WO2013027949A2 - 전력 변환 장치 - Google Patents

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WO2013027949A2
WO2013027949A2 PCT/KR2012/006330 KR2012006330W WO2013027949A2 WO 2013027949 A2 WO2013027949 A2 WO 2013027949A2 KR 2012006330 W KR2012006330 W KR 2012006330W WO 2013027949 A2 WO2013027949 A2 WO 2013027949A2
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input
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박재광
황순상
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주식회사 동아일렉콤
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Definitions

  • the present invention relates to a power converter, and more particularly, to a power converter that improves its efficiency and provides convenience of capacity increase by suppressing circulating current in parallel connection of power converters.
  • Power converters are widely used as a key core technology in many applications such as telecommunication DC power supplies, UPS, inverters, motor drives, chargers, and solar power generation.
  • FIG. 1 is a diagram of a conventional three-phase PWM power converter, in which a power source 11, a filter unit 12, a power converter 13, an output capacitor 16, and a load 17 are shown.
  • the unit 13 includes an inductor group 14 including one or more inductors and a switching element group 15 including one or more switching elements.
  • the filter unit 12 filters the three-phase (a, b, c) input power supplied from the power source 11 and applies it to the power converter 13, the power converter 13 supplies the applied input power. Will be converted to output power.
  • the inductor group 14 is coupled to the filter unit 12 and is coupled to the switching element group 15 composed of six switches. When the switches Q1-Q6 of the switching element group 15 are turned off, current flows from the power supply 11 to the load 17 through the body diode, and the switches Q1-Q6. Since they each have a phase difference, they are sequentially turned on to flow current through the switch.
  • the three-phase parallel operation system 20 includes a power supply unit 21, a filter unit 22, a first inductor group 24, and a first switching element group 25, and a first power conversion unit 23 and a second inductor group. It consists of the 2nd power conversion part 27 comprised by the 28 and the 2nd switching element group 29, and the output capacitor 26.
  • Each power converter drives in the same manner as the power converter 13 shown in FIG. At this time, even if all of the 12 switches Q1 to Q12 included in the first switching element group 25 and the second switching element group 29 use the same characteristic switch, the turn-on and turn-off characteristics are accurately Inconsistency occurs and deviations occur.
  • the inductors included in the first inductor group 24 and the second inductor group 28 the inductance deviation occurs according to the core of each inductor. A circulating current Ic is generated between 29).
  • the current flows while the switching element is periodically turned off, and a circulating current is generated between the power conversion units, and each of the inductors connected to each input line to which the power is input.
  • Unbalance occurs due to the deviation of the devices connected to the inductor of the inductor, and the volume of the switching element must be set large, increasing the volume. If the value is set small, the circuit and components are damaged or the life is shortened. Can be.
  • the circulating current Ic causes a decrease in efficiency and heat generation of the power converter, and also provides a cause of damage to the device due to heat generation. Therefore, in order to solve the problem of the circulating current (Ic), the input and output of the power converter are used separately, or in the rectifier, the secondary rectifier of the isolated DC / DC is connected in parallel to increase the capacity. The method was also taken.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a system 30 used as an independent input / output structure for each power conversion circuit in order to reduce the influence on the circulating current Ic in a parallel operation system of a conventional power converter.
  • Using the independent input / output parallel operation system reduces the influence on the circulating current (Ic), but increases the size and number of inductors, decreases the space efficiency, and causes cost problems. Done.
  • the present invention to solve the problems of the prior art, in parallel operation of the power converter, by reducing the circulating current (Ic) and unbalance generated between the parallel connected power converter device to improve the efficiency, stable parallel operation
  • Ic circulating current
  • the present invention enables smooth operation in parallel by improving the efficiency of the power converter by preventing the circulating current (Ic) from occurring even when the power converter is used in common without separating the input and the output.
  • Power conversion device is coupled to one or more inductors and one or more switches, the power conversion unit and the power conversion unit for converting the applied input power to the output power to provide a load
  • a reverse current protection section for controlling the circulating current generated by the output power supply, the power conversion section comprising inductors connected in series with the input line of the input power supply, the inductors being equal to one core for each input line
  • a switching element group composed of a plurality of switching elements coupled to the multi inductor group and the multi inductor group wound in a direction, and configured to control a current to charge magnetic energy to one or more inductors of the multi inductor group.
  • the input power source of the power converter according to an embodiment of the present invention may be a single phase power source.
  • the multi-inductor group includes a first inductor and a second inductor, and the first inductor includes a first input of the input power source.
  • the second inductor is connected in series to the second input line of the input power supply
  • the switching element group includes a first switch, a second switch, a third switch, a fourth switch, and the first switch
  • the series circuit of the third switch and the series circuit of the second switch and the fourth switch are connected in parallel
  • the first inductor is connected to the common connection point of the first switch and the third switch
  • the second switch and the fourth switch The second inductor may be connected to the common connection point.
  • the input power supply of the power converter according to an embodiment of the present invention may be a three-phase power supply.
  • the multi-inductor group includes a first inductor, a second inductor, and a third inductor, and the first inductor includes an input power supply.
  • a second inductor connected in series to a second input line of the input power supply, a third inductor connected in series to a third input line of the input power supply, and a switching element group A first switch, a second switch, a third switch, a fourth switch, a fifth switch, a sixth switch, and a series circuit of a first switch and a fourth switch, a series circuit of a second switch and a fifth switch, and a third
  • the series circuit of the switch and the sixth switch is connected in parallel, the first inductor is connected to the common connection point of the first switch and the fourth switch, the second inductor is connected to the common connection point of the second switch and the fifth switch, 3rd switch and 6th switch
  • a common connection point values can be connected to the third inductor.
  • the output capacitor may further include an output capacitor supplied with energy stored in one or more inductors, and the reverse current prevention unit may be configured as a diode or a switch.
  • two or more power converters may be connected in parallel.
  • the at least one inductor and at least one switch is coupled, and converts the applied input power to the output power to provide a load, the power converter and the power converter and the couple And a reverse current prevention unit for controlling the circulating current generated by the output power source.
  • the power converter includes a plurality of switching elements coupled to an inductor group and an inductor group composed of inductors connected in series with an input line of an input power source and intermittently energizing one or more inductors of the inductor group to charge magnetic energy. It may include a switching device group configured.
  • the input power of the power converter according to another embodiment of the present invention may be a single phase power source or a three phase power source.
  • the switching element group of the filter unit and the power converter unit to filter the input power and apply it to the power converter unit
  • the output capacitor further receives energy stored in the one or more inductors of the inductor group
  • the reverse current prevention part includes a reverse current generated when the output power becomes lower than the output capacitor voltage.
  • the reverse current prevention unit may be composed of a diode or a switch, two or more power conversion apparatus may be connected in parallel.
  • the power converter in the power converter is coupled to one or more inductors and one or more switches, and converts the applied input power to the output power, the multi-inductor group and switching element group
  • the multi-inductor group is composed of inductors connected in series to the input line of the input power supply, the inductors are wound in the same direction on one core for each input line
  • the switching element group is a multi-inductor group It may be composed of a plurality of switching elements coupled to and coupled to the current to charge the magnetic energy to one or more inductors of the multi-inductor group
  • the input power source may be a single-phase power source or a three-phase power source.
  • a power converter includes a multi-inductor when one or more switching elements of a filter element and a switching element group of a power converter that filter input power and apply the power to the power converter are turned off.
  • the apparatus may further include an output capacitor supplied with energy stored in one or more inductors of the group, and two or more power converters may be connected in parallel.
  • the present invention it is possible to improve the power conversion efficiency by suppressing the circulating current, which is a problem of a power converter having a common input / output, and to perform parallel operation by connecting a plurality of power converters continuously so that the overall capacity can be increased. Can be increased.
  • the multi-inductor and the reverse current prevention unit in the power converter it is possible to parallel operation by improving the problems that can occur between circuits while connecting a plurality of switching element groups in parallel.
  • the size of the power converter can be simplified to reduce the size, reduce manufacturing costs, and improve efficiency.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional three-phase PWM power converter.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a parallel operation system of a conventional three-phase PWM power converter.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a parallel operation system of a three-phase PWM power converter using a conventional independent input / output structure.
  • FIG. 4 is a block diagram of a parallel connection system of the power conversion device of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a multi inductor used in the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a parallel connection system of the single-phase PWM power converter of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a parallel connection system of the three-phase PWM power converter of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a parallel connection system of a power conversion device of a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit diagram showing a three-phase PWM power converter according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a parallel connection system of a power conversion device of a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit diagram showing a parallel connection system of a three-phase Vienna power converter of the third embodiment of the present invention.
  • the circulating current generated in parallel operation of the power converter can be largely divided into a low frequency circulating current and a high frequency cyclic current.
  • Low frequency cyclic currents are generated by imbalances between converters, and high frequency cyclic currents are generated when using the PWM method.
  • the present invention is to solve the circulating current generated in parallel operation of the power converter, and provides a power converter using at least one of a reverse current prevention unit and a multi inductor.
  • the first embodiment of the present invention is coupled to a power conversion unit and the power conversion unit, which is coupled to one or more inductors and one or more switches, and converts an applied input power source into an output power source and provides the load to the output.
  • the reverse current prevention unit may be configured to control a circulating current generated by the power supply, and the power converter may include a multi inductor group and a switching element group.
  • the multi-inductor group is composed of inductors connected in series to the input line of the input power supply, the inductors are wound in the same direction on one core for each input line, the switching element group is coupled to the multi-inductor group It may be composed of a plurality of switching elements that are ringed and interrupt the current to charge magnetic energy to one or more inductors of the multi-inductor group.
  • FIG. 4 is a block diagram of a parallel connection system of the power converter of the first embodiment of the present invention.
  • the multi-inductor group 44 and the reverse current prevention unit 49.1 ... 49.n By using), it improves the problems that can occur between circuits by connecting a large number of switching element groups (45.1 ... 45.n) in parallel to help stable parallel operation.
  • the power converter according to the first embodiment of the present invention may use the multi inductor of the multi inductor group 44 to solve the circulating current generated when the power converter is operated in parallel.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the multi inductor 50 used in the present invention.
  • the multi inductor 50 shown in FIG. 5 in the power converter, the low frequency circulating current of the power converter is suppressed and each switching is performed. Stable operation can be achieved by preventing negative current unbalance.
  • simplifying the configuration of the power converter can reduce the volume of the device, it provides a reduction in manufacturing costs and efficiency improvements.
  • the multi-inductor 50 is characterized by winding a plurality of inductors in one core for each input line. This winding method offers many advantages. Inductors do not use multiple cores individually to improve space utilization, provide cost savings and, in particular, reduce inductor core variations and winding variations to prevent low frequency circulating currents and current biases. Will be provided.
  • winding in the same direction is required. Due to the characteristics of the inductor, when the direction of the current is forward with respect to the starting point of one of the windings, the current flows in the remaining windings, and the reverse impedance becomes infinity, so the low frequency circulating current generated by the switching time, duty deviation, and error of inductance Will be suppressed. In addition, the use of a single core of multiple inductors minimizes the variation in inductance due to the core error that occurs when each inductor uses the core individually.
  • the switching element group 45.1 of the filter unit 42 and the power converter 43 that filters the input power supply 41 and applies it to the power converter. 45. n) may further include an output capacitor 46 which is supplied with energy stored in the one or more inductors of the multi-inductor group 44 when the one or more switching elements in the turn-off state.
  • the reverse current protection units 49.1... 49. n used in the power conversion device according to the first embodiment of the present invention provide reverse current generated when the output power becomes lower than the output capacitor 46 voltage. By preventing, the circulating current can be controlled and can be composed of a diode or a switch.
  • the reverse current prevention units 49.1... 49.n can use bidirectional switching elements in topologies requiring bidirectionality such as charging / discharging, and diodes are mainly used in unidirectional topologies.
  • two or more power converters may be connected in parallel as shown in FIG. 4.
  • the power conversion device can use the input power supply as a single phase power supply.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a power converter in which two single-phase PWM power converters of the first embodiment of the present invention are connected in parallel.
  • the power conversion device 60 includes a power conversion section and reverse current prevention sections 69.1 and 69.2 composed of the multi inductor groups L61 and L62 and the switching element groups 65.1 and 65.2, and the multi inductor.
  • the groups L61 and L62 include a first inductor L61 and a second inductor L62, and the first inductor L61 is connected in series with the first input line 61.a of the input power source.
  • the second inductor L62 is connected in series to the second input line 62.a of the input power source.
  • the first switching element group 65.1 includes a first switch Q1, a second switch Q2, a third switch Q3, and a fourth switch Q4, and the first switch Q1 and the third switch.
  • the series circuit of Q3 and the series circuits of the second switch Q2 and the fourth switch Q4 are connected in parallel, and the first inductor is connected to the common connection point of the first switch Q1 and the third switch Q3.
  • L61 may be connected, and a second inductor L62 may be connected to a common connection point of the second switch Q2 and the fourth switch Q4.
  • the second switching element group 65.2 includes a fifth switch Q5, a sixth switch Q6, a seventh switch Q7, and an eighth switch Q8, and the fifth switch Q5 and the seventh switch.
  • the series circuit of Q7 and the series circuits of the sixth switch Q6 and the eighth switch Q8 are connected in parallel, and the first inductor is connected to the common connection point of the fifth switch Q5 and the seventh switch Q7.
  • L61 may be connected, and a second inductor L62 may be connected to a common connection point of the sixth switch Q6 and the eighth switch Q8.
  • the power converter according to the first embodiment of the present invention may use an input power supply as a three-phase power supply.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a power converter in which two three-phase PWM power converters of the first embodiment of the present invention are connected in parallel.
  • the power converter includes a power converter 73 composed of multi-inductor groups L71, L72, L73 and switching element groups 75.1, 75.2, and reverse current protection units 79.1, 79.2,
  • the multi inductor groups L71, L72, and L73 include a first inductor L71, a second inductor L72, and a third inductor L73, and the first inductor L71 includes a first input line of an input power source ( 71.a) connected in series, the second inductor L72 is connected in series to the second input line 71.b of the input power supply, and the third inductor L73 is connected to the third input line 71.c) in series.
  • the first switching element group 75.1 has a first switch Q1, a second switch Q2, a third switch Q3, a fourth switch Q4, a fifth switch Q5, and a sixth switch Q6. And a series circuit of the first switch Q1 and the fourth switch Q4, a series circuit of the second switch Q2 and the fifth switch Q5, and a third switch Q3 and the sixth switch Q6.
  • the first inductor (L71) is connected to the common connection point of the first switch (Q1) and the fourth switch (Q4), the second switch (Q2) and the fifth switch (Q5)
  • the second inductor L72 may be connected to a common connection point of the third inductor L73
  • the third inductor L73 may be connected to a common connection point of the third switch Q3 and the sixth switch Q6.
  • the second switching element group 75.2 includes a seventh switch Q7, an eighth switch Q8, a ninth switch Q9, a tenth switch Q10, an eleventh switch Q11, and a twelfth switch Q12. And a series circuit of the seventh switch Q7 and the tenth switch Q10, a series circuit of the eighth switch Q8 and the eleventh switch Q11, and a ninth switch Q9 and a twelfth switch Q12. ) Are connected in parallel, the first inductor L71 is connected to the common connection point of the seventh switch Q7 and the tenth switch Q10, and the eighth switch Q8 and the eleventh switch Q11.
  • the second inductor L72 may be connected to a common connection point of the third inductor L73, and the third inductor L73 may be connected to a common connection point of the ninth switch Q9 and the twelfth switch Q12.
  • the first embodiment of the present invention can be applied to the Vienna, Boost, Buck, and interleaved methods in addition to the PWM method, and can be used for both the converter and the inverter.
  • a second embodiment of the present invention is coupled to an output power supply coupled to a power converter and a power converter, wherein one or more inductors and one or more switches are coupled and convert an applied input power source into an output power source and provide the load to a load. It may include a reverse current prevention unit for controlling the circulating current generated by.
  • FIG. 8 is a block diagram of the parallel connection system of the power converter of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, by using the reverse current prevention unit 89.1. By connecting the switching device group (85.1 ... 85.n) in parallel, it helps to perform parallel operation by improving the problems that may occur between circuits.
  • the power converter 83 is coupled to the inductor group 84 and the inductor group 84 composed of inductors connected in series with the input line of the input power source 81, and at least one inductor of the inductor group 84. It may include a switching element group 85 composed of a plurality of switching elements for regulating the current to charge the magnetic energy.
  • the filter unit 82 and the switching element group 85.1 ... 85.n of the power conversion unit for filtering the input power supply 81 and applying it to the power conversion unit.
  • the switching element When the switching element is in the turn-off state, it further includes an output capacitor 86 that receives the energy stored in the one or more inductors of the inductor group 84, and the reverse current protection unit 89.1. By preventing the reverse current generated when the power supply becomes lower than the output capacitor 86 voltage, the circulating current can be controlled.
  • the reverse current protection unit (89.1 ... 89.n), it may be composed of a diode or a switching element, in a topology requiring bidirectional, such as charging / discharging can use a bidirectional switching element, mainly in a unidirectional topology Diodes are used, and as shown in FIG. 8, two or more power converters may be connected in parallel.
  • the power conversion device may be an input power source as a single phase power source or a three phase power source.
  • the inductor group includes a first inductor and a second inductor, the first inductor is connected in series with the first input line of the input power source, and the second inductor is It is connected in series to the second input line of the input power supply
  • the switching element group includes a first switch, a second switch, a third switch, a fourth switch, the series circuit and the second switch of the first switch and the third switch And a series circuit of the fourth switch and the fourth switch are connected in parallel, the first inductor is connected to the common connection point of the first switch and the third switch, the second inductor is connected to the common connection point of the second switch and the fourth switch, and the switching
  • the first output terminal of the element group is formed at the common connection point of the first switch and the second switch, the second output terminal of the switching element group is formed at the common connection point of the third switch and the fourth switch, and the reverse current prevention unit is a switching element.
  • Fig. 9 shows a case where the input power supply of the second embodiment of the present invention is three-phase and uses the PWM system.
  • An inductor group 94 of the power converter 90 of FIG. 9 includes a first inductor L91, a second inductor L92, and a third inductor L93, wherein the first inductor L91 is the input.
  • the second inductor L92 is connected in series with the first input line 91.a of the power supply, and the second inductor L92 is connected in series with the second input line 91.b of the input power source, and the third inductor L93 ) Is connected in series to the third input line 91.c of the input power source, and the switching element group 95 includes the first switch Q1, the second switch Q2, the third switch Q3, and the first switch.
  • a series circuit of the fifth switch Q5 and a series circuit of the third switch Q3 and the sixth switch Q6 are connected in parallel, and the first switch Q1 and the fourth switch Q4 are connected in parallel.
  • the first inductor L91 is connected to a common connection point of
  • the second inductor L92 is connected to a common connection point of the second switch Q2 and the fifth switch Q5, and is connected to a common connection point of the third switch Q3 and the sixth switch Q6.
  • the third inductor L93 is connected, and the first output terminal of the switching element group 95 is connected to a common connection point of the first switch Q1, the second switch Q2, and the third switch Q3. And a second output terminal of the switching element group 95 is formed at a common connection point of the fourth switch Q4, the fifth switch Q5, and the sixth switch Q6, and the reverse current prevention unit ( 99 may be connected to the first output terminal of the switching element group 95.
  • the second embodiment of the present invention can be applied to the Vienna, Boost, Buck, and interleaved methods in addition to the PWM method, and can be used for both the converter and the inverter.
  • the power converter according to the third embodiment of the present invention includes a power converter using a multi-inductor to solve the circulating current generated in parallel operation of the power converter.
  • the multi-inductor used in the third embodiment of the present invention is characterized in that a plurality of inductors for each input line are wound around one core in the same direction, and thus the operation of the multi-inductor 50 of FIG. The process can be applied.
  • FIG. 10 is a block diagram of a parallel connection system 100 of a power conversion device according to a third embodiment of the present invention.
  • a power conversion device for converting to an output power source comprising a multi-inductor group 104 and a switching element group (105.1 ... 105.n), wherein the multi-inductor group 104 is connected to an input line of the input power source 101.
  • Composed of inductors connected in series, in which the inductors are wound in one core for each input line in the same direction, and the switching element groups 105.1... 105. n are multi-inductor groups 104.
  • a plurality of switching elements coupled to and intercepting current to charge magnetic energy to one or more inductors of the multi-inductor group 104.
  • the power conversion device of the third embodiment of the present invention includes a filter element 102 and a switching element group of the power conversion unit 103 for filtering the input power source 101 and applying it to the power conversion unit 103. 105.n) may further include an output capacitor 106 that receives the energy stored in the multi-inductor 104 when the one or more switching elements in the turn-off state are turned off, as shown in FIG.
  • the above power converters may be connected in parallel.
  • the power conversion apparatus may set the input power source to be a single phase power source or a three phase power source.
  • the multi-inductor group when the input power source of the power converter is single-phase, and uses the PWM method, the multi-inductor group includes a first inductor and a second inductor, and the first inductor is the first of the input power sources.
  • the switching element group Connected in series to the input line, the second inductor is connected in series to the second input line of the input power source, the switching element group includes a first switch, a second switch, a third switch, a fourth switch, and the first The series circuit of the switch and the third switch and the series circuit of the second switch and the fourth switch are connected in parallel, the first inductor is connected to the common connection point of the first switch and the third switch, and the second switch and the fourth switch.
  • the second inductor is connected to the common connection point of.
  • the input power supply of the power converter according to the third embodiment of the present invention may be a three-phase power supply.
  • the multi-inductor group when the input power supply of the power converter is three-phase, and uses the PWM scheme, the multi-inductor group includes a first inductor, a second inductor, and a third inductor, and the first inductor is an input.
  • the second inductor may be connected in series with a first input line of a power supply
  • the second inductor may be connected in series with a second input line of an input power supply
  • the third inductor may be connected in series with a third input line of an input power source.
  • the switching element group includes a first switch, a second switch, a third switch, a fourth switch, a fifth switch, and a sixth switch, and the series circuit of the first switch and the fourth switch, the second switch and the fifth switch.
  • the series circuit and the series circuits of the third switch and the sixth switch are connected in parallel, the first inductor is connected to the common connection point of the first switch and the fourth switch, and the second connection point is connected to the common connection point of the second switch and the fifth switch.
  • the inductor is connected, and the third inductor is connected to the common connection point of the third switch and the sixth switch.
  • Fig. 11 is a circuit diagram showing a parallel connection system of a three-phase Vienna power converter of the third embodiment of the present invention, in which the power converter includes the multi-inductor group L111, L112, L113 and the switching element group 115.1, 115.2.
  • a multi-inductor group (L111, L112, L113) comprises a first inductor (L111), a second inductor (L112) and a third inductor (L113), and the first inductor (L111) ) Is connected in series to the first input line 111.a of the input power supply, the second inductor L112 is connected in series to the second input line 111.b of the input power supply, and the third inductor L113. ) May be connected in series to the third input line 111.c of the input power source.
  • the first switching element group 115.1 includes a first switch S1, a second switch S2, a third switch S3, a first diode D1, a second diode D2, and a third diode D3. And a fourth diode (D4), a fifth diode (D5), and a sixth diode (D6), the series circuit of the first diode (D1) and the fourth diode (D4), the second diode (D2) and the first The series circuit of the fifth diode D5 and the series circuit of the third diode D3 and the sixth diode D6 are connected in parallel, and the first circuit is connected to the first connection point of the first diode D1 and the fourth diode D4.
  • the inductor L111 and the first switch S1 are connected, and the second inductor L112 and the second switch S2 are connected to a common connection point of the second diode D2 and the fifth diode D5.
  • the third inductor L113 and the third switch D3 are connected to the common connection point of the third diode D3 and the sixth diode D6, and the first switch S1, the second switch S2, and the third switch S3 may be connected in common.
  • the second switching element group 115.2 includes a fourth switch S4, a fifth switch S5, a sixth switch S6, a seventh diode D7, an eighth diode D8, and a ninth diode D9. And a tenth diode (D10), an eleventh diode (D11), and a twelfth diode (D12), the series circuit of the seventh diode (D7) and the tenth diode (D10), the eighth diode (D8), and the eighth diode.
  • a series circuit of the eleventh diode D11 and a series circuit of the ninth diode D9 and the twelfth diode D12 are connected in parallel, and the first circuit is connected to the common connection point of the seventh diode D7 and the tenth diode D10.
  • the inductor L111 and the fourth switch S4 are connected, and the second inductor L112 and the fifth switch S5 are connected to the common connection point of the eighth diode D8 and the eleventh diode D11.
  • a third inductor L113 and a sixth switch S6 are connected to a common connection point between the ninth diode D9 and the twelfth diode D12, and the fourth switch S4, the fifth switch S5, and the sixth switch S6 connected in common Can.
  • the third embodiment of the present invention may be applied to boost, buck, and interleaved methods in addition to PWM and Vienna methods, and may be used in both converters and inverters.

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Abstract

본 발명은 전력 변환 장치의 병렬 연결에 있어서, 순환 전류를 억제함으로써 그 효율을 개선하고 용량 증대의 편리성을 제공하는 전력변환장치에 관한 것이다. 전력 변환 장치를 병렬 운전함에 있어 발생하는 순환 전류는 크게 저주파 순환 전류와 고주파 순환 전류로 나눌 수 있다. 저주파 순환 전류는 컨버터 사이에서 발생하는 불균형에 의해서 발생하게 되고, 고주파 순환 전류는 PWM 방법을 사용하였을 때 발생하게 된다. 본 발명은 전력 변환 장치를 병렬 운전함에 있어 발생하는 순환 전류를 해결하기 위한 것으로서, 역전류 방지부 또는 멀티 인덕터를 사용하는 전력 변환 장치에 대해 제공한다.

Description

전력 변환 장치
본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력 변환 장치의 병렬 연결에 있어서, 순환 전류를 억제함으로써 그 효율을 개선하고 용량 증대의 편리성을 제공하는 전력변환장치에 관한 것이다.
전력 변환 장치는 통신용 직류전원장치, UPS, 인버터, 모터 드라이브, 충전기, 태양광 발전 등 여러 응용 분야에서 주요한 핵심기술로 널리 사용되고 있다.
최근에는 통신용뿐만 아니라 선박, 자동차와 같이 크기나 부피에 제한이 있는 공간에서 사용되거나, 신 재생 에너지 개발에 사용되는 전력 변환 장치에 있어서도, 변환된 전력의 공급 신뢰도가 높고, 변환 용량이 큰 전력 변환 장치가 요구되고 있다.
또한, 전력 변환 장치가 결합된 제품의 소형화를 위해서 전력 변환 장치의 부피의 감소와 용량의 증대가 요구된다. 따라서, 이러한 요구를 만족시키기 위해서 사용되는 소자의 용량 증대, 스위칭 방법 개선, 전력 변환 효율 향상 및 병렬 운전 등 다각도의 연구가 이루어지고 있다.
도 1은 종래의 삼상 PWM 전력 변환 장치의 그림으로, 전원(11), 필터부(12), 전력 변환부(13), 출력 콘덴서(16) 및 부하(17)가 도시되어 있으며, 상기 전력 변환부(13)는 하나 이상의 인덕터를 포함하는 인덕터군(14)과 하나 이상의 스위칭 소자를 포함하는 스위칭 소자군(15)으로 구성된다.
전원(11)으로부터 공급된 3상(a, b, c) 입력 전원을 필터부(12)가 필터링하여, 전력 변환부(13)에 인가하면, 전력 변환부(13)는 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하게 된다. 인덕터군(14)은 필터부(12)에 커플링되어 있으며, 여섯 개의 스위치로 구성된 스위칭 소자군(15)과 커플링된다. 스위칭 소자군(15)의 스위치(Q1-Q6)가 턴-오프(turn-off) 되었을 때, 바디 다이오드를 통해 전원(11)에서 부하(17)로 전류가 흐르게 되며, 스위치(Q1-Q6)는 각각 위상차를 가지고 있기 때문에 순차적으로 턴-온(turn-on) 되어 스위치를 통해 전류가 흐르게 된다.
스위칭 소자군(15)의 어느 한 스위치(Q1-Q6)가 턴-온 되어 전류가 스위치(Q1-Q6)를 통해 흐를 때, 스위칭 소자군(15)에 흐르는 전압이 출력단의 출력 콘덴서(16) 전압보다 낮게 되면, 역방향으로 전류가 흐르게 되어 전력 변환 효율이 감소된다.
도 2는 종래의 삼상 PWM 전력 변환 장치의 병렬운전 시스템이다. 삼상 병렬운전 시스템(20)은 전원부(21)와 필터부(22), 제 1 인덕터군(24) 및 제 1 스위칭 소자군(25)으로 구성된 제 1 전력 변환부(23), 제 2 인덕터군(28) 및 제 2 스위칭 소자군(29)으로 구성된 제 2 전력 변환부(27), 출력 콘덴서(26)로 구성된다. 각각의 전력변환부는 도 1에 도시된 전력 변환부(13)와 동일한 방식으로 구동한다. 이때, 제 1 스위칭 소자군(25) 및 제 2 스위칭 소자군(29)에 포함되는 12개의 스위치(Q1-Q12)는 모두 동일한 특성의 스위치를 사용한다고 하더라도 턴-온 및 턴-오프 특성이 정확하게 일치하지 않고 편차가 발생하며, 제 1 인덕터군(24) 및 제 2 인덕터군(28)에 포함되는 인덕터들의 경우, 각 인덕터의 코어에 따라 인덕턴스 편차가 발생하기 때문에, 두 스위칭 소자군(25, 29) 사이에 순환 전류(Ic)가 발생하게 된다.
즉, 스위칭소자를 사용하는 전력 변환 장치의 병렬 운전 특성상, 주기적으로 스위칭 소자를 턴-오프 하면서 전류가 흐르게 되고 전력변환부간에 순환전류가 발생 되며, 전원이 입력되는 각 입력선에 연결된 인덕터와 각각의 인덕터에 연결되어 있는 후단의 소자들의 편차에 의해 불평형이 발생하게 되어, 스위칭 소자의 용량을 크게 설정해야 하므로 부피가 증가하게 되며, 작은 값을 설정하였을 경우 회로 및 부품이 파손되거나, 수명이 단축될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이러한 순환전류(Ic)는 전력 변환 장치의 효율 감소 및 발열의 원인이 되며, 발열로 인해 소자를 파손시키는 원인을 제공하기도 한다. 따라서, 종래에는 순환전류(Ic)의 문제점을 해결하기 위해서 전력 변환 장치의 입력과 출력을 분리하여 사용하거나, 정류기에 있어서는 용량 증대를 위해 절연형 DC/DC의 2차 정류부를 병렬 연결하여 사용하는 방법을 취하기도 하였다.
도 3은 종래의 전력 변환 장치의 병렬운전 시스템에서 순환전류(Ic)에 대한 영향을 줄이고자 각 전력 변환 회로에 독립적인 입/출력 구조로 사용되고 있는 시스템(30)을 도시한 회로도이다. 이러한 독립적인 입/출력 구조의 병렬 운전 시스템을 사용하게 되면, 순환전류(Ic)에 대한 영향을 줄일 수 있으나, 인덕터의 크기와 수가 증가하게 되고, 공간효율이 작아지게 되며, 비용적인 문제도 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자, 전력 변환 장치의 병렬 운전에 있어서, 병렬 연결된 전력 변환 장치 간에 발생하는 순환전류(Ic)와 불평형을 억제하여 효율을 향상시키고, 안정적인 병렬 운전을 할 수 있도록 하는 전력 변환 장치의 구성과 작용을 제시한다.
또한, 본 발명은 전력 변환 장치에서 입력과 출력을 분리하지 않고 공통으로 사용하여도, 순환전류(Ic)가 발생하지 않도록 하여, 전력 변환 장치의 효율을 향상시킴으로써 병렬 운전을 원활히 할 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치는 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하여 부하에 제공하는, 전력 변환부 및 전력 변환부와 커플링되어 출력 전원에 의해 발생하는 순환 전류를 제어하는 역전류 방지부를 포함하고, 전력 변환부는, 입력 전원의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성되고, 인덕터들은 각각의 입력선에 대하여 하나의 코어에 동일한 방향으로 권선되어 있는 멀티 인덕터군 및 멀티 인덕터군과 커플링되고, 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성되는 스위칭 소자군을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치의 입력 전원을 단상 전원으로 할 수 있으며, 이 경우, 멀티 인덕터군은 제 1 인덕터 및 제 2 인덕터를 포함하고, 제 1 인덕터는 입력 전원의 제 1 입력선에 직렬로 연결되며, 제 2 인덕터는 입력 전원의 제 2 입력선에 직렬로 연결되고, 스위칭 소자군은 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치를 포함하고, 제 1 스위치와 제 3 스위치의 직렬 회로와 제 2 스위치와 제 4 스위치의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 1 스위치와 제 3 스위치의 공통 접속점에 제 1 인덕터가 연결되며, 제 2 스위치와 제 4 스위치의 공통 접속점에 제 2 인덕터가 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치의 입력 전원을 삼상 전원으로 할 수 있으며, 이 경우, 멀티 인덕터군은 제 1 인덕터, 제 2 인덕터 및 제 3 인덕터를 포함하고, 제 1 인덕터는 입력 전원의 제 1 입력선에 직렬로 연결되며, 제 2 인덕터는 입력 전원의 제 2 입력선에 직렬로 연결되고, 제 3 인덕터는 입력 전원의 제 3 입력선에 직렬로 연결되고, 스위칭 소자군은 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치, 제 5 스위치, 제 6 스위치를 포함하고, 제 1 스위치와 제 4 스위치의 직렬 회로, 제 2 스위치와 제 5 스위치의 직렬 회로 및 제 3 스위치와 제 6 스위치의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 1 스위치와 제 4 스위치의 공통 접속점에 제 1 인덕터가 연결되며, 제 2 스위치와 제 5 스위치의 공통 접속점에 제 2 인덕터가 연결되며, 제 3 스위치와 제 6 스위치의 공통 접속점에 제 3 인덕터가 연결될 수 있다.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치들은 입력 전원을 필터링하여 전력 변환부에 인가하는 필터부 및 전력 변환부의 스위칭 소자군의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는 출력 콘덴서를 더 포함할 수 있으며, 역전류방지부는 다이오드 또는 스위치로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 장치들은 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 전력 변환 장치는, 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하여 부하에 제공하는, 전력 변환부 및 전력 변환부와 커플링되어, 출력 전원에 의해 발생하는 순환 전류를 제어하는 역전류 방지부를 포함할 수 있다.
전력 변환부는, 입력 전원의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성된 인덕터군 및 인덕터군과 커플링되고, 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성되는 스위칭 소자군을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 전력 변환 장치의 입력 전원을 단상 전원 또는 삼상 전원으로 할 수 있으며, 이 경우, 입력 전원을 필터링하여 전력 변환부에 인가하는 필터부 및 전력 변환부의 스위칭 소자군의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 인덕터 군의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는 출력 콘덴서를 더 포함하고, 역전류 방지부는 출력 전원이 출력 콘덴서 전압보다 낮게 되는 경우에 발생하는 역전류를 방지함으로써, 순환 전류를 제어할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 일실시예에 따른 전력 변환 장치들은, 역전류방지부가 다이오드 또는 스위치로 구성될 수 있으며, 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 전력 변환 장치는, 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하는 전력 변환장치에 있어서, 멀티 인덕터군 및 스위칭 소자군을 포함하며, 이 멀티 인덕터군은 입력 전원의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성되고, 인덕터들은 각각의 입력선에 대하여 하나의 코어에 동일한 방향으로 권선되어 있으며, 스위칭 소자군은 멀티 인덕터군과 커플링되고, 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성될 수 있고, 상기 입력 전원을 단상 전원 또는 삼상 전원으로 할 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 전력 변환 장치는 입력 전원을 필터링하여 전력 변환부에 인가하는 필터부 및 전력 변환부의 스위칭 소자군의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는 출력 콘덴서를 더 포함할 수 있고, 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 입/출력을 공통으로 하는 전력 변환 장치의 문제점인 순환 전류를 억제하여 전력 변환 효율을 향상시키고, 다수의 전력 변환 장치를 연속적으로 연결하여 병렬 운전을 할 수 있도록 함으로써 전체적인 용량을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 전력 변환 장치에 멀티 인덕터와 역전류 방지부를 사용함으로써, 다수의 스위칭 소자군을 병렬로 연결하면서 회로 간 발생할 수 있는 문제점을 개선하여 병렬운전을 할 수 있도록 도와준다.
다수개의 스위칭 소자군을 병렬로 연결하면서 발생할 수 있는 문제점으로는 스위칭 소자군 간의 고주파 순환전류, 단락에 의한 회로 간 간섭, 출력 콘덴서에서의 역전류등이 대표적이며, 역전류 방지부를 사용함으로써 이러한 문제점이 개선된 병렬 운전이 가능하다.
또한, 전력 변환 장치에 멀티 인덕터를 사용함으로써 전력 변환 장치의 저주파 순환 전류를 억제하고 각각의 스위칭 소자군의 전류 불평형을 방지하여 안정된 동작을 할 수 있다. 또한 전력변환기의 구성을 간소화하여 크기를 줄일 수 있으며, 제조비용의 절감 및 효율 개선 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 삼상 PWM 전력 변환 장치를 도시한 회로도이다.
도 2는 종래의 삼상 PWM 전력 변환 장치의 병렬 운전 시스템을 도시한 회로도이다.
도 3은 종래의 독립적인 입/출력 구조를 사용하는 삼상 PWM 전력 변환 장치의 병렬 운전 시스템을 도시한 회로도이다
도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 발명에 사용되는 멀티 인덕터를 도시한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 단상 PWM 전력 변환장치의 병렬 연결 시스템을 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 삼상 PWM 전력 변환장치의 병렬 연결 시스템을 도시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 삼상 PWM 전력 변환 장치를 도시한 회로도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예의 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예의 삼상 비엔나 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템을 도시한 회로도이다.
전력 변환 장치를 병렬 운전함에 있어 발생하는 순환 전류는 크게 저주파 순환 전류와 고주파 순환 전류로 나눌 수 있다. 저주파 순환 전류는 컨버터 사이에서 발생하는 불균형에 의해서 발생하게 되고, 고주파 순환 전류는 PWM 방법을 사용하였을 때 발생하게 된다. 본 발명은 전력 변환 장치를 병렬 운전함에 있어 발생하는 순환 전류를 해결하기 위한 것으로서, 역전류 방지부 및 멀티 인덕터 중 하나 이상을 사용하는 전력 변환 장치에 대해 제공한다.
이하 첨부된 도면에 의해 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
[제 1 실시예]
본 발명의 제 1 실시예는, 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하여 부하에 제공하는, 전력 변환부 및 이 전력 변환부와 커플링되어, 출력 전원에 의해 발생하는 순환 전류를 제어하는 역전류 방지부를 포함하고, 전력 변환부는 멀티 인덕터군 및 스위칭 소자군을 포함할 수 있다.
이 때, 멀티 인덕터군은 입력 전원의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성되고, 인덕터들은 각각의 입력선에 대하여 하나의 코어에 동일한 방향으로 권선되어 있으며, 스위칭 소자군은 멀티 인덕터군과 커플링되고, 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템의 블록도로서, 도 4와 같이, 전력 변환 장치에 멀티 인덕터군(44) 및 역전류 방지부(49.1...49.n)를 사용함으로써, 다수의 스위칭 소자군(45.1...45.n)을 병렬로 연결하면서 회로 간 발생할 수 있는 문제점을 개선하여 안정적인 병렬운전을 할 수 있도록 도와준다.
다수개의 스위칭 소자군(45.1...45.n)을 병렬로 연결하면서 발생할 수 있는 문제점으로는 스위칭 소자군(45.1...45.n) 간의 고주파 순환전류, 인덕터와 스위칭 소자의 편차에 의한 저주파 순환 전류, 단락에 의한 회로 간 간섭, 출력콘덴서에서의 역전류 등이 대표적이며 역전류 방지부(49.1...49.n)를 사용함으로써 이러한 문제점이 개선된 병렬 운전이 가능하다.
보다 구체적으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 전력 변환 장치를 병렬 운전함에 있어 발생하는 순환 전류를 해결하기 위해 멀티 인덕터군(44)의 멀티 인덕터를 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명에 사용되는 멀티 인덕터(50)를 도시한 설명도로서, 전력 변환 장치에 도 5에 도시된 멀티 인덕터(50)를 사용함으로 전력 변환 장치의 저주파 순환 전류를 억제하고 각각의 스위칭부의 전류 불평형을 방지하여 안정된 동작을 할 수 있다. 또한 전력변환장치의 구성을 간소화하여 장치의 부피를 줄일 수 있으며, 제조비용의 절감 및 효율 개선 효과를 제공한다.
멀티 인덕터(50)는, 다수의 인덕터들을 각 입력선에 대하여 하나의 코어에 권선하여 사용하는 것이 특징이다. 이러한 권선 방법은 많은 장점을 제공한다. 인덕터들이 다수의 코어를 개별적으로 사용하지 않음으로써 공간 활용도를 향상시키며, 비용절감효과를 제공하고, 특히, 인덕터의 코어간의 편차 및 권선간의 편차를 감소시켜 저주파 순환 전류 및 전류의 편중을 예방하는 장점을 제공하게 된다.
이러한 장점을 제공하기 위해서는 멀티 인덕터(50)의 권선 방법에 있어서, 동일 방향으로 권선을 해야 한다. 인덕터의 특성상 어느 한 권선에 시작점을 기준으로 전류의 방향이 순방향일 때, 나머지 권선의 전류의 흐름도 같게 되어 역방향 임피던스는 무한대가 되므로 스위칭 시간 및 듀티 편차, 인더턴스의 오차에 의해 발생되는 저주파 순환 전류를 억제하게 된다. 또한 다수의 인덕터가 단일한 코어를 사용함으로써 각 인덕터가 개별적으로 코어를 사용하는 경우 발생하는 코어 오차에 의한 인덕턴스의 편차를 최소화하게 된다.
도 4로 돌아가서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치는 입력 전원(41)을 필터링하여 전력 변환부에 인가하는 필터부(42) 및 전력 변환부(43)의 스위칭 소자군(45.1...45.n)의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 멀티 인덕터군(44)의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는 출력 콘덴서(46)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치에 사용되는 역전류방지부(49.1...49.n) 는 출력 전원이 출력 콘덴서(46) 전압보다 낮게 되는 경우에 발생하는 역전류를 방지함으로써, 순환 전류를 제어할 수 있고, 다이오드 또는 스위치로 구성될 수 있다. 역전류 방지부(49.1...49.n)는, 충/방전기와 같이 양방향성을 요구하는 토폴로지에서는 양방향성 스위칭 소자를 사용할 수 있고, 단방향 토폴로지에서는 주로 다이오드가 사용된다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치(40)는 도 4에 도시된 바와 같이 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치는 입력 전원을 단상 전원으로 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 2 개의 단상 PWM 전력 변환 장치가 병렬 연결된 전력 변환 장치를 도시한 회로도이다.
이 경우, 전력 변환 장치(60)는, 멀티 인덕터군(L61, L62)및 스위칭 소자군(65.1, 65.2)으로 구성되는 전력 변환부 및 역전류 방지부(69.1, 69.2)를 포함하고, 멀티 인덕터군(L61, L62)은 제 1 인덕터(L61) 및 제 2 인덕터(L62)를 포함하며, 제 1 인덕터(L61)는 입력 전원의 제 1 입력선(61.a)에 직렬로 연결되며, 제 2 인덕터(L62)는 입력 전원의 제 2 입력선(62.a)에 직렬로 연결된다.
제 1 스위칭 소자군(65.1)은 제 1 스위치(Q1), 제 2 스위치(Q2), 제 3 스위치(Q3), 제 4 스위치(Q4)를 포함하고, 제 1 스위치(Q1)와 제 3 스위치(Q3)의 직렬 회로와 제 2 스위치(Q2)와 제 4 스위치(Q4)의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 1 스위치(Q1)와 제 3 스위치(Q3)의 공통 접속점에 제 1 인덕터(L61)가 연결되며, 제 2 스위치(Q2)와 제 4 스위치(Q4)의 공통 접속점에 제 2 인덕터(L62)가 연결될 수 있다.
제 2 스위칭 소자군(65.2)은 제 5 스위치(Q5), 제 6 스위치(Q6), 제 7 스위치(Q7), 제 8 스위치(Q8)를 포함하고, 제 5 스위치(Q5)와 제 7 스위치(Q7)의 직렬 회로와 제 6 스위치(Q6)와 제 8 스위치(Q8)의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 5 스위치(Q5)와 제 7 스위치(Q7)의 공통 접속점에 제 1 인덕터(L61)가 연결되며, 제 6 스위치(Q6)와 제 8 스위치(Q8)의 공통 접속점에 제 2 인덕터(L62)가 연결될 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력 변환 장치는 입력 전원을 삼상 전원으로 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 2 개의 삼상 PWM 전력 변환 장치가 병렬 연결된 전력 변환 장치를 도시한 회로도이다.
이 경우, 전력 변환 장치는 멀티 인덕터군(L71, L72, L73) 및 스위칭 소자군(75.1, 75.2)으로 구성되는 전력 변환부(73), 및 역전류 방지부(79.1, 79.2)를 포함하고, 멀티 인덕터군(L71, L72, L73)은 제 1 인덕터(L71), 제 2 인덕터(L72) 및 제 3 인덕터(L73)를 포함하고, 제 1 인덕터(L71)는 입력 전원의 제 1 입력선(71.a)에 직렬로 연결되며, 제 2 인덕터(L72)는 입력 전원의 제 2 입력선(71.b)에 직렬로 연결되고, 제 3 인덕터(L73)는 입력 전원의 제 3 입력선(71.c)에 직렬로 연결될 수 있다.
제 1 스위칭 소자군(75.1)은 제 1 스위치(Q1), 제 2 스위치(Q2), 제 3 스위치(Q3), 제 4 스위치(Q4), 제 5 스위치(Q5), 제 6 스위치(Q6)를 포함하고, 제 1 스위치(Q1)와 제 4 스위치(Q4)의 직렬 회로, 제 2 스위치(Q2)와 제 5 스위치(Q5)의 직렬 회로 및 제 3 스위치(Q3)와 제 6 스위치(Q6)의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 1 스위치(Q1)와 제 4 스위치(Q4)의 공통 접속점에 제 1 인덕터(L71)가 연결되며, 제 2 스위치(Q2)와 제 5 스위치(Q5)의 공통 접속점에 제 2 인덕터(L72)가 연결되며, 제 3 스위치(Q3)와 제 6 스위치(Q6)의 공통 접속점에 제 3 인덕터(L73)가 연결될 수 있다.
제 2 스위칭 소자군(75.2)은 제 7 스위치(Q7), 제 8 스위치(Q8), 제 9 스위치(Q9), 제 10 스위치(Q10), 제 11 스위치(Q11), 제 12 스위치(Q12)를 포함하고, 제 7 스위치(Q7)와 제 10 스위치(Q10)의 직렬 회로, 제 8 스위치(Q8)와 제 11 스위치(Q11)의 직렬 회로 및 제 9 스위치(Q9)와 제 12 스위치(Q12)의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 7 스위치(Q7)와 제 10 스위치(Q10)의 공통 접속점에 제 1 인덕터(L71)가 연결되며, 제 8 스위치(Q8)와 제 11 스위치(Q11)의 공통 접속점에 제 2 인덕터(L72)가 연결되며, 제 9 스위치(Q9)와 제 12 스위치(Q12)의 공통 접속점에 제 3 인덕터(L73)가 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예는 PWM 방식 외에 비엔나(Vienna), 부스트(Boost), 벅(Buck), 인터브리드 방식에도 적용될 수 있으며, 컨버터, 인버터에도 모두 사용이 될 수 있다.
[제 2 실시예]
본 발명의 제 2 실시예는, 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하여 부하에 제공하는, 전력 변환부 및 전력 변환부와 커플링되어 출력 전원에 의해 발생하는 순환 전류를 제어하는 역전류 방지부를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예의 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템의 블록도로서, 도 8과 같이, 전력 변환 장치에 역전류 방지부(89.1...89.n)를 사용함으로써, 다수의 스위칭 소자군(85.1...85.n)을 병렬로 연결하면서 회로 간 발생할 수 있는 문제점을 개선하여 병렬운전을 할 수 있도록 도와준다.
다수개의 스위칭 소자군(85.1...85.n)을 병렬로 연결하면서 발생할 수 있는 문제점으로는 스위칭 소자군(85.1...85.n) 간의 고주파 순환전류, 단락에 의한 회로 간 간섭, 출력콘덴서에서의 역전류 등이 대표적이며 역전류 방지부(89.1...89.n)를 사용함으로써 이러한 문제점이 개선된 병렬 운전이 가능하다.
전력 변환부(83)는, 상기 입력 전원(81)의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성된 인덕터군(84) 및 인덕터군(84)과 커플링되고, 인덕터군(84)의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성되는 스위칭 소자군(85)을 포함할 수 있다.
또한 이 전력 변환 장치(80)에 있어서, 입력 전원(81)을 필터링하여 상기 전력 변환부에 인가하는 필터부(82) 및 전력 변환부의 스위칭 소자군(85.1...85.n)의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 인덕터 군(84)의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는 출력 콘덴서(86)를 더 포함하고, 역전류 방지부(89.1...89.n)는 출력 전원이 출력 콘덴서(86) 전압보다 낮게 되는 경우에 발생하는 역전류를 방지함으로써, 순환 전류를 제어할 수 있다.
또한, 역전류 방지부(89.1...89.n)는, 다이오드 또는 스위칭 소자로 구성될 수 있으며, 충/방전기와 같이 양방향성을 요구하는 토폴로지에서는 양방향성 스위칭 소자를 사용할 수 있고, 단방향 토폴로지에서는 주로 다이오드가 사용되고, 도 8에 도시된 바와 같이 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력 변환 장치는 입력 전원을 단상 전원 또는 삼상 전원으로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예의 단상 PWM 전력 변환 장치의 경우, 인덕터군은 제 1 인덕터 및 제 2 인덕터를 포함하고, 제 1 인덕터는 입력 전원의 제 1 입력선에 직렬로 연결되고, 제 2 인덕터는 입력 전원의 제 2 입력선에 직렬로 연결되며, 스위칭 소자군은 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치를 포함하고, 제 1 스위치와 제 3 스위치의 직렬 회로와 제 2 스위치와 제 4 스위치의 직렬 회로가 병렬로 연결되고, 제 1 스위치와 제 3 스위치의 공통 접속점에 제 1 인덕터가 연결되며, 제 2 스위치와 제 4 스위치의 공통 접속점에 제 2 인덕터가 연결되고, 스위칭 소자군의 제 1 출력단자는 제 1 스위치와 제 2 스위치의 공통 접속점에 형성되고, 스위칭 소자군의 제 2 출력단자는 제 3 스위치와 제 4 스위치의 공통 접속점에 형성되며, 역전류 방지부는 스위칭 소자군의 제 1 출력단자와 연결될 수 있다.
도 9 는, 본 발명의 제 2 실시예의 입력 전원이 삼상이고, PWM 방식을 사용하는 경우를 도시한다.
도 9의 전력 변환 장치(90)의 인덕터군(94)은 제 1 인덕터(L91), 제 2 인덕터(L92) 및 제 3 인덕터(L93)를 포함하고, 상기 제 1 인덕터(L91)는 상기 입력 전원의 제 1 입력선(91.a)에 직렬로 연결되며, 상기 제 2 인덕터(L92)는 상기 입력 전원의 제 2 입력선(91.b)에 직렬로 연결되고, 상기 제 3 인덕터(L93)는 상기 입력 전원의 제 3 입력선(91.c)에 직렬로 연결되고, 스위칭 소자군(95)은 제 1 스위치(Q1), 제 2 스위치(Q2), 제 3 스위치(Q3), 제 4 스위치(Q4), 제 5 스위치(Q5), 제 6 스위치(Q6)를 포함하고, 상기 제 1 스위치(Q1)와 상기 제 4 스위치(Q4)의 직렬 회로, 상기 제 2 스위치(Q2)와 상기 제 5 스위치(Q5)의 직렬 회로 및 상기 제 3 스위치(Q3)와 상기 제 6 스위치(Q6)의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 상기 제 1 스위치(Q1)와 상기 제 4 스위치(Q4)의 공통 접속점에 상기 제 1 인덕터(L91)가 연결되고, 상기 제 2 스위치(Q2)와 상기 제 5 스위치(Q5)의 공통 접속점에 상기 제 2 인덕터(L92)가 연결되며, 상기 제 3 스위치(Q3)와 상기 제 6 스위치(Q6)의 공통 접속점에 상기 제 3 인덕터(L93)가 연결되고, 상기 스위칭 소자군(95)의 제 1 출력단자는 상기 제 1 스위치(Q1), 상기 제 2 스위치(Q2) 및 상기 제 3 스위치(Q3)의 공통 접속점에 형성되고, 상기 스위칭 소자군(95)의 제 2 출력단자는 상기 제 4 스위치(Q4), 상기 제 5 스위치(Q5) 및 상기 제 6 스위치(Q6)의 공통 접속점에 형성되고, 역전류 방지부(99)는 상기 스위칭 소자군(95)의 제 1 출력단자와 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예는 PWM 방식 외에 비엔나(Vienna), 부스트(Boost), 벅(Buck), 인터브리드 방식에도 적용될 수 있으며, 컨버터, 인버터에도 모두 사용이 될 수 있다.
[제 3 실시예]
본 발명의 제 3 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 전력 변환 장치를 병렬 운전함에 있어 발생하는 순환 전류를 해결하기 위해 멀티 인덕터를 사용하는 전력 변환 장치를 포함한다.
본 발명의 제 3 실시예에서 사용되는 멀티 인덕터는, 각 입력선에 대한 다수의 인덕터들을 동일 방향으로 하나의 코어에 권선하여 사용하는 것이 특징으로, 앞서 설명한 도 5의 멀티 인덕터(50)의 동작 과정이 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예의 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템(100)의 블록도로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하는 전력 변환 장치에 있어서, 멀티 인덕터군(104) 및 스위칭 소자군(105.1...105.n)을 포함하며, 멀티 인덕터군(104)은 입력 전원(101)의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성되고, 이 때, 인덕터들은 각각의 입력선에 대하여 하나의 코어에 동일한 방향으로 권선되어 있으며, 스위칭 소자군(105.1...105.n)은 멀티 인덕터군(104)과 커플링되고, 멀티 인덕터군(104)의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예의 전력 변환 장치는, 입력 전원(101)을 필터링하여 전력 변환부(103)에 인가하는 필터부(102) 및 전력 변환부(103)의 스위칭 소자군(105.1...105.n)의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 멀티 인덕터(104)에 저장되는 에너지를 공급받는 출력 콘덴서(106)를 더 포함할 수 있고, 도 10에 도시된 바와 같이 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전력 변환 장치는 입력 전원을 단상 전원 또는 삼상 전원으로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예에서, 전력 변환 장치의 입력 전원이 단상이고, PWM 방식을 사용하는 경우, 멀티 인덕터군은 제 1 인덕터 및 제 2 인덕터를 포함하고, 제 1 인덕터는 입력 전원의 제 1 입력선에 직렬로 연결되며, 제 2 인덕터는 입력 전원의 제 2 입력선에 직렬로 연결되고, 스위칭 소자군은 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치를 포함하고, 제 1 스위치와 제 3 스위치의 직렬 회로와 제 2 스위치와 제 4 스위치의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 1 스위치와 제 3 스위치의 공통 접속점에 제 1 인덕터가 연결되며, 제 2 스위치와 제 4 스위치의 공통 접속점에 제 2 인덕터가 연결되게 된다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전력 변환 장치의 입력 전원을 삼상 전원으로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예에서, 전력 변환 장치의 입력 전원이 삼상이고, PWM 방식을 사용하는 경우, 멀티 인덕터군은 제 1 인덕터, 제 2 인덕터 및 제 3 인덕터를 포함하고, 제 1 인덕터는 입력 전원의 제 1 입력선에 직렬로 연결되며, 제 2 인덕터는 입력 전원의 제 2 입력선에 직렬로 연결되고, 제 3 인덕터는 입력 전원의 제 3 입력선에 직렬로 연결될 수 있다.
스위칭 소자군은 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치, 제 5 스위치, 제 6 스위치를 포함하고, 제 1 스위치와 제 4 스위치의 직렬 회로, 제 2 스위치와 제 5 스위치의 직렬 회로 및 제 3 스위치와 제 6 스위치의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 1 스위치와 제 4 스위치의 공통 접속점에 제 1 인덕터가 연결되며, 제 2 스위치와 제 5 스위치의 공통 접속점에 제 2 인덕터가 연결되며, 제 3 스위치와 제 6 스위치의 공통 접속점에 제 3 인덕터가 연결되게 된다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예의 삼상 비엔나 전력 변환 장치의 병렬 연결 시스템을 도시한 회로도로서, 이 경우, 전력 변환 장치는 멀티 인덕터군(L111,L112, L113)및 스위칭 소자군(115.1, 115.2)으로 구성되는 전력 변환부를 포함하고, 멀티 인덕터군(L111,L112, L113)은 제 1 인덕터(L111), 제 2 인덕터(L112) 및 제 3 인덕터(L113)를 포함하고, 제 1 인덕터(L111)는 입력 전원의 제 1 입력선(111.a)에 직렬로 연결되며, 제 2 인덕터(L112)는 입력 전원의 제 2 입력선(111.b)에 직렬로 연결되고, 제 3 인덕터(L113)는 입력 전원의 제 3 입력선(111.c)에 직렬로 연결될 수 있다.
제 1 스위칭 소자군(115.1)은 제 1 스위치(S1), 제 2 스위치(S2), 제 3 스위치(S3), 제 1 다이오드(D1), 제 2 다이오드(D2), 제 3 다이오드(D3), 제 4 다이오드(D4), 제 5 다이오드(D5) 및 제 6 다이오드(D6)를 포함하고, 제 1 다이오드(D1)와 제 4 다이오드(D4)의 직렬 회로, 제 2 다이오드(D2)와 제 5 다이오드(D5)의 직렬 회로 및 제 3 다이오드(D3)와 제 6 다이오드(D6)의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 1 다이오드(D1)와 제 4 다이오드(D4)의 공통 접속점에 제 1 인덕터(L111) 및 제 1 스위치(S1)가 연결되며, 제 2 다이오드(D2)와 제 5 다이오드(D5)의 공통 접속점에 제 2 인덕터(L112) 및 제 2 스위치(S2)가 연결되며, 제 3 다이오드(D3)와 제 6 다이오드(D6)의 공통 접속점에 제 3 인덕터(L113) 및 제 3 스위치(D3)가 연결되고, 제 1 스위치(S1), 제 2 스위치(S2), 제 3 스위치(S3)는 공통으로 연결될 수 있다.
제 2 스위칭 소자군(115.2)은 제 4 스위치(S4), 제 5 스위치(S5), 제 6 스위치(S6), 제 7 다이오드(D7), 제 8 다이오드(D8), 제 9 다이오드(D9), 제 10 다이오드(D10), 제 11 다이오드(D11) 및 제 12 다이오드(D12)를 포함하고, 제 7 다이오드(D7)와 제 10 다이오드(D10)의 직렬 회로, 제 8 다이오드(D8)와 제 11 다이오드(D11)의 직렬 회로 및 제 9 다이오드(D9)와 제 12 다이오드(D12)의 직렬 회로가 병렬로 연결되며, 제 7 다이오드(D7)와 제 10 다이오드(D10)의 공통 접속점에 제 1 인덕터(L111) 및 제 4 스위치(S4)가 연결되며, 제 8 다이오드(D8)와 제 11 다이오드(D11)의 공통 접속점에 제 2 인덕터(L112) 및 제 5 스위치(S5)가 연결되며, 제 9 다이오드(D9)와 제 12 다이오드(D12)의 공통 접속점에 제 3 인덕터(L113) 및 제 6 스위치(S6)가 연결되고, 제 4 스위치(S4), 제 5 스위치(S5), 제 6 스위치(S6)는 공통으로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예는 PWM, 비엔나(Vienna) 방식 외에 부스트(Boost), 벅(Buck), 인터브리드 방식에도 적용될 수 있으며, 컨버터, 인버터에도 모두 사용이 될 수 있다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, PWM, 비엔나(Vienna) 외에 부스트(Boost), 벅(Buck), 인터브리드 방식에도 사용될 수 있으며, 컨버터, 인버터에도 모두 사용이 될 수 있고, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하여 부하에 제공하는, 전력 변환부; 및
    상기 전력 변환부와 커플링되어, 상기 출력 전원에 의해 발생하는 순환 전류를 제어하는, 역전류 방지부를 포함하고,
    상기 전력 변환부는,
    상기 입력 전원의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성되고, 상기 인덕터들은 각각의 입력선에 대하여 하나의 코어에 동일한 방향으로 권선되어 있는, 멀티 인덕터군; 및
    상기 멀티 인덕터군과 커플링되고, 상기 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성되는, 스위칭 소자군을 포함하는, 전력 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 전원을 단상 전원으로 하는, 전력 변환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 멀티 인덕터군은 제 1 인덕터 및 제 2 인덕터를 포함하고,
    상기 제 1 인덕터는 상기 입력 전원의 제 1 입력선에 직렬로 연결되며,
    상기 제 2 인덕터는 상기 입력 전원의 제 2 입력선에 직렬로 연결되고,
    상기 스위칭 소자군은 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치 및 제 4 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 스위치와 상기 제 3 스위치의 직렬 회로와 상기 제 2 스위치와 상기 제 4 스위치의 직렬 회로가 병렬로 연결되며,
    상기 제 1 스위치와 상기 제 3 스위치의 공통 접속점에 상기 제 1 인덕터가 연결되며, 상기 제 2 스위치와 상기 제 4 스위치의 공통 접속점에 상기 제 2 인덕터가 연결되는, 전력 변환 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 전원을 삼상 전원으로 하는, 전력 변환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 멀티 인덕터군은 제 1 인덕터, 제 2 인덕터 및 제 3 인덕터를 포함하고,
    상기 제 1 인덕터는 상기 입력 전원의 제 1 입력선에 직렬로 연결되며,
    상기 제 2 인덕터는 상기 입력 전원의 제 2 입력선에 직렬로 연결되고,
    상기 제 3 인덕터는 상기 입력 전원의 제 3 입력선에 직렬로 연결되고,
    상기 스위칭 소자군은 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치, 제 5 스위치 및 제 6 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 스위치와 상기 제 4 스위치의 직렬 회로, 상기 제 2 스위치와 상기 제 5 스위치의 직렬 회로 및 상기 제 3 스위치와 상기 제 6 스위치의 직렬 회로가 병렬로 연결되며,
    상기 제 1 스위치와 상기 제 4 스위치의 공통 접속점에 상기 제 1 인덕터가 연결되며, 상기 제 2 스위치와 상기 제 5 스위치의 공통 접속점에 상기 제 2 인덕터가 연결되며, 상기 제 3 스위치와 상기 제 6 스위치의 공통 접속점에 상기 제 3 인덕터가 연결되는, 전력 변환 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 전원을 필터링하여 상기 전력 변환부에 인가하는, 필터부; 및
    상기 전력 변환부의 상기 스위칭 소자군의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 상기 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는, 출력 콘덴서를 더 포함하는, 전력 변환 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 역전류 방지부가 다이오드 또는 스위치로 구성되는, 전력 변환 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결된, 전력 변환 장치.
  9. 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하여 부하에 제공하는, 전력 변환부; 및
    상기 전력 변환부와 커플링되어, 상기 출력 전원에 의해 발생하는 순환 전류를 제어하는, 역전류 방지부를 포함하는, 전력 변환 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력 변환부는,
    상기 입력 전원의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성된, 인덕터군; 및
    상기 인덕터군과 커플링되고, 상기 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성되는, 스위칭 소자군을 포함하는, 전력 변환 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 입력 전원을 단상 전원 또는 삼상 전원으로 하는, 전력 변환 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 입력 전원을 필터링하여 상기 전력 변환부에 인가하는, 필터부; 및
    상기 전력 변환부의 상기 스위칭 소자군의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 상기 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는, 출력 콘덴서를 더 포함하고,
    상기 역전류 방지부는 상기 출력 전원이 상기 출력 콘덴서 전압보다 낮게 되는 경우에 발생하는 역전류를 방지함으로써, 상기 순환 전류를 제어하는, 전력 변환 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 역전류 방지부가 다이오드 또는 스위치로 구성되는, 전력 변환 장치.
  14. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결된, 전력 변환 장치.
  15. 하나 이상의 인덕터와 하나 이상의 스위치가 커플링되고, 인가된 입력 전원을 출력 전원으로 변환하는 전력 변환장치에 있어서,
    상기 입력 전원의 입력선에 직렬로 연결된 인덕터들로 구성되고, 상기 인덕터들은 각각의 입력선에 대하여 하나의 코어에 동일한 방향으로 권선되어 있는, 멀티 인덕터군; 및
    상기 멀티 인덕터군과 커플링되고, 상기 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 자기 에너지를 충전시키도록 전류를 단속하는 복수 개의 스위칭 소자들로 구성되는, 스위칭 소자군을 포함하는, 전력 변환 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 입력 전원을 단상 전원 또는 삼상 전원으로 하는, 전력 변환 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 입력 전원을 필터링하여 상기 멀티 인덕터군에 인가하는, 필터부; 및
    상기 스위칭 소자군의 하나 이상의 스위칭 소자가 턴오프 상태일 때, 상기 멀티 인덕터군의 하나 이상의 인덕터에 저장되는 에너지를 공급받는, 출력 콘덴서를 더 포함하는, 전력 변환 장치.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 둘 이상의 전력 변환 장치가 병렬 연결된, 전력 변환 장치.
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