KR940007077B1 - 인버터장치 - Google Patents

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KR940007077B1
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Abstract

내용 없음.

Description

인버터장치
제1도는 이 발명의 한실시예에 의한 평활콘덴서 도체의 배치관계를 표시하는 사시도.
제2도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 평활콘덴서와 도체와의 위치관계를 표시하는 사시도.
제3도 내지 제6도는 어느것도 이 발명에 의한 동작원리를 설명하는 도면.
제7도, 제8도는 이 발명의 다시금 다른 실시예를 표시하는 도면.
제9도는 종래의 인버터장치의 주회로의 구성도.
이 발명은, 인버터장치, 특히 직류전원의 평활용 전해콘덴서와 부릿지 접속된 각상의 스위칭 소자간을 한쌍의 도체간에 절연물을 개재하여 중합구조로 된 평행도체로 접속하도록 한 전압형 인버터장치에 관한 것이다.
제1도는 일반적인 전압형 인버터장치의 전기적 접속구성을 표시하는 것이며, R.S.T는 교류전원의 입력단자, D11∼D16는 교류를 직류로 반환하는 정류용 다이오드, C1,C2는 평활용콘덴서로 도체(M)에 의하여 직렬로 접속되어 있다.
TR1∼TR6는 인버터부를 구성하는 스위칭 소자이고, 트랜지스터. MOSFET,ICBT등의 스위칭 소자가 사용된다.
D1∼D6는 각 스위칭 소자에 접속한 플라이휠 다이오드, C0는 서지억제용의 스나바 콘덴서, U,V,W는 교류출력단자, IM은 부하로서의 모터이다.
그리고, 전해콘덴서(C1, C2)와 스위칭 소자(TR1∼TR6)와는 평행도체(P.N)로 접속하고, 소위 인버터의 평행도체 회로를 구성하고 있다.
여기서 말하는 평행도체(P.N)란, 판상형상이고 또한 장방형 단면을 가지는 한쌍의 도체를 절연물을 개재시켜서 적층구조로한 배선도체를 말한다.
도면과 같은 회로구성에 있어서, 스위칭 소자(TR1,TR3,TR5)가 ON하고, 기타의 스위칭 소자가 OFF하고 있을 경우이고, 만일 출력단자(U-V)간이 단락사고를 일으켰다고 하면, 전해콘덴서(C1,C2)에 축적된 전압은, 평행도체(P), 스위칭 소자(TR), 출력단자(U), 출력단자(V), 스위칭 소자(TR5), 평행도체(N)에 이르는 단락회로를 통하여 단락전류를 흘린다.
이때, 스위칭 소자(TR1,TR5)는 수 10μS 이하로 턴오프시킬 필요가 있고, 또한 스위칭 소자는 통상의 전류의 수배∼10수배의 전류를 차단하기 때문에, 평행도체(P.N)의 인덕턴스(/1,/2)에 의하여 서지전압이 발생한다.
이 서지전압에 의하여 스위칭 소자가 파괴되는 것을 방지하기 위하여, 서지전압을 억제하는 스나바 콘덴서(C0)가 설치되고, 다시금 인덕턴스(ι1,ι2)를 작게하기 위하여, 평행도체(P.N)를 사용하고 있다.
즉, 이 평행도체(P.N)는 P측의 단락전류(is1)와 N측의 단락전류(is2)의 크기가 같고, 아울러 서로 역방향으로 흐르기 때문에, 이것들의 전류에 의한 자속이 상쇄되고, 인덕턴스(ι1,ι2)가 작게되는 결과, 단락전류 차단시의 서지전압이 작게되는 것이다.
그런데, 이와같은 인버터장치에 있어서, 평활용 콘덴서의 입력전압이 400 급일 경우, 가령 그 입력전압을 440 라고 하면, 직류전압(VDC)은 440×√2=622 로 된다.
통상, 평활용 콘덴서에 사용하는 전해콘덴서의 내전압은 450 정도이므로, 제 1 도에 표시하는 바와 같이 2개의 전해콘덴서 혹은 3개 이상의 전해콘덴서를 직렬로 접속하여 사용하고 있다.
그렇지만, 이와같이 전해콘덴서를 직렬로 접속하는 것은, 이것들 전해콘덴서의 사이를 접속하는 도체(M)의 인덕턴스(ι0)가 무시될수 없게되고, 이 인덕턴스(ι0)에 의하여 과대한 서지전압이 전압콘덴서 및 스위칭 소자에 인가되고, 이것들을 파괴로 이룬다는 문제점이 있다.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며. 제1의 목적은, 평활용 전해콘덴서를 직렬로 접속한 것이고, 출력단의 단락시에 과대한 사지전압이 발생하여도, 스위칭 소자에 인가되지 않도록하여, 그것들의 파괴를 방지하도록 한 것이다.
또, 제2의 목적은, 평활콘덴서 및 스위칭 소자로 부터의 발열의 방열효과의 향상을 꾀하는데 있다.
다시금, 제3의 목적은, 평활용 전해콘덴서와 도체와의 조립을 용이하게 행하도록 한 것에 있다.
이 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위하여, 교류를 직류로 번환하는 컨버터부와, 상기 직류를 평활하는 복수개의 평활콘덴서와, 상기 평활된 직류를 교류로 역변환하는 스위칭 소자열로 이루어지는 인버터부와, 상기 복수개의 평활콘덴서를 직렬로 접속하는 제1의 도체와, 직렬로 접속된 상기 복수개의 평활콘덴서로 이루어지는 평활콘덴서열의 양극, 음극과 상기 인버터부의 스위칭 소자열의 양극, 음극과를 각각 접속하는 제2 및 제3의 도체와를 구비하고, 상기 제1의 도체와 상기 제2 및 제3의 도체를 절연물을 끼워서 근접시켜 평행으로 배치한 것이다.
또, 절연물을 끼워서 평행으로 배치한 도체를 평활콘덴서 및 스위칭 소자의 표면을 덮을만큼의 크기로 한것이다.
다시금, 절연물을 끼워서 평행으로 배치한 도체의 일부에 평활콘덴서의 표시를 확인하는 표시확인용 잘린부를 설치한 것이다.
[실시예]
아래 이 발명의 내용을 도면에 개재한 실시예에 의거하여 설명한다.
제3도와 제4도에 있어서, 이것들의 도면은 이 발명의 동작원리를 설명한 도면이다·
즉, 제3도에 있어서, 평활용 전해콘덴서(C1)의 음극(a2)과 평활용 전해콘덴서(C2)의 양극(b1)을 접속하는 도체(M)와, 전해콘덴서(C2)의 음극(b2)과 스위칭 소자를 접속하는 도체(N)가 근접하여 평행으로 배치되어 있고, 도체(M)에 흐르는 단락전류(iso)와, 도체(N)에 흐르는 단락전류(iS2)와는 크기가 같고, 흐르는 방향이 역으로 있기 때문에, 이것들의 전류에 의하여 발생하는 자속은. 서로 상쇄하고, 도체(M)와 도체(N)의 사이의 인덕턴스를 작게하고 있다.
이 제3도에서는, 도체(M)와 도체(N)를 근접하여 평행으로 배치하였으나, 도체(M)와, 전해콘덴서(C1)의 양극(a1)과 스위칭 소자를 접속하는 도체(P)를 근접시켜서 평행으로 배치하여도 좋다.
제4도에 있어서는, 전해콘덴서(C1)의 음극(a2)과 전해콘덴서(C2)의 양극(b1)을 접속하는 도체(M)의 일부와, 전해콘덴서(C1)와 스위칭 소자를 접속하는 도체(P), 도체(M)의 나머지 일부와, 전해콘덴서(C2)의 음극(b2)과 스위칭 소자를 접속하는 도체(N)를 각각 근접하여 평행으로 배치하는 것에 의하여, 인덕턴스를 작게하고 있다.
이 제4도의 구성에 의하면, 나란히 배치된 2개의 전해콘덴서(C1,C2)의 중심부로부터 도체(P.N)를 떼어낼 수가 있다.
제1도는, 제3도의 동작원리를 구체화한 한 실시예이다.
동도에 있어서, 전해콘덴서(C1)의 양극단자(a1)는 도체(P)와 접속되고, 전해콘덴서(C1)의 음극단자(a2)와 전해콘덴서(C2)의 양극단자(b1)가 도체(M)로 접속되어 있다.
여기서, 각 도체(M.N 및 P)는 전해콘덴서(C1,C2)의 단자가 설치된 윗면과 거의 동등한 넓이를 가지는 판상의 것이고, 또한 도체(M)와 도체(P)가 도체(N)에 평행상태로 또한 중합상태로 배치되어 있고, 다시금, 도체(M)는 전해콘덴서(C2)의 음극단자(b2)에 대향하여 이것과 전기적으로 접촉하지 않도록 그 단자 지름보다도 큰 지름의 구멍이 뚫어지고, 도체(N)는 전해콘덴서(c2)의 양극단자(b1), 전해콘덴서(c1)의 양극단자(a1)와 음극단자(a2)의 어느것도 접촉하지 않도록 구멍이 뚫어져 있다.
그리고, 도체(N)와 도체(P) 및 도체(M)간에는 각각 절연물(Z)가 개재되어 있다.
제2도는, 제4도의 동작원리를 구체화한 한 실시예이다.
동도에 있어서, 도체(M)는 전해콘덴서(C1)의 음극단자(a2)와, 전해콘덴서(C2)의 양극단자(b1)를 접속하고 있다.
또, 도체(P)는 전해콘덴서(c1)의 양극단자(a1)와 접속되고, 도체(N)는 전해콘덴서(C2)의 음극단자(b2)와 접속되어 있다.
이것도, 제1도와 마찬가지로 각 도체는 전해콘덴서의 각 단자가 설치된 윗면과 거의 동등한 넓이를 가진 판상의 것이고, 도체(M)에 대하여 도체(N)와 도체(P)과가 평행상태로, 또한 중합상태로 배치되고, 도체(N)에는 전해콘덴서(C2)의 양극단자(b1)와 전기적으로 접촉하지 않도록 구멍이 뚫어져 있고, 도체(P)에는 전해콘덴서(C1)의 음극단자(a2)와 접촉하지 않도록 구멍이 뚫어져 있다.
그리고, 도체(M)와 도체(N) 및 도체(P)와의 사이에는 각각 절연물(Z)가 재개되어 있다.
제1도에서는, 도체(M)와 도체(N)를 근접하여 평행으로 배치시켰으나, 예를들면 도체(M)와 도체(P)를 근접하여 평행으로 배치하기 위하여, 도체(P)를 도체(N)에, 도체(N)를 도체(P)에, 또 전해콘덴서(C1)의 단자(a1)를 (a2)에 전해콘덴서(C2)의 단자(b1)를 b2에 각각 바꿔넣으면 좋다는 것은, 용이하게 이해할 수있을 것이다.
제5도 및 제6도는, 3개의 전해콘덴서를 직렬로 접속하였을 경우의 동작원리를 표시한 것이며, 먼저의 실시예와 마찬가지로 도체의 인덕턴스를 작게할수가 있다.
우선, 제5도에 있어서, 3개의 전해콘덴서(C1,C2,C3)는 직렬로 접속되고, 각각의 단자를 a1,a2,b1,b2,e1,e2라고 하면, 전해콘덴서(c1)의 음극단자(a2)와 전해콘덴서(c2)의 양극단자(b1)를 접속하는 도체(M1) 및 전해콘덴서(C2)의 음극단지(b2)와 전해콘덴서(C3)의 양극단자(e1)를 접속하는 도체(M2)와, 전해콘덴서(c1)의 양극단자(a1)와 스위칭 소자를 접속하는 도체(P)가 근접하여 배치되어 있다.
또, 제6도에서는, 도체(M1)가 도체(P)와, 도체(M2)가 도체(N)와 각각 근접 또한 중합상태로 배치되어있다.
이 경우도, 2개의 도체의 사이에는 절연물(Z)이 개재되어 있다.
또한, 제6도의 실시예에서는, 3개의 전해콘덴서가 배치된 그 중앙부로부터 도체(P)와 도체(N)를 떼어낼 수가 있다.
그리고, 각 도체는 단자가 설치된 전해콘덴서의 윗면과 거의 동등한 넓이로 형성되고, 전해콘덴서 및 스위칭 소자의 발열에 대한 방열효과를 양호하게 하고 있다.
이와같이, 이 발명에 있어서는, 각 도체를 전해콘덴서의 윗면을 덮을 만큼의 크기로 형성되어 있기 때문에, 통상 전해콘덴서의 윗면을 설치된 단자의 극성마크가 가리워져 버리고, 조립작업에 불편을 가져왔었다.
그러나, 이 발명에서는, 각 도체에 전해콘덴서의 윗면에 표시된 극성마크등을 확인할 수 있는 잘린부를 설치한 것이다.
즉, 제7도에 있어서, 전해콘덴서(C1,C2)의 상호간 및 이것들 전해콘덴서와 스위칭 소자로 이루어지는 주회로(11l)와의 사이를 전기적으로 접속하는 도체(P.N)의 가장자리부에 이것들을 관통하여 잘린부(24)를 설치하고 있다.
이 잘린부(24)의 극성을 표시하는 극성마크(23)를 확인하기 위한 것이며, 극성마크와 미리 대향하는 위치에 설치된다.
또한, 이 잘린부는 도체(P.N) 및 절연물(Z)을 관통하고 있다. 따라서, 이 실시예에 의하면, 표시확인용 잘린부(24)에 의하여, 전해콘덴서와 도체를 조립한후에도 극성마크를 확인할수 있기 때문에, 조립시의 전해콘덴서의 극성판별이 용이하게 되고, 오접속에 의한 폭발사고를 방지할 수가 있다.
극성마크는 도시한 것에 한정되지 않으므로, 사용하는 전해콘덴서에 응하여 잘린부의 위치나 크기를 결정하면 좋다. 또, 도체나 전해콘덴서의 크기등의 관계로부터, 도체의 가장자리부에 설치할 필요가 없으면, 잘린부가 아니고, 도체와 절연물을 관통하는 구멍으로 하여도 좋다.
다시금, 제8도는 도체(P.N) 및 절연물(Z)을 관통하여 전해콘덴서(C1,C2)의 방폭변 확인용의 구멍(30)을 설치한 것이다.
이 도면의 실시예에 의하면, 이 구멍(30)에 의하여 넓은 면적의 도체를 전해콘덴서에 취부한후에도, 방폭변(29)을 확인할 수 있다. 이 방폭변(29)의 위치는 전해콘덴서에 의하여 결정되고 있으므로, 방폭변이 확인될 수 있으면, 전해콘덴서의 극성의 정오도 함께 판별할 수 있다.
따라서, 조립후의 검사때의 전해콘덴서의 극성판별이 용이하게 되고, 오접속에 의한 폭발사고를 방지할수가 있다.
병행해서, 이 방폭변은 전해콘덴서의 내압을 초과하여 사용한 상태에서, 부풀어지므로, 인버터장치의 동작상황이 용이하게 확인할 수 있다.
또한, 제7도, 제8도에 있어서, 27은 전해콘덴서(C1,C2)와 스위칭 소자(111)의 음극단자(22,26)가 양극측 도체(P)와 접촉하는 것을 피하기 위하여 양극측 도체(P)에 설치한 구멍, 28은 전해콘덴서(C1,C2)와 스위칭 소자(111)의 양극단자(21,25)가 음극측 도체(N)와 접촉하는 것을 피하기 위하여 음극측 도체(N)에 설치한 구멍이다.
이상과 같이 이 발명에 의하면, 복수개의 평활용 전해콘덴서가 직렬접속될 경우, 평활콘덴서의 접속도체와 스위칭 소자에의 접속도체를 근접 또한 중합상태로 평행하게 배치하였으므로, 평활콘덴서를 직렬로 접속하는 부분의 인덕턴스를 작게할 수가 있고, 단락사고일때의 단락전류차단에 의한 서지전압을 저감할 수가있다.
또, 도체가 평활콘덴서 및 스위칭 소자의 표면을 덮을만큼의 넓은 면적을 가지고 있기 때문에, 평활콘덴서 및 스위칭 소자의 발열이 도체로부터 분산하고, 방열효과가 향상한다.
다시금, 도체에 평활콘덴서의 표시확인용 잘린부를 설치하고 있기 때문에, 조립후에도 콘덴서의 극성이 올바르게 접속되어 있는가 없는가를 용이하게 확인할 수 있고, 조립이 용이하게 행하여지는 것이다.

Claims (6)

  1. 교류를 직류로 변환하는 컨버터부와, 상기 직류를 평활하는 복수개의 평활콘덴서와, 상기 평활된 직류를 교류로 역변환하는 스위칭 소자로 이루어지는 인버터부와, 상기 복수개의 평활콘덴서를 직렬로 접속하는 제1의 도체와, 직렬로 접속된 상기 복수개의 평활콘덴서 열의 양극, 음극과 샹기 인버터부의 스위칭 소자열의 양극, 음극과를 각각 접속하는 제2 및 제3의 도체를 구비하고, 상기 제1의 도체와 상기 제2 및 제 3 의 도체를 절연물을 끼워서 근접시켜 중합상태로 평행으로 배치한 것을 특징으로 하는 인버터장치.
  2. 제1항에 있어서, 도체를 상기 평활콘덴서의 적어도 단자를 설치한 표면을 덮는 넓은 표면적을 가지는 형상으로 한 것을 특징으로 하는 인버터장치.
  3. 제1항에 있어서, 도체의 일부에 콘덴서의 표시를 확인하기 위한 표시확인용 잘린부를 설치한 것을 특징으로 하는 인버터장치.
  4. 직류를 평활하는 평활콘덴서와, 상기 직류를 교류로 역번환하는 스위칭 소자와, 이것들 평활콘덴서와 스위칭 소자와를 접속하는 한쌍의 도체로 이루어지고, 이 한쌍의 도체는 절연물을 끼워서 중합상태로 배치되는 것과 아울러 상기 평활콘덴서 및 스위칭 소자의 표면을 덮을 만큼의 넓은 표면적을 가진것을 특징으로하는 인버터장치.
  5. 제4항에 있어서, 한쌍의 도체와 절연물에 이것들을 관통하여 콘덴서의 표시를 확인하기 위한 표시확인용 잘린부를 설치한 것을 특징으로 하는 인버터장치.
  6. 제3항 및 제5항에 있어서, 표시확인용 잘린부를 구멍으로 한 것을 특징으로 하는 인버터장치.
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