WO2021235561A1 - 인버터 장치 - Google Patents

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WO2021235561A1
WO2021235561A1 PCT/KR2020/006472 KR2020006472W WO2021235561A1 WO 2021235561 A1 WO2021235561 A1 WO 2021235561A1 KR 2020006472 W KR2020006472 W KR 2020006472W WO 2021235561 A1 WO2021235561 A1 WO 2021235561A1
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inverter
switch
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PCT/KR2020/006472
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최성태
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엘지마그나 이파워트레인 주식회사
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    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters

Definitions

  • the present invention relates to an inverter device, and more particularly, to an inverter device that can easily prevent damage to the inverter due to parasitic inductance of wiring.
  • Inverter device is a phenomenon that occurs due to fluctuations in voltage, current, and frequency, and a snubber circuit is used to protect the switching element from damage from momentary interruption or voltage sag or voltage swell. may include.
  • the snubber circuit may attenuate a voltage fluctuation of a voltage supplied to an inverter including a semiconductor switching element of a switching element, for example, a gate turn off thyristor (GTO) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • GTO gate turn off thyristor
  • IGBT insulated gate bipolar transistor
  • the snubber circuit may operate at the time of a sudden drop or a sudden rise in the voltage generated when the inverter is turned on or off, attenuate the voltage drop and the voltage increase, and supply it to the inverter.
  • the snubber circuit may absorb a surge voltage or a ringing voltage generated when the semiconductor switching element is turned off, and may reduce switching loss.
  • Another object of the present invention is to provide an inverter device to which a regenerative snubber is applied to attenuate voltage fluctuations of voltage due to parasitic inductance of wiring.
  • Another object of the present invention is to provide an inverter device that can be easily applied at low power and high power voltage by applying a regenerative snubber.
  • the inductor according to the present invention includes a battery that supplies a battery voltage, an inverter that converts a dc voltage of which the battery voltage is changed by a parasitic inductance of the wiring into an ac driving voltage when the battery voltage is input to a wiring, and the inverter and a regenerative snubber configured to maintain the dc voltage as a first reference voltage when the switch element included in the switch is turned on and maintain the dc voltage as a second reference voltage when the switch element is turned off.
  • the regenerative snubber may include a first diode connected to a first contact point of the wire, a second diode connected to a second contact point of the wire, a switch connected between the first diode and a third contact point, and a third contact point and a ground.
  • a second capacitor may be included.
  • the switch may be turned on during turn-on and turn-off operations of the switch element so that the dc voltage is maintained at the first and second reference voltages.
  • the switch When the dc voltage at the first contact is lower than the charging voltage of the first capacitor during the turn-on operation of the switch element, the switch is configured such that the current charged in the inductor and the charging voltage of the second capacitor are equal to the second By supplying a diode, the dc voltage at the second contact may be maintained as the first reference voltage.
  • the switch When the dc voltage at the first contact point becomes higher than the charging voltage of the first capacitor during a turn-off operation of the switch element, the switch charges the dc voltage in at least one of the first and second capacitors and the inductor , the dc voltage may be maintained as the second reference voltage according to a potential difference between the second and fifth contacts.
  • the inductor consumes the dc voltage to charge a current, and when the switch element is turned on, the inductor may output the charged current to the second diode.
  • the first capacitor may output the charging voltage when the dc voltage is lower than the charging voltage during a turn-on operation of the switch element.
  • the first and second capacitors may be charged with the dc voltage during a turn-off operation of the switch element.
  • a battery that supplies a battery voltage, and when the battery voltage is input to a wiring, converts the dc voltage of which the battery voltage is changed by the parasitic inductance of the wiring into an ac driving voltage.
  • the regenerative snubber includes first and second diodes connected in parallel to the first contact of the wiring, third and fourth diodes connected in parallel to the second contact of the wiring, and a first connected to the first and second diodes and the third contact a switch, a second switch connected in parallel with the first switch, a first capacitor connected between the third contact point and a ground, a fifth diode connected between a fourth contact point connected with the first switch and the ground, and the second switch; A sixth diode connected between a fifth contact and the ground, a first core connected between a sixth contact connected to the third and fourth diodes, and the fourth contact, and a second core connected in parallel with the first core It may include an inductor, a second capacitor connected between
  • the first and second switches may be turned on and off with a phase difference of 180 degrees from each other.
  • the first and second switches may control the charging voltage of each of the first and second capacitors so that the dc voltage is maintained at the first and second reference voltages.
  • the resistor may consume a charging voltage of the second capacitor.
  • the first and second switches are turned on and the current charged in the inductor and the second capacitor
  • a charging voltage of the voltage may be supplied to the third and fourth diodes to maintain the dc voltage at the second contact point as the first reference voltage.
  • the first and second switches turn on to apply the dc voltage to the first and second capacitors. At least one may be charged and consumed in the inductor, and the dc voltage may be maintained as the second reference voltage according to a potential difference between the second and sixth contact points.
  • the inverter device has an advantage in that it is possible to prevent damage to the semiconductor switching element included in the inverter by applying a regenerative snubber that attenuates voltage fluctuations of low voltage or high voltage input to the inverter.
  • the inverter device can reduce the size of the inductor and capacitor by applying a regenerative snubber, thereby reducing manufacturing cost and volume.
  • FIG. 1 is a control block diagram showing a control configuration of an inverter device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a regenerative snubber according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are operation diagrams showing the operation of the regenerative snubber shown in FIG.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a regenerative snubber according to a second embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are operation diagrams showing the operation of the regenerative snubber shown in FIG.
  • FIG. 1 is a control block diagram showing a control configuration of an inverter device according to the present invention.
  • the inverter device 100 may include a battery 110 , a smoothing unit 120 , a regenerative snubber 130 , and an inverter 140 .
  • the inverter device 100 is described as being applied to a vehicle, but is not limited thereto.
  • the battery 110 , the smoothing unit 120 , the regenerative snubber 130 , and the inverter 140 may be connected through wiring.
  • the battery 110 is a vehicle battery and may supply a battery voltage Vbat through a wiring.
  • the smoothing unit 120 may smooth the battery voltage Vbat supplied from the battery 110 and may include a smoothing capacitor.
  • the regenerative snubber 130 has a dc voltage Vdc in which the battery voltage Vbat is changed by the parasitic inductance of the wiring. ) can be maintained as the first and second reference voltages.
  • the regenerative snubber 130 may supply the inverter 140 by attenuating a sudden drop or a sudden rise in the dc voltage Vdc due to a voltage change due to the parasitic inductance of the wiring.
  • the dc voltage Vdc may have a voltage fluctuation that is sharply dropped by the parasitic inductance of the wiring.
  • the regenerative snubber 130 may partially compensate the dc voltage Vdc, which is changed in voltage due to a sudden drop by the inverter 140 , to maintain the dc voltage Vdc as the first reference voltage.
  • the regenerative snubber 130 may supply the dc voltage Vdc maintained as the first reference voltage to the inverter 140 .
  • the regenerative snubber 130 may partially attenuate the dc voltage Vdc, which is changed in voltage due to a sudden rise with the inverter 140 , to maintain the dc voltage Vdc as the second reference voltage.
  • the regenerative snubber 130 may consume the rapidly increased dc voltage Vdc inside the snubber after charging.
  • the regenerative snubber 130 compensates for or attenuates the surge voltage of the dc voltage (Vdc) generated by the parasitic inductance of the wiring generated when the inverter 140 is switched to the turn-on or turn-off operation. By compensating or attenuating the inverter ( 140) can be prevented.
  • the inverter 140 may include a plurality of the switching elements, and may drive the motor M by converting a dc voltage Vdc into an ac driving voltage Vac.
  • FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a regenerative snubber according to the first embodiment of the present invention.
  • the regenerative snubber 130 includes first and second diodes D1 and D2, a switch SW, a first capacitor C1, a third diode D3, an inductor L, and a second A capacitor C2 may be included.
  • the first diode D1 may be connected to the first contact n1 of the wiring.
  • the anode of the first diode D1 may be connected to the first contact point n1
  • the cathode of the first diode D2 may be connected to the third contact point n3 .
  • the first diode D1 may pass the dc voltage Vdc supplied to the inverter 140 through the first contact n1.
  • the second diode D2 may be connected in parallel with the first diode D1 and may be connected to a second contact n2 of a wiring adjacent to the inverter 140 .
  • the anode of the second diode D2 may be connected to the fifth contact point n5
  • the cathode of the second diode D2 may be connected to the second contact point n2 .
  • the switch SW may be connected between the third and fourth contacts n3 and n4. Here, the switch SW may operate by turning on or off.
  • the switch SW may be turned on during turn-on and turn-off operations of the switch element included in the inverter 140 so that the dc voltage Vdc is maintained at the first and second reference voltages.
  • the switch SW switches the current charged in the inductor L and the second The charging voltage of the capacitor C2 may be supplied to the second diode D2 so that the dc voltage Vdc at the second contact n2 may be maintained as the first reference voltage.
  • the switch SW applies the dc voltage Vdc to the first, 2 to be charged in at least one of the capacitors C1 and C2 and consumed by the inductor L to maintain the dc voltage vdc as the second reference voltage according to the potential difference between the second and fifth contacts n2 and n5.
  • the first capacitor C1 may be connected between the third contact n3 and the ground GND, and may discharge the charged voltage to the switch SW during a turn-on operation of the switch SW.
  • the first capacitor C1 may output the charging voltage when the dc voltage Vdc is lower than the charging voltage during the turn-on operation of the switch element.
  • the third diode D3 may be connected between the fourth contact n4 and the ground GND, and may consume a charging voltage charged in the first capacitor C1 .
  • the anode of the third diode D3 may be connected to the ground GND, and the cathode of the first diode D2 may be connected to the fourth contact n4 .
  • the inductor L may be connected between the fourth contact n4 and the fifth contact n5 , and may discharge the charged current to the second diode D2 when the switch SW is turned off.
  • the inductor L consumes a dc voltage Vdc during the turn-off operation of the switch element to charge the current, and when the switch element is turned on, the charged current may be output to the second diode D2. .
  • the second capacitor C2 may be connected between the fifth contact n5 and the ground GND, and may discharge the charged voltage to the second diode D2 when the switch SW is turned off.
  • first and second capacitors C1 and C2 may be charged with a dc voltage Vdc during a turn-off operation of the switch element.
  • 3 and 4 are operation diagrams showing the operation of the regenerative snubber shown in FIG.
  • FIG 3 illustrates the operation of the regenerative snubber 130 during the turn-on operation of the inverter 140 .
  • FIG. 3(a) shows a dc voltage Vdc at the first and second contacts n1 and n2 during the turn-on operation of the inverter 140, the current IL charged in the inductor L, and the second capacitor C2. represents the second charging voltage Vc2 of .
  • Figure 3 (b) describes the operation of the regenerative snubber 130 according to Figure 3 (a).
  • the second diode D2 of the regenerative snubber 130 is charged to the second contact point n2 to which the inverter 140 is connected, and the second capacitor C2 is charged.
  • a voltage Vc2 and a charging current IL of the inductor L may be supplied.
  • the inverter 140 when the inverter 140 is turned on, the inverter 140 is supplied with the dc voltage Vdc, which is a voltage fluctuated in a sudden drop according to the parasitic inductance of the wiring.
  • the regenerative snubber 130 supplies the charging voltage Vc2 and the charging current IL to the dc voltage Vdc.
  • the first reference voltage may be maintained.
  • the regenerative snubber 130 may supply the first charging voltage Vc1 to the second diode D2 when the dc voltage Vdc is lower than the first charging voltage Vc1 of the first capacitor C1. and is not limited thereto.
  • FIG. 4 shows the operation of the regenerative stubber 130 when the inverter 140 is turned off.
  • FIG. 4(a) shows a dc voltage Vdc at the first and second contacts n1 and n2 during a turn-off operation of the inverter 140, a current IL charged in the inductor L, and a second capacitor C2 ) represents the second charging voltage Vc2.
  • Figure 4 (b) describes the operation of the regenerative snubber 130 in accordance with Figure 4 (a).
  • the switch SW of the regenerative snubber 130 is turned on to the first diode D1 according to the parasitic inductance of the wiring, the voltage fluctuates rapidly dc A voltage Vdc may be supplied.
  • the dc voltage Vdc may charge the first charging voltage Vc1 to the first capacitor C1 connected to the second contact n2 , and may be supplied to the inductor L through the switch SW.
  • the inductor L1 may charge the charging current IL corresponding to the dc voltage Vdc.
  • the second capacitor C2 may be charged with the second charging voltage Vc2 according to the dc voltage Vdc.
  • the dc voltage Vdc applied to the fifth contact point n5 to which the second diode D2 is connected is higher than the dc voltage Vdc applied to the second contact point n2 to which the second diode D2 is connected.
  • the compensated dc voltage Vdc may be supplied to the inverter 140 through the second diode D2 .
  • the dc voltage Vdc supplied to the inverter 140 may be maintained as the second reference voltage by attenuating the sudden rise in the inverter 140 by the potential difference between the second diodes D2 .
  • the regenerative snubber 130 reduces the voltage fluctuation range of the dc voltage (Vdc), which is fluctuated by a sudden drop or sudden rise during the turn-on or turn-off operation of the inverter 140, so that the switch element included in the inverter 140 is reduced. damage can be prevented.
  • Vdc dc voltage
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a regenerative snubber according to another embodiment of the present invention.
  • the regenerative snubber 130 includes first and second diodes D11 and D12, third and fourth diodes D13 and D14, first and second switches SW11 and SW12, and a first capacitor ( C11), fifth and sixth diodes D15 and D16, an inductor L11, a second capacitor C12, and a resistor R may be included.
  • the first and second diodes D11 and D12 may be connected in parallel between the first contact n1 and the third contact n3 of the wiring.
  • the anodes of the first and second diodes D11 and D12 may be connected to the first contact point n1
  • the cathodes of the first and second diodes D11 and D12 may be connected to the third contact point n3 .
  • the first and second diodes D11 and D12 may pass the dc voltage Vdc supplied to the inverter 140 through the first contact n1 .
  • the third and fourth diodes D13 and D14 may be connected in parallel with the first and second diodes D11 and D12 , and may be connected to a second contact n2 of a wiring adjacent to the inverter 140 .
  • the cathodes of the third and fourth diodes D13 and D14 may be connected to the second contact point n2
  • the anodes of the third and fourth diodes D13 and D14 may be connected to the sixth contact point n6 .
  • One side of the first and second switches SW11 and SW12 may be connected to the third contact n3.
  • first and second switches SW11 and SW12 may be turned on or off in the same manner as each other.
  • the first and second switches SW11 and SW12 may be turned off during the turn-on operation of the inverter 140 and may be turned on during the turn-off operation of the inverter 140 .
  • the first capacitor C11 may be connected between the third contact n3 and the ground GND. Here, the first capacitor C11 may discharge the first charging voltage charged during the turn-on operation of the first and second switches SW11 and SW12 to the switch SW.
  • the fifth diode D5 may be connected between the fourth contact n4 and the ground SND at the other side of the first switch SW1 .
  • the anode of the fifth diode D5 may be connected between the ground GND, and the cathode of the third diode D3 may be connected to the fourth dot n4 .
  • the sixth diode D6 may be connected between the fifth contact n5 and the ground SND at the other side of the second switch SW2 .
  • the anode of the sixth diode D4 may be connected between the ground GND, and the cathode of the sixth diode D4 may be connected to the fifth dot n5 .
  • the inductor L11 may include a first core connected between the fourth and sixth contact points n4 and 6 and a second core connected between the fifth and sixth contact points n5 and n6 .
  • the first and second cores may share an iron core in a magnetic couple manner, and may be a kind of transformer, but is not limited thereto.
  • the second capacitor C12 may be connected between the sixth contact n6 and the ground GND.
  • the second capacitor C12 may discharge the second charging voltage charged when the first and second switches SW11 and SW12 are turned off to the third and fourth diodes D13 and D14.
  • the resistor R is connected between the sixth contact n6 and the ground GND, and when the first and second switches SW12 and SW13 are turned on during the turn-on operation, the dc voltage Vdc that has been changed due to the input sudden rise is consumed.
  • 6 and 7 are operation diagrams illustrating the operation of the regenerative snubber shown in FIG.
  • FIG. 6 illustrates the operation of the regenerative snubber 130 when the inverter 140 is turned on.
  • FIG. 6( a ) shows the dc voltage Vdc at the first and second contacts n1 and n2 during the turn-on operation of the inverter 140 , the currents IL11 and IL12 charged in the inductor L11 and the second capacitor ( C12) represents the second charging voltage Vc12.
  • the third and fourth diodes D13 and D14 of the regenerative snubber 130 are connected to the second contact point n2 to which the inverter 140 is connected to the second capacitor (
  • the second charging voltage Vc12 of C12 and the first and second charging currents IL1 and IL2 of the inductor L11 may be supplied.
  • the inverter 140 when the inverter 140 is turned on, the inverter 140 is supplied with the dc voltage Vdc, which is a voltage fluctuated in a sudden drop according to the parasitic inductance of the wiring.
  • the regenerative snubber 130 supplies the second charging voltage Vc12 and the first and second charging currents IL1 and IL2 to the dc voltage Vdc, thereby reducing the voltage fluctuation width of the sharply dropped dc voltage Vdc. It may be reduced to maintain the dc voltage Vdc as the first reference voltage.
  • the regenerative snubber 130 converts the first charging voltage Vc11 to the third and fourth diodes D13 and D14 when the dc voltage Vdc is lower than the first charging voltage Vc11 of the first capacitor C11. ) can be supplied, but is not limited thereto.
  • FIG. 7 shows the operation of the regenerative stubber 130 when the inverter 140 is turned off.
  • FIG. 7( a ) shows a dc voltage Vdc at the first and second contacts n1 and n2 during a turn-off operation of the inverter 140 , the currents IL11 and IL12 charged in the inductor L11 , and the second capacitor (C12) represents the second charging voltage Vc12.
  • the first and second switches SW1 and SW2 of the regenerative snubber 130 are the first and second diodes D11 and D12 under the turn-on operation, and parasitics of the wiring A dc voltage (Vdc) with a sudden increase in voltage according to the inductance may be supplied.
  • Vdc dc voltage
  • the dc voltage Vdc charges the first charging voltage Vc1 to the first capacitor C11 connected to the third contact n3, and the inductor L11 through the first and second switches SW1 and SW2.
  • the inductor L11 may charge the first and second charging currents IL1 and IL12 corresponding to the dc voltage Vdc.
  • the second capacitor C12 may be charged with the second charging voltage Vc2 according to the dc voltage Vdc.
  • the resistor R may consume a current passing through the inductor L11.
  • the dc voltage Vdc applied to the sixth contact n6 to which the third and fourth diodes D13 and D14 is connected is applied to the second contact n2 to which the third and fourth diodes D13 and D14 are connected.
  • the compensated dc voltage Vdc may be supplied to the inverter 140 through the third and fourth diodes D13 and D14.
  • the sudden rise of the dc voltage Vdc supplied to the inverter 140 may be attenuated by the potential difference between the third and fourth diodes D13 and D14 .
  • the regenerative snubber 130 reduces the voltage fluctuation range of the dc voltage (Vdc), which is fluctuated by a sudden drop or sudden rise during the turn-on or turn-off operation of the inverter 140, so that the switch element included in the inverter 140 is reduced. damage can be prevented.
  • Vdc dc voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 배터리 전압을 공급하는 배터리, 상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터 및 상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하는 인버터 장치를 제공한다.

Description

인버터 장치
본 발명은 인버터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배선의 기생 인덕턴스에 의한 인버터의 파손을 방지하기 용이한 인버터 장치에 관한 것이다.
인버터 장치는 전압과 전류, 주파수의 변동에 기인하여 나타나는 현상으로 순간정전(momentary interruption)이나 전압의 순간적인 급강하(Voltage Sag) 또는 급상승(Voltage Swell)으로부터 스위칭 소자의 파손을 보호하기 위하여 스너버 회로를 포함할 수 있다.
이때, 스너버 회로는 스위칭 소자, 예를 들어 GTO(Gate Turn Off thyristor) 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)의 반도체 스위칭 소자로 구성되는 인버터로 공급되는 전압의 전압 변동을 감쇄시킬 수 있다.
즉, 스너버 회로는 인버터의 턴온 또는 턴오프시 발생되는 전압의 급강하 또는 급상승시에 동작하여 전압 강하분 및 전압 상승분을 감쇄시켜 인버터로 공급할 수 있다.
다시 말하면, 스너버 회로는 반도체 스위칭 소자의 턴오프시 발생되는 서지 전압이나 링잉 전압을 흡수하며, 스위칭 손실을 줄여줄 수 있다.
최근 들어, 저전력 및 고전력에서 사용할 수 있으며, 회로 구성이 소형화될 수 있는 스너버 회로를 개발하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
본 발명의 목적은, 배선의 기생 인덕턴스에 의한 인버터의 파손을 방지하기 용이한 인버터 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 배선의 기생 인덕턴스에 의한 전압의 전압 변동을 감쇄시키기 위한 회생 스너버를 적용하는 인버터 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 회생 스너버를 적용하여 저전력 및 고전력의 전압에서 용이하게 적용할 수 있는 인버터 장치를 제공함에 있다.
그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 인덕터는, 배터리 전압을 공급하는 배터리, 상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터 및 상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함할 수 있다.
상기 회생 스너버는, 상기 배선의 제1 접점에 연결된 제1 다이오드, 상기 배선의 제2 접점에 연결된 제2 다이오드, 상기 제1 다이오드와 제3 접점에서 연결된 스위치, 상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터, 상기 스위치와 연결된 제4 접점 및 상기 그라운드 사이에 연결된 제3 다이오드, 상기 제4 접점 및 상기 제2 다이오드와 연결된 제5 접점 사이에 연결된 인덕터 및 상기 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 스위치는, 상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 스위치 소자의 턴온 및 턴오프 동작시 턴온 동작할 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우, 상기 스위치는, 상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제2 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우, 상기 스위치는, 상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 5 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시, 상기 인덕터는, 상기 dc 전압을 소비하여 전류를 충전하며, 상기 스위치 소자의 턴온되면 충전된 전류를 상기 제2 다이오드로 출력할 수 있다.
상기 제1 커패시터는, 상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 dc 전압이 충전전압보다 낮아지면, 상기 충전전압을 출력할 수 있다.
상기 제1, 2 커패시터는, 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 dc 전압을 충전할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 인버터 장치는, 배터리 전압을 공급하는 배터리, 상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터 및 상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하고, 상기 회생 스너버는, 상기 배선의 제1 접점에 병렬 연결된 제1, 2 다이오드, 상기 배선의 제2 접점에 병렬 연결된 제3, 4 다이오드, 상기 제1, 2 다이오드와 제3 접점에서 연결된 제1 스위치, 상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 스위치, 상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터, 상기 제1 스위치와 연결된 제4 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제5 다이오드, 상기 제2 스위치와 연결된 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제6 다이오드, 상기 제3, 4 다이오드와 연결된 제6 접점과 상기 제4 접점 사이에 연결된 제1 코어 및 상기 제1 코어와 병렬 연결된 제2 코어를 포함하는 인덕터, 상기 인턱터와 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터 및 상기 제2 커패시터와 병렬 연결된 저항을 포함할 수 있다.
상기 제1, 2 스위치는, 서로 180도의 위상차를 가지고 턴온 및 턴오프할 수 있다.
상기 제1, 2 스위치는, 상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 제1, 2 커패시터 각각의 충전전압을 제어할 수 있다.
상기 저항은, 상기 제2 커패시터의 충전전압을 소비할 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우, 상기 제1, 2 스위치는, 턴온 동작하여 상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제3, 4 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우, 상기 제1, 2 스위치는, 턴온 동작하여 상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 6 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
본 발명에 따른 인버터 장치는, 인버터로 입력되는 저전압 또는 고전압의 전압 변동을 감쇄시키는 회생 스너버를 적용함으로써, 인버터에 포함된 반도체 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 인버터 장치는, 회생 스너버를 적용하여 인덕터 및 커패시터를 소형화할 수 있어, 제조 비용 및 부피를 줄일 수 있는 이점이 있다.
아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 장치의 제어 구성을 나타낸 제어 블록도이다.
도 1을 참조하면, 인버터 장치(100)는 배터리(110), 평활부(120), 회생 스너버(130) 및 인버터(140)를 포함할 수 있다.
실시예에서, 인버터 장치(100)는 차량에 적용된 것으로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다. 또한, 배터리(110), 평활부(120), 회생 스너버(130) 및 인버터(140)는 배선을 통해 연결될 수 있다.
배터리(110)는 차량용 배터리로써, 배터리 전압(Vbat)을 배선으로 공급할 수 있다.
평활부(120)는 배터리(110)에서 공급된 배터리 전압(Vbat)을 평활시킬 수 있으며, 평활 커패시터를 포함할 수 있다.
후술하는 인버터(140)에 포함된 스위치 소자의 턴온 또는 턴오프 동작 시, 회생 스너버(130)는 배터리 전압(Vbat)이 배선의 기생 인덕턴스에 의해 배터리 전압(Vbat)이 가변된 dc 전압(Vdc)을 제1, 2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
즉, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)이 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 전압 변동으로 인하여 급강하 또는 급상승을 감쇄시켜 인버터(140)로 공급할 수 있다.
즉, 인버터(140)에 포함된 스위치 소자가 턴온 동작하는 경우, dc 전압(Vdc)는 배선의 기생 인덕턴스에 의해 급하강되는 전압 변동이 발생될 수 있다.
이때, 회생 스너버(130)는 인버터(140)로 급강하로 전압 변동된 dc 전압(Vdc)을 일부분 보상하여 dc 전압(Vdc)을 상기 제1 기준 전압으로 유지할 수 있다.
이렇게, 회생 스너버(130)는 인버터(140)로 상기 제1 기준 전압으로 유지되는 dc 전압(Vdc)을 공급할 수 있다.
또한, 인버터(140)가 턴오프 동작하는 경우, dc 전압(Vdc)는 배선의 기생 인덕턴스에 의해 급상승되는 전압 변동이 발생될 수 있다.
회생 스너버(130)는 인버터(140)로 급상승으로 전압 변동된 dc 전압(Vdc)을 일부분 감쇄시켜 dc 전압(Vdc)을 상기 제2 기준 전압으로 유지할 수 있다.
즉, 회생 스너버(130)는 급상승된 dc 전압(Vdc)을 충전 후 스너버 내부에서 소모시킬 수 있다.
이와 같이, 회생 스너버(130)는 인버터(140)의 턴온 또는 턴오프 동작으로 전환하는 경우 발생되는 배선의 기생 인덕턴스에 의해 발생되는 dc 전압(Vdc)의 서지전압을 보상 또는 감쇄시킴으로서, 인버터(140)의 파손을 방지할 수 있다.
인버터(140)는 복수 개의 상기 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, dc 전압(Vdc)을 ac 구동 전압(Vac)로 변환하여 모터(M)를 구동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 회생 스너버(130)는 제1, 2 다이오드(D1, D2), 스위치(SW), 제1 커패시터(C1), 제3 다이오드(D3), 인덕터(L) 및 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.
먼저, 제1 다이오드(D1)는 배선의 제1 접점(n1)에 연결될 수 있다. 제1 다이오드(D1)의 애노드는 제1 접점(n1)에 연결되며, 제1 다이오드(D2)의 캐소드는 제3 접점(n3)에 연결될 수 있다.
제1 다이오드(D1)는 제1 접점(n1)을 통하여 인버터(140)로 공급되는 dc 전압(Vdc)을 통과시킬 수 있다.
제2 다이오드(D2)는 제1 다이오드(D1)와 병렬 연결되며, 인버터(140)와 인접한 배선의 제2 접점(n2)에 연결될 수 있다.
즉, 제2 다이오드(D2)의 애노드는 제5 접점(n5)에 연결되며, 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 제2 접점(n2)에 연결될 수 있다.
스위치(SW)는 제3, 4 접점(n3, n4) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 스위치(SW)는 턴온 또는 턴오프로 동작할 수 있다.
즉, 스위치(SW)는 dc 전압(Vdc)이 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 인버터(140)에 포함된 스위치 소자의 턴온 및 턴오프 동작시 턴온 동작할 수 있다.
상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 제1 접점(n1)에 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C1)의 충전전압보다 낮아지는 경우, 스위치(SW)는 인덕터(L)에 충전된 전류 및 제2 커패시터(C2)의 충전전압이 제2 다이오드(D2)로 공급하여, 제2 접점(n2)에서 dc 전압(Vdc)이 상기 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다
또한, 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 제1 접점(n1)에서 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C1)의 충전전압보다 높아지는 경우, 스위치(SW)는 dc 전압(Vdc)을 제1, 2 커패시터(C1, C2) 중 적어도 하나에서 충전하고 인덕터(L)에서 소비하여, 제2, 5 접점(n2, n5) 사이의 전위차에 따라 dc 전압(vdc)을 상기 제2 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
제1 커패시터(C1)는 제3 접점(n3) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있으며, 스위치(SW)의 턴온 동작시 충전된 충전전압을 스위치(SW)로 방전할 수 있다.
즉, 제1 커패시터(C1)는 상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 dc 전압(Vdc)이 충전전압보다 낮아지면, 상기 충전전압을 출력할 수 있다.
제3 다이오드(D3)는 제4 접점(n4) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있으며, 제1 커패시터(C1)에 충전된 충전전압을 소모시킬 수 있다.
여기서, 제3 다이오드(D3)의 애노드는 그라운드(GND)에 연결되며, 제1 다이오드(D2)의 캐소드는 제4 접점(n4)에 연결될 수 있다.
인덕터(L)는 제4 접점(n4) 및 제5 접점(n5) 사이에 연결될 수 있으며, 스위치(SW)의 턴오프시 충전된 전류를 제2 다이오드(D2)로 방전할 수 있다.
즉, 인덕터(L)는 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시, dc 전압(Vdc)을 소비하여 전류를 충전하며, 상기 스위치 소자의 턴온되면 충전된 전류를 제2 다이오드(D2)로 출력할 수 있다.
제2 커패시터(C2)는 제5 접점(n5) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있으며, 스위치(SW)의 턴오프 동작시 충전된 충전전압을 제2 다이오드(D2)로 방전할 수 있다.
또한, 제1, 2 커패시터(C1, C2)는 상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 dc 전압(Vdc)을 충전할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 2에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 3은 인버터(140)의 턴온 동작 시 회생 스너버(130)의 동작을 나타낸다.
도 3(a)는 인버터(140)의 턴온 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L)에 충전된 전류(IL) 및 제2 커패시터(C2)의 제2 충전전압(Vc2)를 나타낸다.
도 3(b)는 도 3(a)에 따라 회생 스너버(130)의 동작을 설명한다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 회생 스너버(130)의 제2 다이오드(D2)는 인버터(140)가 연결된 제2 접점(n2)으로 제2 커패시터(C2)의 충전 전압(Vc2) 및 인덕터(L)의 충전 전류(IL)를 공급할 수 있다.
먼저, 인버터(140)가 턴온 동작하는 경우, 인버터(140)에는 배선의 기생 인덕턴스에 따라 급하강의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급되게 된다.
이때, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)에 충전 전압(Vc2) 및 충전 전류(IL)를 공급함으로써, 급강하된 dc 전압(Vdc)의 전압 변동 폭을 축소시켜 dc 전압(Vdc)을 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
또한, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C1)의 제1 충전전압(Vc1)보다 낮아지면, 제1 충전전압(Vc1)을 제2 다이오드(D2)로 공급할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 4는 인버터(140)의 턴오프 동작 시 회생 스터버(130)의 동작을 나타낸다.
도 4(a)는 인버터(140)의 턴오프 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L)에 충전된 전류(IL) 및 제2 커패시터(C2)의 제2 충전전압(Vc2)를 나타낸다.
도 4(b)는 도 4(a)에 따라 회생 스너버(130)의 동작을 설명한다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 회생 스너버(130)의 스위치(SW)는 턴온 동작하여 제1 다이오드(D1)로 배선의 기생 인턱턴스에 따라 급상승의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급될 수 있다.
이때, dc 전압(Vdc)은 제2 접점(n2)에 연결된 제1 커패시터(C1)에 제1 충전 전압(Vc1)을 충전하고, 스위치(SW)를 통해 인덕터(L)로 공급될 수 있다.
여기서, 인덕터(L1)은 dc 전압(Vdc)에 대응하는 충전전류(IL)을 충전할 수 있다.
그리고, 제2 커패시터(C2)는 dc 전압(Vdc)에 따라 제2 충전전압(Vc2)를 충전할 수 있다.
이때, 제2 다이오드(D2)가 연결된 제5 접점(n5)에 인가된 dc 전압(Vdc)은 제2 다이오드(D2)가 연결된 제2 접점(n2)에 인가되는 dc 전압(Vdc) 보다 높음으로써, 제2 다이오드(D2)를 통해 인버터(140)로 보상된 dc 전압(Vdc)가 공급될 수 있다.
다만, 인버터(140)에 공급되는 dc 전압(Vdc)은 제2 다이오드(D2) 사이의 전위차에 의해 인버터(140)에 급상승이 감쇄시켜 제2 기준 전압으로 유지될 수 있다.
결과적으로, 회생 스너버(130)는 인버터(140)의 턴온 또는 턴오프 동작시 급강하 또는 급상승으로 전압변동되는 dc 전압(Vdc)의 전압 변동폭을 감소시켜, 인버터(140)에 포함되는 스위치 소자의 파손을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회생 스너버를 나타낸 회로도이다.
도 5를 참조하면, 회생 스너버(130)는 제1, 2 다이오드(D11, D12), 제3, 4 다이오드(D13, D14), 제1, 2 스위치(SW11, SW12), 제1 커패시터(C11), 제5, 6 다이오드(D15, D16), 인덕터(L11), 제2 커패시터(C12) 및 저항(R)을 포함할 수 있다.
제1, 2 다이오드(D11, D12)는 배선의 제1 접점(n1) 및 제3 접점(n3) 사이에 병렬 연결될 수 있다.
즉, 제1, 2 다이오드(D11, D12)의 애노드는 제1 접점(n1)에 연결되며, 제1, 2 다이오드(D11, D12)의 캐소드는 제3 접점(n3)에 연결될 수 있다.
제1, 2 다이오드(D11, D12)는 제1 접점(n1)을 통하여 인버터(140)로 공급되는 dc 전압(Vdc)을 통과시킬 수 있다.
제3, 4 다이오드(D13, D14)는 제1, 2 다이오드(D11, D12)와 병렬 연결되며, 인버터(140)와 인접한 배선의 제2 접점(n2)에 연결될 수 있다.
여기서, 제3, 4 다이오드(D13, D14)의 캐소드는 제2 접점(n2)에 연결되며, 제3, 4 다이오드(D13, D14)의 애노드는 제6 접점(n6)에 연결될 수 있다.
제1, 2 스위치(SW11, SW12)의 일측은 제3 접점(n3)에 서로 연결될 수 있다.
여기서, 제1, 2 스위치(SW11, SW12)는 서로 동일하게 턴온 또는 턴오프 동작할 수 있다.
제1, 2 스위치(SW11, SW12)는 인버터(140)의 턴온 동작시 턴오프 동작하며, 인버터(140)의 턴오프 동작시 턴온 동작할 수 있다.
제1 커패시터(C11)는 제3 접점(n3) 및 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 제1 커패시터(C11)는 제1, 2 스위치(SW11, SW12)의 턴온 동작시 충전된 제1 충전전압을 스위치(SW)로 방전할 수 있다.
제5 다이오드(D5)는 제1 스위치(SW1)의 타측에 제4 접점(n4) 및 그라운드(SND) 사이에 연결될 수 있다.
즉, 제5 다이오드(D5)의 애노드는 그라운(GND) 사이에 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 캐소드는 제4 점점(n4)에 연결될 수 있다.
제6 다이오드(D6)는 제2 스위치(SW2)의 타측에 제5 접점(n5) 및 그라운드(SND) 사이에 연결될 수 있다.
즉, 제6 다이오드(D4)의 애노드는 그라운(GND) 사이에 연결되고, 제6 다이오드(D4)의 캐소드는 제5 점점(n5)에 연결될 수 있다.
인덕터(L11)는 제4, 6 접점(n4 , 6) 사이에 연결된 제1 코어 및 제5, 6 접점(n5, n6) 사이에 연결된 제2 코어를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1, 2 코어는 마크네틱 커플 방식으로 철심을 공유할 수 있으며, 일종의 트랜스포머일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제2 커패시터(C12)는 제6 접점(n6)와 그라운드(GND) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 제2 커패시터(C12)는 제1, 2 스위치(SW11, SW12)가 턴오프 동작시 충전된 제2 충전전압을 제3, 4 다이오드(D13, D14)로 방전할 수 있다.
저항(R)은 제6 접점(n6)과 그라운드(GND) 사이에 연결되며, 제1, 2 스위치(SW12, SW13)의 턴온 동작시 입력된 급상승으로 전압 변동된 dc 전압(Vdc)을 소모시킬 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 5에 나타낸 회생 스너버의 동작을 나타낸 동작도이다.
도 6은 인버터(140)의 턴온 동작시 회생 스너버(130)의 동작을 나타낸다.
도 6(a)는 인버터(140)의 턴온 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L11)에 충전된 전류(IL11, IL12) 및 제2 커패시터(C12)의 제2 충전전압(Vc12)을 나타낸다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 회생 스너버(130)의 제3, 4 다이오드(D13, D14)는 인버터(140)가 연결된 제2 접점(n2)으로 제2 커패시터(C12)의 제2 충전전압(Vc12) 및 인덕터(L11)의 제1, 2 충전전류(IL1, IL2)를 공급할 수 있다.
먼저, 인버터(140)가 턴온 동작하는 경우, 인버터(140)에는 배선의 기생 인덕턴스에 따라 급하강의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급되게 된다.
이때, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)에 제2 충전전압(Vc12) 및 제1, 2 충전전류(IL1, IL2)를 공급함으로써, 급강하된 dc 전압(Vdc)의 전압 변동 폭을 축소시켜 dc 전압(Vdc)을 제1 기준 전압으로 유지시킬 수 있다.
또한, 회생 스너버(130)는 dc 전압(Vdc)이 제1 커패시터(C11)의 제1 충전전압(Vc11)보다 낮아지면, 제1 충전전압(Vc11)을 제3, 4 다이오드(D13, D14)로 공급할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 7은 인버터(140)의 턴오프 동작 시 회생 스터버(130)의 동작을 나타낸다.
도 7(a)는 인버터(140)의 턴오프 동작 시 제1, 2 접점(n1, n2)에서의 dc 전압(Vdc), 인덕터(L11)에 충전된 전류(IL11, IL12) 및 제2 커패시터(C12)의 제2 충전전압(Vc12)를 나타낸다.
도 7(a) 및 도 7(b)을 참조하면, 회생 스너버(130)의 제1, 2 스위치(SW1, SW2)는 턴온 동작하 제1, 2 다이오드(D11, D12)로 배선의 기생 인턱턴스에 따라 급상승의 전압 변동된 dc 전압(Vdc)이 공급될 수 있다.
이때, dc 전압(Vdc)은 제3 접점(n3)에 연결된 제1 커패시터(C11)에 제1 충전 전압(Vc1)을 충전하고, 제1, 2 스위치(SW1, SW2)를 통해 인덕터(L11)로 공급될 수 있다.
여기서, 인덕터(L11)은 dc 전압(Vdc)에 대응하는 제1, 2 충전전류(IL1, IL12)을 충전할 수 있다.
또한, 제2 커패시터(C12)는 dc 전압(Vdc)에 따라 제2 충전 전압(Vc2)를 충전할 수 있다.
또한, 저항(R)은 인덕터(L11)를 통과한 전류를 소모시킬 수 있다.
이때, 제3, 4 다이오드(D13, D14)가 연결된 제6 접점(n6)에 인가된 dc 전압(Vdc)은 제3, 4 다이오드(D13, D14)가 연결된 제2 접점(n2)에 인가되는 dc 전압(Vdc) 보다 높음으로써, 제3, 4 다이오드(D13, D14)를 통해 인버터(140)로 보상된 dc 전압(Vdc)가 공급될 수 있다.
다만, 인버터(140)에 공급되는 dc 전압(Vdc)은 제3, 4 다이오드(D13, D14) 사이의 전위차에 의해 인버터(140)에 급상승이 감쇄될 수 있다.
결과적으로, 회생 스너버(130)는 인버터(140)의 턴온 또는 턴오프 동작시 급강하 또는 급상승으로 전압변동되는 dc 전압(Vdc)의 전압 변동폭을 감소시켜, 인버터(140)에 포함되는 스위치 소자의 파손을 방지할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 배터리 전압을 공급하는 배터리;
    상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터; 및
    상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하는,
    인버터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회생 스너버는,
    상기 배선의 제1 접점에 연결된 제1 다이오드;
    상기 배선의 제2 접점에 연결된 제2 다이오드;
    상기 제1 다이오드와 제3 접점에서 연결된 스위치;
    상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터;
    상기 스위치와 연결된 제4 접점 및 상기 그라운드 사이에 연결된 제3 다이오드;
    상기 제4 접점 및 상기 제2 다이오드와 연결된 제5 접점 사이에 연결된 인덕터; 및
    상기 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터를 포함하는,
    인버터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 스위치 소자의 턴온 및 턴오프 동작시 턴온 동작하는,
    인버터 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우,
    상기 스위치는,
    상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제2 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우,
    상기 스위치는,
    상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 5 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시,
    상기 인덕터는,
    상기 dc 전압을 소비하여 전류를 충전하며, 상기 스위치 소자의 턴온되면 충전된 전류를 상기 제2 다이오드로 출력하는,
    인버터 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 커패시터는,
    상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 dc 전압이 충전전압보다 낮아지면, 상기 충전전압을 출력하는,
    인버터 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1, 2 커패시터는,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 dc 전압을 충전하는,
    인버터 장치.
  9. 배터리 전압을 공급하는 배터리;
    상기 배터리 전압이 배선으로 입력되는 경우, 상기 배선의 기생 인덕턴스에 의해 상기 배터리 전압이 가변된 dc 전압을 ac 구동 전압으로 변환하는 인버터; 및
    상기 인버터에 포함된 스위치 소자의 턴온 시 상기 dc 전압을 제1 기준 전압으로 유지하고, 상기 스위치 소자의 턴오프 시 상기 dc 전압을 제2 기준 전압으로 유지시키는 회생 스너버를 포함하고,
    상기 회생 스너버는,
    상기 배선의 제1 접점에 병렬 연결된 제1, 2 다이오드;
    상기 배선의 제2 접점에 병렬 연결된 제3, 4 다이오드;
    상기 제1, 2 다이오드와 제3 접점에서 연결된 제1 스위치;
    상기 제1 스위치와 병렬 연결된 제2 스위치;
    상기 제3 접점과 그라운드 사이에 연결된 제1 커패시터;
    상기 제1 스위치와 연결된 제4 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제5 다이오드;
    상기 제2 스위치와 연결된 제5 접점과 상기 그라운드 사이에 연결된 제6 다이오드;
    상기 제3, 4 다이오드와 연결된 제6 접점과 상기 제4 접점 사이에 연결된 제1 코어 및 상기 제1 코어와 병렬 연결된 제2 코어를 포함하는 인덕터;
    상기 인턱터와 상기 그라운드 사이에 연결된 제2 커패시터; 및
    상기 제2 커패시터와 병렬 연결된 저항을 포함하는,
    인버터 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1, 2 스위치는,
    서로 180도의 위상차를 가지고 턴온 및 턴오프하는,
    인버터 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1, 2 스위치는,
    상기 dc 전압이 상기 제1, 2 기준 전압으로 유지되게 상기 제1, 2 커패시터 각각의 충전전압을 제어하는,
    인버터 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 저항은,
    상기 제2 커패시터의 충전전압을 소비하는,
    인버터 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴온 동작 시 상기 제1 접점에 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 낮아지는 경우,
    상기 제1, 2 스위치는,
    턴온 동작하여 상기 인덕터에 충전된 전류 및 상기 제2 커패시터의 충전전압이 상기 제3, 4 다이오드로 공급하여, 상기 제2 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위치 소자의 턴오프 동작 시 상기 제1 접점에서 상기 dc 전압이 상기 제1 커패시터의 충전전압보다 높아지는 경우,
    상기 제1, 2 스위치는,
    턴온 동작하여 상기 dc 전압을 상기 제1, 2 커패시터 중 적어도 하나에서 충전하고 상기 인덕터에서 소비하여, 상기 제2, 6 접점 사이의 전위차에 따라 상기 dc 전압을 상기 제2 기준 전압으로 유지시키는,
    인버터 장치.
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