KR102007851B1 - Power transforming apparatus and air conditioner including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교류전원으로부터 입력되는 교류전압을 정류하는 정류부, 상기 정류부의 출력전압이 충전되는 DC link 캐패시터, 상기 교류전원과 상기 정류부 사이에 구비되고 상기 DC link 캐패시터에 기설정된 전압이 충전될 때까지 상기 교류전압이 인가되는 충전저항, 상기 충전저항과 병렬로 연결되는 릴레이, 상기 릴레이에 정전압을 공급하는 구동회로 및 상기 DC link 캐패시터에 충전된 전압의 크기를 판단하고, 판단된 전압의 크기에 따라 상기 릴레이에 공급되는 정전압을 제어하는 릴레이제어부를 포함하는 전력변환장치에 관한 것이다. The present invention provides a rectifying unit for rectifying an AC voltage input from an AC power source, a DC link capacitor charged with an output voltage of the rectifying unit, provided between the AC power source and the rectifying unit and charged until a voltage predetermined in the DC link capacitor is charged. The magnitude of the voltage charged in the charging resistor to which the AC voltage is applied, the relay connected in parallel with the charging resistance, the driving circuit for supplying a constant voltage to the relay and the DC link capacitor, and according to the determined voltage It relates to a power converter including a relay control unit for controlling the constant voltage supplied to the relay.
Description
본 발명은 전력변환장치 및 이를 포함하는 공기조화장치에 관한 것이며, 구체적으로 초기 전원 인가 시 발생하는 돌입전류를 방지할 수 있습니다.The present invention relates to a power converter and an air conditioner including the same, specifically, it is possible to prevent the inrush current generated when the initial power is applied.
일반적으로, 공기 조화기의 압축기는 모터를 구동원으로 이용하고 있다. 이러한 모터에는 전력 변환 장치로부터 교류 전력이 공급된다. 이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 역률 제어부 및 인버터 방식의 전력 변환부를 구성하는 것이 일반적이다. Generally, the compressor of an air conditioner uses a motor as a drive source. These motors are supplied with alternating current power from a power converter. It is common for such a power converter to mainly comprise a rectifier, a power factor controller, and an inverter converter.
우선, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류 후의 전압은 역률 제어부에 의해서 원하는 전압으로 조절되고 평활하게 되며, 이와 같은 과정을 통하여 역률이 개선될 수 있다. First, the commercial voltage of the AC output from the commercial power supply is rectified by the rectifier. The voltage after the rectification is adjusted and smoothed to the desired voltage by the power factor controller, the power factor can be improved through this process.
이러한 역률이 개선된 후의 전압은 인버터와 같은 전력 변환부에 공급된다. 이때, 전력 변환부는, 역률 개선 후의 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 교류 전력을 생성한다.After this power factor is improved, the voltage is supplied to a power converter such as an inverter. At this time, the power converter generates AC power for driving the motor by using the voltage after the power factor improvement.
이와 같은 역률 제어부는 직류-직류 컨버터를 구성하게 되는데, 이때, 컨버터에 이용되는 스위칭 소자를 구동하기 위한 구동부(일례로, 드라이버 IC)는 스위칭 소자의 소손을 방지하기 위해 과전류 보호 회로를 포함한다. Such a power factor control unit constitutes a DC-DC converter. In this case, a driving unit (for example, a driver IC) for driving a switching element used in the converter includes an overcurrent protection circuit to prevent burnout of the switching element.
이러한 과전류 보호 회로는 스위칭 소자에 흐르는 전류를 감지하여 스위칭 소자에 일정 전압 이상이 걸리는 것으로 감지되면 스위칭 소자의 구동을 차단하는 방식을 이용한다.The overcurrent protection circuit senses a current flowing through the switching device and uses a method of shutting off the driving of the switching device when it senses that the switching device has a predetermined voltage or more.
종래 기술인 도 1을 살펴보면, 과전류 또는 과전압이 발생하였을 때 릴레이(Relay)를 사용하여 전류를 차단하는 방법이 도시되어 있다. 릴레이(Relay)의 On/Off는 제어부(Micom) 및 버퍼IC(Buffer IC)에 의해 제어된다. Referring to FIG. 1, which is a related art, a method of cutting off a current using a relay when an overcurrent or an overvoltage occurs is illustrated. On / Off of the relay is controlled by the controller Micom and the buffer IC.
즉, 회로 내에 과전류 또는 과전압의 발생하였다는 정보가 제어부(Micom)로 입력되면, 상기 제어부(Micom)는 릴레이(Relay) OFF 신호를 제어부(Micom)에 구비된 포트(port)를 통해 버퍼IC(Buffer IC)로 전달한다. 버퍼IC는 제어부로부터 신호를 전달받아 전류를 증폭시켜주는 역할을 하며 제어부로부터 받은 신호를 릴레이(Relay)로 전달해준다. That is, when information indicating that an overcurrent or overvoltage has occurred in the circuit is input to the controller Micom, the controller Micom transmits a relay OFF signal to a buffer IC through a port provided in the controller Micom. Buffer IC). The buffer IC receives a signal from the controller and amplifies the current. The buffer IC delivers the signal from the controller to the relay.
정리하면, 도 1은 소프트웨어적인 방식으로 릴레이(Relay)를 제어하는 방식에 해당한다. 상기 도 1과 같은 방법은 공간 확보 측면 및 비용이 높은 단점이 있다. 이에 구현이 용이하고 보다 단순한 릴레이(Relay) 제어 방식이 요구된다. In summary, FIG. 1 corresponds to a method of controlling a relay in a software manner. The method as shown in FIG. 1 has a disadvantage of high space and cost. This requires easy implementation and a simple relay control scheme.
본 발명은 하드웨어적인 구성만으로 릴레이의 ON/OFF를 판단하는 전력변환장치를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a power converter that determines ON / OFF of a relay only by a hardware configuration.
또한, 본 발명은 공간 확보가 용이한 전력변환장치를 제공하는 것을 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a power converter that can easily secure space.
또한, 본 발명은 비용이 저렴한 전력변환장치를 제공하는 것을 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a power conversion device with low cost.
또한, 본 발명은 충전저항에서 소모되는 전력을 줄일 수 있는 전력변환장치를 제공하는 것을 과제로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a power conversion device that can reduce the power consumed by the charge resistance.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 교류전원으로부터 입력되는 교류전압을 정류하는 정류부, 상기 정류부의 출력전압이 충전되는 DC link 캐패시터, 상기 교류전원과 상기 정류부 사이에 구비되고 상기 DC link 캐패시터에 기설정된 전압이 충전될 때까지 상기 교류전압이 인가되는 충전저항, 상기 충전저항과 병렬로 연결되는 릴레이, 상기 릴레이에 정전압을 공급하는 구동회로 및 상기 DC link 캐패시터에 충전된 전압의 크기를 판단하고, 판단된 전압의 크기에 따라 상기 릴레이에 공급되는 정전압을 제어하는 릴레이제어부를 포함하는 전력변환장치를 제공하며, 하드웨어적인 구성만으로 릴레이의 ON/OFF를 판단할 수 있고 공간 확보가 용이한 효과가 있다. The present invention provides a rectifying unit for rectifying an AC voltage input from an AC power source, a DC link capacitor charged with an output voltage of the rectifying unit, provided between the AC power source and the rectifying unit, and provided to the DC link capacitor. The magnitude of the voltage charged in the charging resistor to which the AC voltage is applied, the relay connected in parallel with the charging resistance, the driving circuit for supplying a constant voltage to the relay, and the DC link capacitor until a predetermined voltage is charged, It provides a power converter including a relay control unit for controlling the constant voltage supplied to the relay in accordance with the magnitude of the determined voltage, it is possible to determine the ON / OFF of the relay only by the hardware configuration and the space is easy to effect have.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 릴레이제어부는, 상기 DC link 캐패시터에 저장된 전압을 측정하고, 측정된 값을 기설정된 기준값과 비교하는 비교부 및 상기 비교부로부터 신호를 전달받아 ON/OFF 제어되는 트랜지스터를 포함하는 전력변환장치를 제공하며, 하드웨어적인 구성만으로 릴레이의 ON/OFF를 판단할 수 있는 효과가 있다. In addition, in one embodiment of the present invention, the relay control unit, measuring the voltage stored in the DC link capacitor, and receives a signal from the comparison unit and the comparison unit for comparing the measured value with a predetermined reference value ON / OFF control The present invention provides a power conversion device including a transistor, and it is possible to determine the ON / OFF state of a relay only by a hardware configuration.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 DC link 캐패시터에 저장된 전압이 기설정된 기준값보다 큰 경우 상기 비교부는 상기 트랜지스터에 ON 신호를 전송하고, 상기 DC link 캐패시터에 저장된 전압이 기설정된 기준값보다 같거나 작은 경우 상기 비교부는 상기 트랜지스터에 OFF 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치를 제공한다.In an embodiment of the present invention, when the voltage stored in the DC link capacitor is greater than a predetermined reference value, the comparator transmits an ON signal to the transistor, and the voltage stored in the DC link capacitor is equal to or less than a predetermined reference value. In this case, the comparator provides a power converter, characterized in that to transmit an OFF signal to the transistor.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 비교부의 출력단은 상기 트랜지스터의 베이스단과 연결된 것을 특징으로 하는 전력변환장치를 제공한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the output terminal of the comparison unit provides a power conversion device, characterized in that connected to the base terminal of the transistor.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 릴레이는 상기 구동회로와 상기 트랜지스터 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치를 제공한다.In addition, in one embodiment of the present invention, the relay provides a power conversion device, characterized in that provided between the driving circuit and the transistor.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 트랜지스터가 상기 비교부로부터 ON 신호를 받는 경우, 콜렉터에 인가된 전류가 에미터로 흐르는 것을 특징으로 하는 전력변환장치를 제공한다. In addition, according to an embodiment of the present invention, when the transistor receives the ON signal from the comparison unit, a current converter is characterized in that the current applied to the collector flows to the emitter.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 교류전원으로부터 공급되는 교류전압은 상기 릴레이에 인가되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치를 제공한다. In addition, in an embodiment of the present invention, an AC voltage supplied from the AC power supply is provided to the power converter, characterized in that applied to the relay.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 비교부는, 상기 DC link 캐패시터에 충전된 전압을 측정하여 소정 레벨로 변환하는 전압판단부 및 상기 전압판단부에서 변환된 수치를 기설정된 기준값과 비교하는 비교기를 포함하는 전력변환장치를 제공한다. In addition, in one embodiment of the present invention, the comparison unit, a voltage determining unit for measuring the voltage charged in the DC link capacitor and converts it to a predetermined level and a comparator for comparing the value converted in the voltage determination unit with a predetermined reference value It provides a power converter comprising a.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 변환된 수치가 상기 기설정된 기준값보다 큰 경우, 상기 비교기는 ON 신호를 상기 트랜지스터에 인가하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, when the converted value is larger than the predetermined reference value, the comparator provides an power converter, characterized in that to apply an ON signal to the transistor.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 변환된 수치가 상기 기설정된 기준값보다 작은 경우, 상기 비교기는 OFF 신호를 상기 트랜지스터에 인가하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, when the converted value is smaller than the predetermined reference value, the comparator provides an power converter, characterized in that to apply an OFF signal to the transistor.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 전력변환장치는, 실내기 및 압축기가 구비되는 실외기를 포함하는 공기조화장치 중 상기 압축기를 구성하는 모터에 적용되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.In addition, in one embodiment of the present invention, the power converter, characterized in that applied to the motor constituting the compressor of the air conditioner including an outdoor unit having an indoor unit and a compressor.
본 발명은 하드웨어적인 구성만으로 릴레이의 ON/OFF를 판단하는 전력변환장치를 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing a power conversion device for determining the ON / OFF of the relay only by the hardware configuration.
또한, 본 발명은 공간 확보가 용이한 전력변환장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of providing a power converter easy to secure space.
또한, 본 발명은 비용이 저렴한 전력변환장치를 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of providing a low-cost power converter.
또한, 본 발명은 충전저항에서 소모되는 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the power consumed in the charge resistance.
도 1은 릴레이를 제어하는 종래의 기술을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 릴레이제어부가 포함된 것을 도시한 것이다.
도 3은 릴레이제어부의 동작에 따라 회로 내에서 전류의 흐름의 변화를 도시한 것이다.
도 4는 돌입전류의 발생을 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 릴레이제어부의 동작에 따라 발생하는 돌입전류를 그래프로 나타낸 것이다.1 shows a conventional technique for controlling a relay.
Figure 2 shows that a relay control unit is included according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a change in current flow in a circuit according to the operation of the relay controller.
4 graphically illustrates the generation of inrush current.
5 is a graph illustrating inrush current generated according to the operation of the relay controller.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. On the other hand, the configuration or control method of the device to be described below is not intended to limit the scope of the present invention, but to describe the embodiment of the present invention, the same reference numerals are used throughout the specification the same components Indicates.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력변환장치를 도시한 것이다. 2 illustrates a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 회로는, 교류전원(10), 상기 교류전원(10)에서 발생되는 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부(20), 상기 정류부(20)에서 발생된 직류전압이 인가되는 DC link 캐패시터(30), 상기 교류전원(10)과 상기 정류부(20) 사이에 구비되는 충전저항(40)으로 구성된다. The circuit shown in FIG. 2 includes an
교류전압이 최초로 전압을 정류부(20)에 인가할 때, 순간적으로 전류의 수치가 높아지는 현상이 발생한다. 순간적으로 전류의 수치가 높아지면 정류부(20)와 DC link 캐패시터(30)가 소손되는 문제가 발생한다.When the AC voltage first applies the voltage to the
이는 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 위쪽에 도시된 그래프에서 최초로 전압을 정류부(20)에 인가하는 순간을 확대한 도면이 아래 그래프이다. 최초로 전압이 인가될 때 순간적으로 돌입 전류의 수치가 증가하였다가 서서히 낮아지는 것을 알 수 있다.This is shown in FIG. In the graph shown above in FIG. 4, an enlarged view of the moment of applying the voltage to the
최초 돌입 전류의 수치가 순간적으로 높아지는 현상을 방지하기 위해서 교류전원(10)과 정류부(20) 사이에 충전저항(40)을 설치한다. 충전저항(40)에 전압이 인가되면서 충전저항(40)이 소정의 에너지를 소모하기 때문에 최초 돌입 전류의 수치를 낮출 수 있다. In order to prevent the instantaneous increase in the value of the inrush current, the
하지만 충전저항(40)은 교류전원(10)에서 정류부(20) 및 DC link 캐패시터(30)에 최초로 전압을 인가할 때 이외에는 효용 가치가 없다. 즉, 최초 돌입 전류의 수치가 낮아진 후에도 전압이 계속해서 인가되기 때문에 불필요한 전력을 소모한다. However, the
상기 문제점을 해결하기 위해, 종래 기술과 달리 본 발명의 일 실시예는 릴레이(50), 릴레이제어부(60) 및 구동회로(65)가 상기 회로에 더 포함된다. In order to solve the above problems, unlike the prior art, an embodiment of the present invention further includes a
상기 릴레이(50)는 충전저항(40)과 병렬로 연결된다. 즉, 상기 릴레이(50)가 작동하지 않을 때는 교류전원(10)에서 발생한 교류전압이 충전저항(40)에 인가되지만, 상기 릴레이(50)가 작동할 때에는 교류전원(10)에서 발생한 교류전압이 릴레이(50)에 인가되며 충전저항(40)으로 전류가 흐르지 않는다. The
릴레이(50)는 이론적으로 저항이 0에 가까운 도체로 구성되며, 최소한 충전저항(40)의 저항값에 비해 매우 작은 저항값을 가지는 도체를 가지는 것이 바람직하다. 릴레이(50)가 작동하는 경우, 교류전원(10)에서 발생하는 교류전압이 릴레이(50)에 인가되어야 되기 때문이다.The
또한 릴레이(50)는 정전압을 공급할 수 있는 구동회로(65)와 연결된다. 즉, 구동회로(65)에서 발생하는 정전압은 상기 릴레이(50)로 공급되도록 직렬 연결된다.In addition, the
상기 릴레이(50)는 인덕터(51)와 릴레이스위치(53)로 구성된다. 인덕터(51)와 릴레이스위치(53)는 병렬로 연결되며, 인덕터(51)는 전류가 인가될 때 자기장을 형성하는 전자석이 된다. The
구동회로(65)에서 발생하는 정전압이 상기 인덕터(51)에 인가되면 인덕터(51)는 전자석이 되고 병렬로 연결된 릴레이스위치(53)에 영향을 미친다. 상기 인덕터(51)에서 발생하는 자기장에 의해 도체로 구성된 릴레이스위치(53)는 인덕터(51) 방향으로 자기력을 받는다. When a constant voltage generated in the driving
따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 구동회로(65)에서 발생하는 정전압이 인덕터(51)에 인가되면 릴레이스위치(53)가 작동되고, 교류전원(10)에서 발생한 교류전압은 릴레이스위치(53)에 인가된다. 즉, 릴레이스위치(53)의 작동으로 충전저항(40)에는 전압이 인가되지 않거나 매우 작은 크기의 전압이 인가된다. Therefore, as shown in FIG. 2, when a constant voltage generated from the driving
상기 구동회로(65)가 정전압을 발생시키는 원리는 종래의 기술에 해당하므로 설명을 생략하도록 한다. Since the driving
다음으로 릴레이(50)에 인가되는 정전압을 제어하는 릴레이제어부(60)를 살펴보도록 한다. Next, look at the
릴레이제어부(60)는 DC link 캐패시터(30)에 충전된 전압의 크기를 판단하고, 저장된 전압의 크기에 따라 릴레이(50)에 인가되는 정전압을 제어한다. The
DC link 캐패시터(30)에 기설정된 양 이상의 전압이 충전된 경우, 릴레이제어부(60)는 구동회로(65)에서 발생된 정전압이 릴레이(50)에 인가되도록 제어한다. When the
반대로 DC link 캐패시터(30)에 기설정된 양만큼 전압이 충전되지 않은 경우, 릴레이제어부(60)는 구동회로(65)에서 발생된 정전압이 릴레이(50)에 인가되지 않도록 제어한다. On the contrary, when the voltage is not charged to the
릴레이제어부(60)는 DC link 캐패시터(30)에 충전된 전압의 크기를 상시적으로 체크하고, 상기 체크된 내용에 기반하여 상기 릴레이(50)를 제어한다. The
릴레이제어부(60)는 비교부(61)와 트랜지스터(63)를 포함한다. 비교부(61)는 DC link 캐패시터(30)에 충전된 전압의 크기를 측정하고, 측정된 값을 기설정된 기준값과 비교하는 역할을 한다. 트랜지스터(63)는 비교부(61)에서 발생하는 신호를 전달받으며, 비교부(61)에서 발생된 신호의 종류에 따라 ON 또는 OFF 제어된다. The
비교부(61)의 출력단은 트랜지스터(63)의 베이스단과 연결된다. 즉, 비교부(61)의 신호에 따라 트랜지스터(63)가 ON 또는 OFF로 제어된다. The output terminal of the
비교부(61)는 DC link 캐패시터(30)에 충전된 전압의 크기를 측정한 후 소정 레벨로 변환하는 전압판단부(611)와 상기 전압판단부에서 변환된 수치를 기설정된 기준값과 비교하는 비교기(613)로 이루어진다. The
DC link 캐패시터(30)에 충전 가능한 전압의 크기는 DC link 캐패시터(30)의 용량에 따라서 달라진다. 따라서 예를 들어 10000V 이상의 고전압이 충전된 경우, 비교기(613)가 판단할 수 있는 범위를 넘어서거나 손상 가능성이 높다. 반대로 저전압이 충전된 경우 또한 비교기(613)가 판단할 수 있는 범위에 포함되지 않을 수 있다. The magnitude of the voltage chargeable to the
이에 전압판단부(611)는 DC link 캐패시터(30)에 충전된 전압의 크기를 측정한 후 상기 비교기(613)가 측정 가능한 범위 내의 전압 크기로 변환한다. 즉, 전압판단부(611)는 DC link 캐패시터(30)에 충전된 전압이 매우 큰 경우 이를 강압하여 비교기(613)에 인가하며, 충전된 전압이 매우 작은 경우 이를 승압하여 비교기(613)에 인가한다. The
전압판단부(611)에서 변환된 전압 정보는 비교기(613)에 인가되며 상기 인가된 정보는 비교기(613)에 저장된 기 설정된 기준값과 비교된다. The voltage information converted by the
인가된 전압 정보가 상기 기 설정된 기준값보다 높은 경우, 비교기(613)의 출력단에서 ON 신호가 방출된다. 인가된 전압 정보가 상기 기 설정된 기준값보다 낮은 경우, 비교기(613)의 출력단에서 OFF 신호가 방출된다. When the applied voltage information is higher than the preset reference value, the ON signal is emitted from the output terminal of the
비교기(613)의 출력단은 트랜지스터(63)의 베이스단과 연결된다. 즉, 비교기(613)의 출력단에서 방출되는 ON 또는 OFF 신호는 상기 트랜지스터(63)의 베이스단에 입력된다. The output terminal of the
한편, 릴레이(50)는 구동회로(65)와 트랜지스터(63) 사이에 구비된다. 구체적으로, 릴레이(50)의 일단은 구동회로(65)와 직렬 연결되고 릴레이(50)의 타단은 트랜지스터(63)의 콜렉터와 연결된다. On the other hand, the
상기 비교기(613)에서 발생하는 ON 신호가 트랜지스터(63)에 인가되면, 상기 트랜지스터(63)의 콜렉터에 인가된 구동회로(65)에서 생성된 정전압이 트랜지스터(63)의 에미터로 흐른다. 상기 에미터는 다른 회로와 연결되거나 접지된다. When the ON signal generated by the
즉, 구동회로(65), 릴레이(50), 트랜지스터(63)의 콜렉터 및 트랜지스터(63)의 에미터를 따라 순차적으로 전류가 흐른다. 결과적으로 릴레이(50)에 전류가 흐르기 때문에 릴레이스위치(53)가 작동한다. That is, current flows sequentially along the
상기 비교기(613)에서 발생하는 OFF 신호가 트랜지스터(63)에 인가되면, 상기 트랜지스터(63)의 콜렉터에 인가된 구동회로(65)에서 생성된 정전압은 트랜지스터(63)의 에미터로 흐르지 못한다. 즉, 콜렉터와 에미터는 서로 연통되지 않는다.When the OFF signal generated by the
따라서 릴레이(50)에는 전류가 흐르지 않으며 릴레이스위치(53)도 작동하지 않는다.Therefore, no current flows through the
도 3 및 도 5을 참고하여 시간의 흐름에 따라 회로의 작동을 살펴보도록 한다. With reference to Figures 3 and 5 will be described the operation of the circuit over time.
도 3에는 교류전원(10)에서 전류가 흐르는 두 개의 경로가 표시되어 있다. 점선 표시된 (1)번 경로와 실선으로 표시된 (2)번 경로가 있다. (1)번 경로는 교류전원(10)에서 발생한 교류전압이 충전저항(40)에 인가되는 것을 나타낸 것이고, (2)번 경로는 교류전압이 릴레이(50)에 인가되는 것을 나타낸 것이다. 3 shows two paths through which current flows in the
최초에 교류전원(10)이 작동하면, 교류전압은 충전저항(40)과 정류부(20)를 거친 후 최종적으로 직류 전압이 DC link 캐패시터(30)에 인가된다. 충전저항(40)은 교류전원(10)이 최초로 작동하는 순간에 발생하는 돌입 전류가 급격히 상승하는 현상을 방지하기 위해서 설치된다. When the
도 5를 살펴보면 (1)번 구간의 시작 지점에 입력 전류의 수치가 큰 것을 알 수 있다. 그 후 시간의 흐름에 따라 전류의 수치가 점점 안정화됨을 알 수 있다. 정리하면, 충전저항(40)은 전압이 처음 인가된 시점에 흐르는 전류 수치를 낮추는 역할을 한다. Looking at Figure 5 it can be seen that the value of the input current is large at the beginning of the section (1). After that, it can be seen that the current level gradually stabilizes with time. In summary, the charging
교류전원(10)의 작동에 의해 DC link 캐패시터(30)가 충전된다. 소정 시간이 지나면 DC link 캐패시터(30)는 완전 충전에 가까워진다. 하지만 DC link 캐패시터(30)가 완전 충전에 가까워질때에는 도 5에서 살펴본 바와 같이 전류의 수치가 이미 안정화되어 있기 때문에 충전저항(40)에 전압이 인가될 필요가 없다. The
따라서 DC link 캐패시터(30)의 충전 정도를 상시적으로 판단하는 전압판단부(611)를 통해 DC link 캐패시터(30)가 기설정된 수준만큼 충전이 되면 릴레이(50)를 작동시킨다. 릴레이(50)의 작동에 대한 상세한 설명은 위에서 기재된 바와 같다. Therefore, the
DC link 캐패시터(30)가 기설정된 수준만큼 충전이 되면, 릴레이제어부(60)는 구동회로(65)에서 생성된 정전압이 릴레이(50)에 인가될 수 있도록 제어한다. When the
릴레이(50)에 정전압이 인가되면 릴레이스위치(53)가 작동하게 되고 (2)번 경로로 전류가 흐르게 된다. When a constant voltage is applied to the
도 5를 살펴보면, 릴레이(50)가 작동하는 시점((2)번 구간 시작 시점)에 전류의 수치가 살짝 높아지는 것을 확인할 수 있다. 하지만 이미 DC link 캐패시터(30)는 완전 충전에 가까워진 상태에 해당하기 때문에 (1)번 구간의 시작 시점에 비해 전류의 수치는 상당히 낮다. Looking at Figure 5, it can be seen that the value of the current is slightly increased at the time of the relay (50) starting point ((2) section start time). However, since the
즉, DC link 캐패시터(30)가 어느정도 충전이 완료되면 충전저항(40)에 전류가 흐르지 않더라도 전류의 수치가 급격하게 상승하는 경우가 발생하지 않는다. 전류의 수치가 급격하게 상승하지 않기 때문에 회로 내에 여러 소자들이 소손되는 것을 방지할 수 있다. That is, when the
정리하면, 기존의 경우 DC link 캐패시터(30)의 충전 정도 여부에 관계없이 충전저항(40)에는 항상 전압이 인가되었다. 교류전원(10)이 최초로 작동하는 순간을 위해서 설치된 충전저항(40)이지만, 최초로 작동하는 순간을 제외하고는 불필요한 전력을 소모하는 구성에 해당한다. In summary, in the conventional case, a voltage was always applied to the charging
전압판단부(611)는 DC link 캐패시터(30)에 충전된 전압의 크기를 상시적으로 확인하며, 충전된 전압의 크기의 변화에 따라 릴레이(50)의 작동 여부를 실시간으로 제어할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예는 충전저항(40)의 역할은 살리되, 충전저항(40)의 역할이 종료되었을 때 충전저항(40)에서 계속해서 소모되는 전력량을 줄일 수 있는 효과가 있다. In one embodiment of the present invention, the role of the charging
또한 기존과 달리 구동회로(65), 트렌지스터(63), 비교기(613) 등의 하드웨어적인 부품 구성만을 이용하여 상기 동작들을 구현할 수 있다. 따라서 별도의 제어부(micom)나 버퍼IC(Buffer IC) 등의 구성을 이용하지 않기 때문에 회로 구현이 비교적 용이하며 제작 비용을 줄일 수도 있고 회로기판(PCB) 내에 공간 확보 측면에 있어서 종래의 기술보다 우수하다. Unlike the conventional method, the above operations may be implemented using only hardware components such as the driving
즉, 제어부와 독립적인 작동회로를 형성하기 때문에 제어부 등 다른 부품의 고장으로부터 자유롭다. 다시말해, 소프트웨어의 오류로 인해 오동작하는 일이 발생하지 않는다. That is, since the operation circuit independent of the control unit is formed, it is free from failure of other components such as the control unit. In other words, a malfunction of the software does not occur.
한편, 본 발명은 최초에 인가되는 돌입 전류에 민감한 부품을 사용하는 어떠한 회로에도 적용이 가능하다. On the other hand, the present invention can be applied to any circuit that uses a component sensitive to the inrush current applied initially.
본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 회로는 공기조화장치에 적용될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the circuit can be applied to an air conditioner.
공기조화장치는 실내를 냉방 또는 난방시키기 위해 공기를 정화하는 장치에 해당하며, 일반적으로 실내기와 실외기로 나뉘어 구성된다. 실외기 내부에는 기체 냉매를 압축하기 위한 압축기가 포함되며, 상기 압축기는 모터의 회전력을 이용하여 냉매를 압축시킨다. The air conditioner corresponds to a device for purifying air to cool or heat a room, and is generally divided into an indoor unit and an outdoor unit. The outdoor unit includes a compressor for compressing the gas refrigerant, the compressor compresses the refrigerant by using the rotational force of the motor.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 구조는 전기를 동력원으로 사용하는 상기 모터의 작동에 적용될 수 있다. The circuit structure according to the embodiment of the present invention can be applied to the operation of the motor using electricity as a power source.
상기 모터를 작동시키는데 이용되는 전자부품들의 수명을 연장시킬 수 있으며, 회로기판(PCB)의 면적을 줄일 수 있기 때문에 제품 크기 조절이 좀 더 자유로운 장점이 있다. It is possible to extend the lifespan of the electronic components used to operate the motor, and to reduce the area of the circuit board (PCB), there is an advantage that the product size adjustment is more free.
본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The present invention may be practiced in various forms and is not limited to the above-described embodiment. Therefore, if the modified embodiment includes the components of the claims of the present invention will be seen as belonging to the scope of the present invention.
100: 전력변환장치
10: 교류전원
20: 정류부
30: DC link 캐패시터
40: 충전저항
50: 릴레이 51: 인덕터 53: 릴레이스위치
60: 릴레이제어부 61: 비교부 611: 전압측정부
613: 비교기 63:트랜지스터 65: 구동회로100: power inverter
10: AC power
20: rectifier
30: DC link capacitor
40: charge resistance
50: relay 51: inductor 53: relay switch
60: relay control unit 61: comparison unit 611: voltage measurement unit
613: comparator 63: transistor 65: drive circuit
Claims (11)
상기 정류부의 출력전압이 충전되는 DC link 캐패시터;
상기 교류전원과 상기 정류부 사이에 구비되고 상기 DC link 캐패시터에 기설정된 전압이 충전될 때까지 상기 교류전압이 인가되는 충전저항;
상기 충전저항과 병렬로 연결되는 릴레이;
상기 릴레이에 정전압을 공급하는 구동회로; 및,
상기 DC link 캐패시터에 충전된 전압의 크기를 판단하고, 판단된 전압의 크기에 따라 상기 릴레이에 공급되는 정전압을 제어하는 것으로서, 상기 DC link 캐패시터의 충전 정도를 상시적으로 판단하고 상기 DC link 캐패시터에 충전된 전압의 크기를 측정한 후 비교기가 측정 가능한 범위 내의 전압 레벨로 변환하는 전압판단부, 상기 전압판단부에서 변환된 전압 레벨을 기설정된 기준값과 비교하는 상기 비교기, 및 상기 릴레이의 인덕터를 통해서 상기 구동회로에 연결되어 상기 비교기의 출력 신호에 따라 상기 구동회로에서 발생된 정전압이 상기 릴레이의 인덕터에 인가되도록 상기 구동회로와 상기 릴레이를 선택적으로 연결하는 트랜지스터를 구비하는 릴레이제어부를 포함하여 구성되고,
상기 전압판단부는 상기 DC link 캐패시터에 충전된 전압이 상기 비교기가 측정 가능한 범위보다 큰 경우 강압하여 상기 비교기에 인가하며, 상기 충전된 전압이 상기 비교기가 측정 가능한 범위보다 작은 경우 승압하여 상기 비교기에 인가하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.A rectifier for rectifying an AC voltage input from an AC power source;
A DC link capacitor charged with the output voltage of the rectifier;
A charging resistor provided between the AC power source and the rectifier and configured to apply the AC voltage until a predetermined voltage is charged in the DC link capacitor;
A relay connected in parallel with the charging resistor;
A driving circuit for supplying a constant voltage to the relay; And,
Determining the magnitude of the voltage charged in the DC link capacitor, and controlling the constant voltage supplied to the relay according to the determined voltage, to determine the level of charge of the DC link capacitor at all times and to the DC link capacitor After measuring the magnitude of the charged voltage through the voltage determination unit for converting the comparator to a voltage level within the measurable range, the comparator for comparing the voltage level converted in the voltage determination unit with a predetermined reference value, and through the inductor of the relay And a relay controller connected to the driving circuit and having a transistor for selectively connecting the driving circuit and the relay so that the constant voltage generated in the driving circuit is applied to the inductor of the relay according to the output signal of the comparator. ,
The voltage determining unit steps down when the voltage charged in the DC link capacitor is larger than the comparable range, and applies the comparator when the charged voltage is smaller than the comparable range. Power converter characterized in that.
상기 전압판단부에서 변환된 전압 레벨이 기설정된 기준값보다 큰 경우 상기 비교기는 상기 트랜지스터에 ON 신호를 전송하고, 상기 전압판단부에서 변환된 전압 레벨이 기설정된 기준값보다 같거나 작은 경우 상기 비교기는 상기 트랜지스터에 OFF 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 1,
The comparator transmits an ON signal to the transistor when the voltage level converted by the voltage determining unit is greater than a predetermined reference value. The comparator transmits an ON signal to the transistor when the voltage level converted by the voltage determining unit is equal to or smaller than a predetermined reference value. A power converter characterized by transmitting an OFF signal to a transistor.
상기 비교기의 출력단은 상기 트랜지스터의 베이스단과 연결된 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 1,
The output terminal of the comparator is connected to the base terminal of the transistor.
상기 릴레이는 상기 구동회로와 상기 트랜지스터 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 1,
And the relay is provided between the driving circuit and the transistor.
상기 전력변환장치는, 실내기 및 압축기가 구비되는 실외기를 포함하는 공기조화장치 중 상기 압축기를 구성하는 모터에 적용되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to any one of claims 1 and 3 to 5,
The power converter, characterized in that applied to the motor constituting the compressor of the air conditioner including an outdoor unit having an indoor unit and a compressor.
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