삼상 브리지정류회로 및 인버어터 회로간에 설치되어, 상기 삼상 브리지정류회로의 입력단자 중 어느 2개의 입력단자에 단상 교류전압이 인가되었을때, 상기 인버어터회로를 정상으로 동작시킬 수 있는 범위로 리플분을 감소시키는 평활회로를 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 압축기 구동전원장치.(Correction) is provided between a three-phase bridge rectifier circuit, an inverter circuit which converts the rectified output of the three-phase bridge rectifier circuit into alternating current and supplies an alternating current to the compressor driving motor, and the three-phase bridge rectifier circuit and the inverter circuit. And a smoothing circuit for reducing ripple in a range in which the inverter circuit can be normally operated when a single phase AC voltage is applied to any two input terminals of the three-phase bridge rectifier circuit. Compressor drive power supply of air conditioner. 제1항에 있어서, 상기 평활회로는 콘덴서인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 압축기 구동 전원 장치.2. The compressor driving power supply unit of claim 1, wherein the smoothing circuit is a condenser.
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