KR20170050014A

KR20170050014A - Power factor correction device and method therefor

Info

Publication number: KR20170050014A
Application number: KR1020150151013A
Authority: KR
Inventors: 송상혁; 이상혁
Original assignee: 엘에스오토모티브 주식회사
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Disclosed is a power factor compensation apparatus. The power factor compensation apparatus according to an aspect of the present invention comprises: an AC power input part; a rectification part rectifying a current outputted from the AC power input part; a buck converter connected to the rectification part to prevent an inrush current; a boost converter connected between the buck converter and a load to compensate a power factor; and a control part controlling the buck converter and the boost converter to drive an inrush current prevention mode and then drive a normal mode.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a power factor correcting device and a power factor correcting device,

본 발명은 역률 보상 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 돌입 전류를 방지하고 역률을 보상할 수 있는 역률 보상 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power factor correcting device and a method of operating the same, and more particularly, to a power factor correcting device capable of preventing an inrush current and compensating a power factor and an operation method thereof.

역률 보상 장치는 전원 공급 장치의 전력 효율을 향상시키기 위하여 전원의 전압과 전류의 위상을 동일하게 조절하여 입력되는 교류 전원의 역률을 보상하기 위한 절전 회로의 일종으로, 순간적인 전력 누출이 우려되는 트랜스포머, 안정기 등으로 공급되는 전력을 조절하는 장치이다. The power factor correcting device is a type of power saving circuit for compensating the power factor of an input AC power source by adjusting the phase of the voltage and the current of the power source in order to improve the power efficiency of the power supply device. , A ballast, and the like.

도 1은 종래 기술에 따른 역률 보상 장치의 회로 구성을 도시한 도면, 도 2는 도 1의 역률 보상 장치의 입력 전압 및 출력 전압의 파형(a) 및 도 1의 역률 보상 장치에서 발생하는 돌입 전류의 출력 파형(b)을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional power factor correction device. FIG. 2 is a waveform (a) of an input voltage and an output voltage of the power factor correction device of FIG. 1 and an inrush current (B) of Fig.

도 1을 참조하면, 역률 보상 장치는, 입력되는 교류 전원의 전류 리플을 억제하기 위해 대용량 캐패시터(Capacitor)(30)를 출력단에 설치한다. 상기와 같이 대용량 캐패시터(30)를 출력단에 설치하는 이유는, 스위칭이 되지 않으면 전원의 전압이 그대로 부하(40)측에 가해지게 되므로, 리플 전압을 줄이기 위해서이다.Referring to FIG. 1, a power factor compensating apparatus includes a large-capacity capacitor 30 at an output terminal to suppress current ripple of an input AC power source. The reason why the large capacity capacitor 30 is provided at the output terminal as described above is to reduce the ripple voltage because the voltage of the power source is directly applied to the load 40 when the switching is not performed.

이때, 도 1에 도시된 역률 보상 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 전압 인가 초기에 고전류의 돌입 전류가 발생한다(도 2의 A 지점). 구체적으로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 교류 전원을 인가하는 초기에 약 140[A]의 돌입 전류가 발생한다. 이때, 역률 보상 장치의 인덕터(10), 다이오드(20), 캐패시터(30)에는 동일한 돌입 전류가 발생한다. 상기 돌입 전류는 캐패시터(30)에 저장된 에너지가 적어 발생하게 되며, 이때 발생한 고전류로 인해 시스템에 손상을 입히게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이 돌입 전류 발생으로 인한 시스템 손상 문제를 해결하기 위해, 저항과 같은 수동소자를 사용하여 돌입전류를 감소시키는 수동방법과 스위치 소자와 같은 능동소자를 사용하여 돌입전류를 감소시키는 능동방법이 사용될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 2, the power factor correction device shown in FIG. 1 generates a rush current of a high current at the initial stage of voltage application (point A in FIG. 2). Specifically, as shown in FIG. 2 (b), an inrush current of about 140 [A] is generated at the initial stage of applying AC power. At this time, the same inrush current is generated in the inductor 10, the diode 20, and the capacitor 30 of the power factor correction device. The inrush current is generated with a small amount of energy stored in the capacitor 30, and the high current generated at this time causes damage to the system. Therefore, in order to solve the problem of system damage due to inrush current generation as described above, it is necessary to use a manual method of reducing the inrush current by using a passive element such as a resistor and an active method of reducing the inrush current by using an active element such as a switch element Method can be used.

하지만, 저항과 같은 수동소자를 사용하는 수동방법은 간단하고 구현하기 쉬운 반면, 와트(W)가 큰 저항 소자를 사용하기에 비용(cost) 증가 및 시스템 사이즈가 증가하는 단점이 있다. 또한, 스위치 소자와 같은 능동소자를 사용하는 능동방법은 가격이 저렴하고 시스템 사이즈도 종래 기술에 따른 사이즈 대비 크게 증가하지 않지만, 제어가 복잡해지는 단점을 가지고 있다.However, the passive method using a passive element such as a resistor is simple and easy to implement, while it has a disadvantage that cost increases and system size increase due to use of a resistor element having a large W (W). In addition, the active method using an active element such as a switching element has a disadvantage that the cost is low and the system size does not greatly increase with respect to the size according to the conventional technology, but the control becomes complicated.

한국공개특허 제2011-0046310호(2011.05.04 공개)Korea Patent Publication No. 2011-0046310 (Published May 4, 2011)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 부스트 컨버터와 벅 컨버터를 이용하여 돌입 전류를 방지하고 역률을 보상하는 역률 보상 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a power factor correcting device and a method of operating the same that prevent an inrush current and compensate a power factor using a boost converter and a buck converter.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 역률 보상 장치는 교류 전원 입력부; 상기 교류 전원 입력부로부터 출력되는 전류를 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되어 돌입 전류를 방지하는 벅 컨버터; 상기 벅 컨버터와 부하 사이에 연결되어 역률을 보상하는 부스트 컨버터; 및 상기 벅 컨버터 및 상기 부스트 컨버터를 제어하여 돌입 전류 방지 모드를 구동한 후 정상 모드를 구동하는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power factor correction apparatus including: an AC power input unit; A rectifying unit for rectifying a current output from the AC power input unit; A buck converter connected to the rectifying unit to prevent an inrush current; A boost converter connected between the buck converter and the load to compensate the power factor; And a control unit controlling the buck converter and the boost converter to drive the inrush current prevention mode and driving the normal mode.

상기 제어부는, 상기 부하의 출력 전압 값이 기 설정된 전압 값보다 작을 경우, 상기 부스트 컨버터 내의 부스트 컨버터 스위칭 소자를 오프한 상태에서 상기 벅 컨버터 내의 벅 컨버터 스위칭 소자를 온/오프 제어하여 돌입 전류 방지 모드를 구동한다.Wherein the control unit turns on / off the buck converter switching element in the buck converter in a state where the boost converter switching element in the boost converter is off when the output voltage value of the load is smaller than a preset voltage value, .

상기 제어부는, 상기 부하의 출력 전압 값이 기 설정된 전압 값 이상일 경우, 상기 벅 컨버터 내의 벅 컨버터 스위칭 소자를 온한 상태에서 상기 부스트 컨버터 내의 부스트 컨버터 스위칭 소자를 온/오프 제어하여 정상 모드를 구동한다.When the output voltage value of the load is equal to or greater than a preset voltage value, the controller drives the normal mode by controlling on / off of the boost converter switching device in the boost converter with the buck converter switching device in the buck converter on.

상기 제어부는, 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 전환하는데 있어서, 일정한 시간 동안 돌입 전류 방지 모드와 정상 모드를 번갈아 구동한 후 정상 모드로 완전 전환한다.In switching from the inrush current prevention mode to the normal mode, the controller alternately switches the inrush current prevention mode and the normal mode for a predetermined period of time and then completely switches to the normal mode.

상기 벅 컨버터와 상기 부스트 컨버터는, 하나의 전류 센서를 공유하고, 상기 제어부는, 상기 전류 센서에서 측정된 전류 값과 기 설정된 임계 전류 값의 비교를 통해 상기 벅 컨버터 스위칭 소자 및 상기 부스트 컨버터 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어한다.Wherein the buck converter and the boost converter share one current sensor and the control unit controls the buck converter switching device and the boost converter switching device through comparison of a current value measured by the current sensor and a predetermined threshold current value, On / off operation of the battery.

상기 벅 컨버터와 상기 부스트 컨버터는, 하나의 인덕터를 공유한다.The buck converter and the boost converter share one inductor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 교류 전원 입력부; 상기 교류 전원 입력부로부터 출력되는 전류를 정류하는 정류부; 상기 정류부에 연결되는 벅 컨버터; 상기 벅 컨버터와 부하 사이에 연결되는 부스트 컨버터를 포함하는 역률 보상 장치의 역률 보상 방법은, 상기 부스트 컨버터 내의 부스트 컨버터 스위칭 소자를 오프한 상태에서 상기 벅 컨버터 내의 벅 컨버터 스위칭 소자를 온/오프 제어하여 돌입 전류 방지 모드를 구동하는 단계; 및 상기 벅 컨버터 내의 벅 컨버터 스위칭 소자를 온한 상태에서 상기 부스트 컨버터 내의 부스트 컨버터 스위칭 소자를 온/오프 제어하여 정상 모드를 구동하는 단계;를 포함한다.An AC power input unit according to an aspect of the present invention for achieving the above object; A rectifying unit for rectifying a current output from the AC power input unit; A buck converter connected to the rectifying unit; The method of compensating for power factor of a power factor correction device including a boost converter connected between the buck converter and a load may include controlling a buck converter switching device in the buck converter on / off in a state where the boost converter switching device in the boost converter is off Driving an inrush current prevention mode; And driving the normal mode by controlling on / off of the boost converter switching device in the boost converter in a state where the buck converter switching device in the buck converter is on.

상기 돌입 전류 방지 모드를 구동하는 단계는, 상기 부하의 출력 전압 값이 기 설정된 전압 값보다 작을 경우에 수행된다.The step of driving the inrush current prevention mode is performed when the output voltage value of the load is smaller than a predetermined voltage value.

상기 정상 모드를 구동하는 단계는, 상기 부하의 출력 전압 값이 기 설정된 전압 값 이상일 경우에 수행된다.The step of driving the normal mode is performed when the output voltage value of the load is equal to or greater than a predetermined voltage value.

상기 돌입 전류 방지 모드에서 상기 정상 모드로 전환하는데 있어서, 일정한 시간 동안 돌입 전류 방지 모드와 정상 모드를 번갈아 구동한 후 정상 모드로 완전 전환한다.In switching from the inrush current prevention mode to the normal mode, the inrush current prevention mode and the normal mode are alternately switched for a predetermined period of time and then completely switched to the normal mode.

상기 벅 컨버터와 상기 부스트 컨버터는, 하나의 전류 센서를 공유하고, 상기 벅 컨버터 스위칭 소자 및 상기 부스트 컨버터 스위칭 소자의 온/오프는, 상기 전류 센서에서 측정된 전류 값과 기 설정된 임계 전류 값의 비교를 통해 수행된다.Wherein the buck converter and the boost converter share one current sensor and on / off of the buck converter switching element and the boost converter switching element is controlled by comparing a current value measured by the current sensor and a predetermined threshold current value Lt; / RTI >

본 발명의 일 측면에 따르면, 전압 승압을 통해 역률을 보상하는 부스트 컨버터와 입력되는 교류 전원을 정류하는 정류기의 사이에 스위칭 소자와 다이오드 소자만을 추가하여 벅 컨버터를 설치함으로써 돌입 전류를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an aspect of the present invention, a buck converter is provided by adding only a switching element and a diode element between a boost converter that compensates a power factor through voltage boosting and a rectifier that rectifies an input AC power, It is effective.

벅 컨버터와 부스트 컨버터는 인덕터 및 전류 센서를 공동으로 사용하므로, 회로를 보다 간단히 설계할 수 있다.Buck converters and boost converters use inductors and current sensors together to simplify circuit design.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 역률 보상 장치의 회로 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 역률 보상 장치의 입력 전압 및 출력 전압의 파형(a) 및 도 1의 역률 보상 장치에서 발생하는 돌입 전류의 출력 파형(b),
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역률 보상 장치의 회로 구성을 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 도 3의 역률 보상 장치의 돌입 전류 방지 모드 구동시 흐르는 전류의 루프를 도시한 도면,
도 6 및 도 7은 도 3의 역률 보상 장치의 정상 모드 구동시 흐르는 전류의 루프를 도시한 도면,
도 8은 도 3의 역률 보상 장치의 입력 전압 및 출력 전압의 파형을 도시한 도면,
도 9는 도 3의 전류 지령치의 값 및 전류 센서에서 측정된 값의 그래프를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역률 보상 장치에서의 역률 보상 방법의 흐름도,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 역률 보상 장치에서의 역률 보상 방법의 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional power factor correction device,
Fig. 2 shows waveforms (a) of an input voltage and an output voltage of the power factor correction device of Fig. 1, output waveforms (b) of an inrush current generated in the power factor correction device of Fig. 1,
3 is a circuit diagram of a power factor correction device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 are views showing a loop of a current flowing when the inrush current prevention mode of the power factor correction device of FIG. 3 is driven;
FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams showing a loop of a current flowing in normal mode driving of the power factor correction device of FIG. 3,
FIG. 8 is a diagram showing waveforms of an input voltage and an output voltage of the power factor correction device of FIG. 3;
FIG. 9 is a graph showing the values of the current command value and the current sensor of FIG. 3,
10 is a flowchart of a power factor correction method in a power factor correction device according to an embodiment of the present invention,
11 is a flowchart of a power factor correction method in a power factor correction device according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be construed in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to describe its own invention in the best way It must be interpreted as meaning and concept. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역률 보상 장치의 회로 구성을 도시한 도면, 도 4 및 도 5는 도 3의 역률 보상 장치의 돌입 전류 방지 모드 구동시 흐르는 전류의 루프를 도시한 도면, 도 6 및 도 7은 도 3의 역률 보상 장치의 정상 모드 구동시 흐르는 전류의 루프를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a circuit diagram of a power factor correction apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing current loops of currents flowing in the inrush current prevention mode of the power factor correction apparatus of FIG. FIG. 6 and FIG. 7 are views showing a loop of a current flowing during normal mode driving of the power factor correction device of FIG.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 역률 보상 장치는, 교류 전원을 공급하기 위한 교류 전원 입력부(310), 상기 교류 전원 입력부(310)의 일단에 연결되어 상기 교류 전원 입력부(310)로부터 공급되는 전류를 정류하기 위한 정류부(320), 상기 정류부(320)의 일단에 연결되어 돌입 전류를 방지하기 위한 돌입 전류 방지 벅 컨버터(330), 상기 돌입 전류 방지 벅 컨버터(330)의 일단에 연결되어 전압 승압을 통해 역률을 보상하는 역률 보상 부스트 컨버터(340), 부하(350), 상기 부하(350)의 양단 전압을 체크하여 출력 전압을 측정하는 전압 센서(360) 및 제어부(370)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the power factor correction apparatus according to the embodiment of the present invention includes an AC power input unit 310 for supplying AC power, an AC power input unit 310 connected to one end of the AC power input unit 310, A rush current prevention buck converter 330 connected to one end of the rectification part 320 to prevent an inrush current, and an inrush current prevention buck converter 330. The inrush current prevention buck converter 330 includes a rectification part 320 for rectifying a current supplied from the inrush current prevention buck converter 330, A power factor compensating boost converter 340 for compensating the power factor through a voltage step-up, a load 350, a voltage sensor 360 for measuring an output voltage by checking both ends of the load 350, and a controller 370 .

정류부(320)는 반파 정류기 또는 전파 정류기 중 어느 하나일 수 있지만, 본 실시 예를 설명함에 있어서 상기 정류부(320)는 입력되는 교류 신호의 모든 주기를 사용하도록 만드는 전파 정류기이다.The rectifier 320 may be any one of a half-wave rectifier and a full-wave rectifier. However, in the description of the present embodiment, the rectifier 320 is a full-wave rectifier that uses all the periods of an input AC signal.

돌입 전류 방지 벅 컨버터(330)는 상기 정류부(320)와 역률 보상 부스트 컨버터(340) 사이에 설치되어 초기 전원 인가시 발생하는 돌입 전류를 방지한다. 여기서, 상기 돌입 전류는 전원을 인가할 때 순간적으로 흐르는 과도 전류를 말한다. 상기 돌입 전류 방지 벅 컨버터(330)는, 상기 정류부(320)에 직렬 연결되는 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 상기 벅 컨버터 스위칭 소자(331)에 직렬 연결되는 인덕터(400), 상기 인덕터(400)에 직렬 연결되는 전류 센서(500) 및 일단은 상기 벅 컨버터 스위칭 소자(331)와 상기 인덕터(400)의 사이에 연결되고 타단은 접지되는 벅 컨버터 다이오드(333)를 포함한다. 상기 벅 컨버터 스위칭 소자(331)는 예컨대, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있으며, 상기 벅 컨버터 스위칭 소자(331)의 제2단인 드레인단은 정류부(320)에 직렬 연결되고 제1단인 소스단은 벅 컨버터 다이어드에 연결되며, 제3단인 게이트단은 제어부(370)에 연결되어 상기 제어부(370)의 제어에 따라 스위칭 동작된다. 상기 벅 컨버터 다이오드(333)는 애노드가 접지단에 연결되고 캐소드가 벅 컨버터 스위칭 소자(331)와 인덕터(400)의 사이에 연결된다. 이때, 상기 벅 컨버터 스위칭 소자(331)는 제어부(370)로부터 신호를 받아 동작할 수 있다. 상기 벅 컨버터 스위칭 소자(331)에 전송되는 신호는 PWM(PULSE WIDTH MODULATION) 신호일 수 있다.The inrush current prevention buck converter 330 is provided between the rectification unit 320 and the power factor correction boost converter 340 to prevent an inrush current generated when the initial power is applied. Here, the inrush current refers to a transient current that flows instantaneously when a power source is applied. The inrush current prevention buck converter 330 includes a buck converter switching device 331 connected in series to the rectifier 320, an inductor 400 connected in series to the buck converter switching device 331, And a buck converter diode 333 whose one end is connected between the buck converter switching device 331 and the inductor 400 and the other end is grounded. The buck converter switching device 331 may be a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET), for example. The drain stage which is the second stage of the buck converter switching device 331 is serially connected to the rectifying unit 320, The source terminal is connected to the buck converter diode and the third terminal is connected to the controller 370 and is operated under the control of the controller 370. The buck converter diode 333 has an anode connected to the ground terminal and a cathode connected between the buck converter switching element 331 and the inductor 400. At this time, the buck converter switching device 331 can operate by receiving a signal from the control unit 370. The signal transmitted to the buck converter switching device 331 may be a PWM (Pulse Width Modulation) signal.

역률 보상 부스트 컨버터(340)는 교류 전원 입력부(310)로부터 공급되는 전원의 역률을 보상하기 위한 회로이다. 상기 역률 보상 부스트 컨버터(340)는 전압 승압을 통해 역률을 보상할 수 있다. 상기 역률 보상 부스트 컨버터(340)는 상기 벅 컨버터 스위칭 소자(331)에 직렬 연결되는 인덕터(400), 상기 인덕터(400)에 직렬 연결되는 전류 센서(500), 상기 전류 센서(500)에 직렬 연결되는 부스트 컨버터 다이오드(341), 일단은 상기 부스트 컨버터 다이오드(341)에 연결되고 타단은 접지되는 캐패시터(343) 및 일단은 상기 전류 센서(500)와 상기 부스트 컨버터 다이오드(341) 사이에 연결되고 타단은 접지되는 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)를 포함한다. 상기 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)는 예컨대, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있으며, 상기 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)의 제2단인 드레인단은 전류 센서(500)와 부스트 컨버터 다이오드(341) 사이에 연결되고 제1단인 소스단은 접지되며, 제3단인 게이트단은 제어부(370)에 연결되어 상기 제어부(370)의 제어에 따라 스위칭 동작된다. 상기 부스트 컨버터 다이오드(341)는 애노드가 인덕터(400)에 연결되고 캐소드가 캐패시터(343)에 연결된다. 이때, 상기 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)는 제어부(370)로부터 신호를 받아 동작할 수 있다. 상기 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)에 전송되는 신호는 PWM(PULSE WIDTH MODULATION) 신호일 수 있다.The power factor correction boost converter 340 is a circuit for compensating the power factor of the power supplied from the AC power input unit 310. The power factor compensated boost converter 340 can compensate the power factor through the voltage step-up. The power factor compensated boost converter 340 includes an inductor 400 connected in series to the buck converter switching device 331, a current sensor 500 connected in series to the inductor 400, A capacitor 343 having one end connected to the boost converter diode 341 and the other end grounded and one end connected between the current sensor 500 and the boost converter diode 341, Includes a boost converter switching element 345 that is grounded. The second end of the boost converter switching device 345 may be a drain terminal connected to a current sensor 500 and a boost converter diode 341. The boost converter switching device 345 may be a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) And a gate terminal, which is a third terminal, is connected to the controller 370 and is operated under the control of the controller 370. [ The boost converter diode 341 has an anode connected to the inductor 400 and a cathode connected to the capacitor 343. At this time, the boost converter switching device 345 can operate by receiving a signal from the controller 370. The signal transmitted to the boost converter switching device 345 may be a PWM (Pulse Width Modulation) signal.

본 실시 예를 설명함에 있어서, 상기 돌입 전류 방지 벅 컨버터(330)와 역률 보상 부스트 컨버터(340)는 인덕터(400) 및 전류 센서(500)를 공동으로 사용하므로 회로를 보다 간단하게 설계할 수 있다.The inrush current preventing buck converter 330 and the power factor compensating boost converter 340 commonly use the inductor 400 and the current sensor 500 to simplify the circuit design .

제어부(370)는 역률 보상 장치의 전체적인 동작을 제어한다. 상기 제어부(370)는 입력 전압 및 출력 전압을 측정하고, 돌입 전류 방지 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)(331)와 역률 보상 부스트 컨버터의 스위칭 소자(345)를 제어한다. 또한, 상기 제어부(370)는 역률 보상 장치의 내부에 흐르는 전류의 임계값을 산정하고, 상기 역률 보상 장치 내부로 흐르는 전류값을 전류 센서(500)를 통해 측정할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(370)는 전류 센서(500)를 통해 검출된 전류값과 상기 임계값을 비교하여 스위칭 소자(331)(345)를 제어할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 상기 임계값은 전류 지령치일 수 있다. 상기 전류 지령치는 교류 전원 입력부(310)에서 출력되는 전압을 입력받아 이에 절대값을 취한 뒤, 이득(Gain)을 곱한 값으로 이루어질 수 있다. 상기 전류 지령치는 역률 보상 장치의 동작시 상기 장치에 흐르는 전류의 목표치를 의미할 수 있다. The controller 370 controls the overall operation of the power factor correction device. The controller 370 measures the input voltage and the output voltage and controls the switching elements 331 and 331 of the inrush current prevention buck converter and the switching element 345 of the power factor compensation boost converter. The control unit 370 may calculate a threshold value of a current flowing in the power factor correction device and may measure a current value flowing into the power factor correction device through the current sensor 500. Accordingly, the controller 370 can control the switching elements 331 and 345 by comparing the current value detected through the current sensor 500 with the threshold value. According to the present embodiment, the threshold value may be a current command value. The current command value may be a value obtained by taking the absolute value of the voltage output from the AC power input unit 310 and multiplying the obtained absolute value by a gain. The current command value may mean a target value of a current flowing in the device during operation of the power factor correction device.

상기 제어부(370)는 역률 보상 부스트 컨버터의 스위칭 소자(345)를 턴 오프(OFF)한 상태에서 벅 컨버터 스위칭 소자(331)를 턴 오프(OFF) 및 턴 온(ON)하는 스위칭 동작을 하여 돌입 전류 방지 모드를 구동할 수 있다. 상기 제어부(370)는 출력 전압 값(Vo)과 기 설정된 전압 값(Vset)의 비교 후, 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset)에 도달할 때까지 벅 컨버터 스위칭 소자(331)를 제어하여 벅 모드, 즉 돌입 전류 방지 모드를 구동한다. 이때 제어부(370)는, 전류 센서(500)의 측정 값에 기초하여 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)의 스위칭 동작을 제어한다. 상기 기 설정된 전압 값(Vset)은 입력 전압 값(Vin)일 수 있다.The control unit 370 performs a switching operation of turning off and turning on the buck converter switching device 331 in a state where the switching device 345 of the power factor compensated boost converter is turned off, It is possible to drive the current prevention mode. The controller 370 compares the output voltage value Vo with the predetermined voltage value Vset and outputs the output voltage Vo to the buck converter switching device 331 until the output voltage value Vo reaches the preset voltage value Vset. To thereby drive the buck mode, that is, the inrush current prevention mode. At this time, the control unit 370 controls the switching operation of the switching element 331 of the buck converter based on the measured value of the current sensor 500. The preset voltage value Vset may be an input voltage value Vin.

제어부(370)는 돌입 전류 방지 모드를 구동한 후, 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset) 이상이 되면, 벅 모드, 즉 돌입 전류 방지 모드를 해제하고 정상 모드를 구동한다. 구체적으로, 제어부(370)는, 벅 컨버터 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON)한 상태에서 역률 보상 부스트 컨버터의 스위칭 소자(345)를 턴 오프(OFF) 및 턴 온(ON)하는 스위칭 동작을 하여 정상 모드를 구동한다. 이때 제어부(370)는, 전류 센서(500)의 측정 값에 기초하여 역률 보상 부스트 컨버터의 스위칭 소자(345)의 스위칭 동작을 제어한다.When the output voltage value Vo becomes equal to or higher than a preset voltage value Vset after driving the inrush current prevention mode, the controller 370 releases the buck mode, i.e., the inrush current prevention mode and drives the normal mode. More specifically, the control unit 370 performs a switching operation for turning off and turning on the switching element 345 of the power factor-compensated boost converter in a state where the buck converter switching element 331 is turned on And drives the normal mode. At this time, the control unit 370 controls the switching operation of the switching element 345 of the power factor compensated boost converter based on the measured value of the current sensor 500.

상기 제어부(370)는 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset) 이상이 되는 시점에 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 완전 전환하지 않고, 일정한 시간을 지연(delay)하여 정상 모드로 완전 전환한다. 이때 지연 시간(Time_set) 동안, 제어부(370)는, 돌입 전류 방지 모드와 정상 모드를 번갈아 가며 동작시키고, 상기 지연 시간이 경과할 때 정상 모드로 완전 전환한다. 즉, 역률 보상 부스트 컨버터(340)만 동작시킨다. 이와 같이 지연 시간(Time_set)을 설정해두고 정상 모드를 구동하는 이유는 벅 컨버터(330)만 동작하는 돌입 전류 방지 모드에서 부스트 컨버터(340)만 동작하는 정상 모드로 순간적으로 모드를 변환하게 되면 시스템에 손상이 발생해 돌입 전류가 발생할 수도 있기 때문에 정상 모드로 구동되더라도 상기 설정된 지연 시간(Time_set) 동안은 벅 컨버터(330)와 부스트 컨버터(340)를 모두 동작시켜 시스템에 발생할 수 있는 충격을 방지하기 위함이다.The controller 370 does not completely switch from the rush current prevention mode to the normal mode at a time when the output voltage value Vo becomes equal to or greater than the predetermined voltage value Vset, Switch. At this time, during the delay time (Time_set), the controller 370 alternately operates the inrush current prevention mode and the normal mode, and when the delay time elapses, the control unit 370 is completely switched to the normal mode. That is, only the power factor compensated boost converter 340 is operated. The reason why the delay time (Time_set) is set and the normal mode is driven is that when the mode is instantaneously changed to the normal mode in which only the boost converter 340 operates in the inrush current prevention mode in which only the buck converter 330 operates, The buck converter 330 and the boost converter 340 are operated during the set delay time (Time_set) to prevent a shock that may occur in the system even if the system is driven in the normal mode because damage may occur and an inrush current may be generated to be.

이하, 상술한 역률 보상 장치의 구성에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the above-described power factor correction device will be described.

먼저, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 역률 보상 장치는 초기 구동시 부스트 컨버터의 스위칭 소자를 턴 오프(OFF)한 상태에서, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON) 및 턴 오프(OFF)하는 스위칭 제어를 하여 돌입 전류 방지 모드를 구동한다. 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON)하는 경우, 도 4의 화살표의 흐름과 같은 전류의 루프가 형성되어 캐패시터(343)가 충전되면서 부하(350)에 전압이 공급되고, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 오프(OFF)하는 경우 도 5의 화살표의 흐름과 같은 루프가 형성되어 캐패시터(343)의 전압이 방전되면서 부하(350)에 전압이 공급된다. 역률 보상 장치는, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 일시적으로 턴 오프(OFF)한 후, 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값보다 작아지면 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON)하고, 만약 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값 이상이면 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 오프(OFF)하여 돌입 전류를 방지한다. 4 and 5, the power factor correction device turns on the switching device 331 of the buck converter in a state where the switching device of the boost converter is turned off at the initial driving time, And turns on (off) switching control to drive the inrush current prevention mode. When the switching element 331 of the buck converter is turned on, a current loop similar to the flow of the arrow in Fig. 4 is formed, the capacitor 343 is charged and the voltage is supplied to the load 350, A loop like the flow of the arrow in Fig. 5 is formed and the voltage of the capacitor 343 is discharged to supply the voltage to the load 350. [ When the current value measured by the current sensor 500 becomes smaller than a predetermined threshold current value after the switching element 331 of the buck converter is temporarily turned off, the power factor correction device switches the switching element 331 of the buck converter And turns off the switching element 331 of the buck converter to prevent an inrush current if the current measured by the current sensor 500 is equal to or greater than a predetermined threshold current value.

돌입 전류 방지 모드에서, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON)하는 경우, 역률 보상 장치의 회로에서 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자, 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 캐패시터(343)(부하(350), 전압 센서(360)), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자로 전류 루프가 형성되어 캐패시터(343)가 충전되면서 부하(350)에 전압이 공급된다.(+) Terminal of the AC power input section 310 and the (+) terminal of the rectification section 320 in the circuit of the power factor correction device when the switching element 331 of the buck converter is turned on in the inrush current prevention mode, The buck converter switching element 331, the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter diode 341, the capacitor 343 (the load 350 and the voltage sensor 360) (-) terminal of the AC power input unit 310 and a negative terminal of the AC power input unit 310 to supply a voltage to the load 350 while the capacitor 343 is charged.

돌입 전류 방지 모드에서, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 오프(OFF)하는 경우, 교류 전원 입력부(310)로부터의 전원이 차단되고 캐패시터(343)에 충전되어 있는 전압이 방전되어 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 부하(350), 벅 컨버터 다이오드(333)로 전류 루프가 형성되어 부하(350)로 전압이 공급된다.When the switching element 331 of the buck converter is turned off in the inrush current prevention mode, the power from the AC power input unit 310 is cut off and the voltage charged in the capacitor 343 is discharged, A current loop is formed by the current sensor 500, the boost converter diode 341, the load 350 and the buck converter diode 333 to supply the load 350 with a voltage.

한편, 역률 보상 장치의 제어부(370)는, 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset) 이상이 되면, 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 전환한다. 즉, 역률 보상 장치의 제어부(370)는, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON) 상태로 만든 후, 역률 보상 부스트 컨버터의 스위칭 소자(345)를 턴 온(ON) 및 턴 오프(OFF)하는 스위칭 동작을 제어하는 정상 모드로 전환한다. On the other hand, the controller 370 of the power factor correction device switches from the inrush current prevention mode to the normal mode when the output voltage value Vo becomes equal to or greater than the preset voltage value Vset. That is, the controller 370 of the power factor correction device turns on the switching element 331 of the buck converter and then turns on and off the switching element 345 of the power factor correction boost converter (OFF) is switched to the normal mode for controlling the switching operation.

역률 보상 장치의 제어부(370)는, 정상 모드 동작에서, 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값보다 작으면 부스트 컨버터의 스위칭 소자를 턴 온(ON)하고, 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값 이상이 되면 부스트 컨버터의 스위칭 소자를 턴 오프(OFF)한다. 이때, 상기 임계 전류 값은 전류 지령치일 수 있다. 상기 전류 지령치는 교류 전원 입력부(310)에서 출력되는 전압을 입력받아 이에 절대값을 취한 뒤, 이득(Gain)을 곱한 값으로 이루어질 수 있다. 상기 전류 지령치는 역률 보상 장치의 동작시 상기 장치에 흐르는 전류의 목표치를 의미할 수 있다.The control unit 370 of the power factor correction device turns on the switching element of the boost converter when the current value measured by the current sensor 500 is smaller than the predetermined threshold current value in the normal mode operation, 500 turns off the switching element of the boost converter when the measured current value is equal to or greater than a predetermined threshold current value. At this time, the threshold current value may be a current command value. The current command value may be a value obtained by taking the absolute value of the voltage output from the AC power input unit 310 and multiplying the obtained absolute value by a gain. The current command value may mean a target value of a current flowing in the device during operation of the power factor correction device.

도 6에 도시된 바와 같이, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON) 한 상태에서 부스트 컨버터의 스위칭 소자가 제어부(370)로부터 제어 신호(예컨대, PWM 신호를 수신하여 턴 온)를 수신하는 경우, 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 스위칭 소자(345), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자로 전류 루프가 형성되어 상기 인덕터(400)에는 전류가 흐르며 전압이 축적되게 된다. 이 구간 동안에는 이전에 캐패시터(343)에 충전되었던 전압이 방전되어 부하(350)에 전압을 유지한다.6, when the switching element of the boost converter turns on a control signal (for example, a PWM signal is received and turned on) from the controller 370 in a state where the switching element 331 of the buck converter is turned on The buck converter switching element 331, the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter switching element 345, the (+) terminal of the (+) terminal rectification part 320 of the AC power input part 310, (-) terminal of the rectification part 320 and the (-) terminal of the AC power input part 310 so that a current flows through the inductor 400 and a voltage is accumulated. During this interval, the voltage previously charged to the capacitor 343 is discharged to maintain the voltage on the load 350. [

이후, 상기 부스트 컨버터의 스위칭 소자가 턴 오프(OFF)되면, 도 7과 같이 역률 보상 장치의 회로에서 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자, 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 캐패시터(343)(부하(350), 전압 센서(360)), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자로 전류 루프가 형성되어, 상기 인덕터(400)에 축적된 전압이 캐패시터(343) 및 부하(350)에 공급되어 상기 인덕터(400)에 축적된 전압만큼 출력 전압이 높아지게 되므로 전압 승압을 통해 역률을 보상할 수 있다. When the switching element of the boost converter is turned off, the (+) terminal of the AC power input unit 310, the (+) terminal of the rectifying unit 320, the buck converter The negative terminal of the switching element 331, the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter diode 341, the capacitor 343 (the load 350 and the voltage sensor 360) And the voltage accumulated in the inductor 400 is supplied to the capacitor 343 and the load 350 so that the voltage accumulated in the inductor 400 So that the power factor can be compensated by voltage step-up.

한편, 상기 역률 보상 장치의 제어부(370)는 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 전환시, 일정한 지연 시간(Time_set)을 두고 정상 모드로 완전 전환한다. 즉, 제어부(370)는 미리 지연 시간(Time_set)을 설정해 두고, 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset) 이상이 되면, 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 완전 전환하지 않고, 지연 시간(Time_set)이 경과한 후에 정상 모드로 완전 전환한다. 제어부(370)는, 지연 시간(Time_set) 동안에는 돌입 전류 방지 모드와 정상 모드를 번갈아 동작하고, 지연 시간(Time_set)이 경과한 후에 정상 모드로 완전 전환한다. 이때, 상기 지연 시간(Time_set)은 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 이와 같이 지연 시간(Time_set)을 설정해두고 정상 모드로 완전 전환하는 이유는 벅 컨버터(330)만 동작하는 돌입 전류 방지 모드에서 부스트 컨버터(340)만 동작하는 정상 모드로 순간적으로 모드를 변환하게 되면 시스템에 손상이 발생해 돌입 전류가 발생할 수도 있기 때문에 정상 모드로 구동되더라도 상기 설정된 지연 시간(Time_set) 동안은 벅 컨버터(330)와 부스트 컨버터(340)를 모두 동작시켜 시스템에 발생할 수 있는 충격을 방지하기 위함이다.On the other hand, the controller 370 of the power factor correction device completely switches to the normal mode at a predetermined delay time (Time_set) when the inrush current prevention mode is changed to the normal mode. That is, the control unit 370 sets the delay time (Time_set) in advance and does not completely switch from the inrush current prevention mode to the normal mode when the output voltage value Vo becomes equal to or greater than the predetermined voltage value (Vset) (Time_set) has elapsed, it is completely switched to the normal mode. The controller 370 operates alternately between the inrush current prevention mode and the normal mode during the delay time Time_set and switches to the normal mode after the delay time Time_set elapses. At this time, the delay time (Time_set) may be arbitrarily set by the user. The reason why the delay time (Time_set) is set and is completely switched to the normal mode is that when the mode is instantly changed to the normal mode in which only the boost converter 340 operates in the inrush current prevention mode in which only the buck converter 330 operates, The buck converter 330 and the boost converter 340 are operated during the set delay time (Time_set) to prevent a shock that may occur in the system. It is for this reason.

도 8은 도 3의 역률 보상 장치의 입력 전압 및 출력 전압의 파형을 도시한 도면, 도 9는 도 3의 전류 지령치의 값 및 전류 센서에서 측정된 값의 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 8 is a graph showing a waveform of an input voltage and an output voltage of the power factor correction device of FIG. 3. FIG. 9 is a graph of a current command value and a current sensor of FIG.

지연 시간(Time_set)은 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있으며, 본 실시 예를 설명함에 있어서 상기 지연 시간(Time_set)은 설정된 전압 값과 출력 전압 값이 같아지는 시점부터 5초 동안인 것으로 설정한다.The delay time (Time_set) may be arbitrarily set by the user. In describing the present embodiment, the delay time (Time_set) is set to be 5 seconds after the set voltage value becomes equal to the output voltage value.

도 8을 참조하면, 출력 전압(Vo)은 완만한 곡선을 그리면서 서서히 증가하고 있으며, 이를 통해 본 발명에 따른 역률 보상 장치는 돌입 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 종래 기술의 역률 보상 장치는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 초기 동작시 약 140[A] 정도의 돌입 전류가 발생하지만, 본 실시 예에 따른 역률 보상 장치는 전압 인가 초기부터 시간이 지날수록 완만한 곡선을 그리면서 서서히 증가하는 것으로 보아 돌입 전류의 발생이 방지되고 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8, the output voltage Vo gradually increases with a gentle curve, and it can be seen that the inrush current can be prevented from occurring in the power factor correction device according to the present invention. That is, in the conventional power factor correction device, as shown in FIG. 2 (b), an inrush current of about 140 [A] is generated in the initial operation, It can be seen that the generation of the inrush current is prevented by the gradual increase of the curve as the time passes.

또한, 도 9를 참조하면, 인덕터(400)에 흐르는 전류 값(I(L))이 전류 지령치(Vins)와 거의 흡사한 파형을 만들며 특별히 크게 튀는 파형 즉, 돌입 전류 발생에 따른 파형이 나타나지 않는 것으로 보아 본 발명에 따른 역률 보상 장치는 돌입 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 이때, 상기 전류 지령치(Vins)는 사전에 설정되는 임계 전류값일 수 있으며, 상기 전류 지령치(Vins)는 교류 전원 입력부(310)에서 출력되는 전압을 입력받아 이에 절대값을 취한 뒤, 이득(Gain)을 곱한 값으로 이루어질 수 있다. 상기 전류 지령치(Vins)는 역률 보상 장치의 동작시 상기 장치에 흐르는 전류의 목표치를 의미할 수 있다. 예컨대, 본 실시 예에 따른 전류 지령치(Vins)는 교류 전원 입력부(310)에서 출력되는 전압(Vin)(도 8 참고, 약 200V)에 절대값을 취한 뒤, 이득(Gain : 0.05)을 곱하여 약 10A(도 9 참고)인 것으로 설명한다. 이때, 상기 이득은 사용자에 의해 임의로 정해질 수 있다. 한편, 인덕터(400)에 흐르는 전류(I(L))의 파형이 전류 지령치(Vins)의 전류 파형에 비해 상, 하방향으로 커지는 것은 스위칭 소자의 온/오프 동작에 따라 발생하는 순간적인 리플이다.9, a waveform in which the current value I (L) flowing through the inductor 400 is substantially similar to the current command value Vins is generated, and a waveform that is particularly large, that is, It can be seen that the inrush current can be prevented from occurring in the power factor correction device according to the present invention. The current command value Vins may be a threshold current value set in advance and the current command value Vins may be a value obtained by taking the absolute value of the voltage output from the AC power input unit 310, . &Lt; / RTI > The current command value Vins may mean a target value of a current flowing in the device during operation of the power factor correction device. For example, the current command value Vins according to the present embodiment is obtained by taking the absolute value of the voltage Vin (see FIG. 8, about 200 V) output from the AC power input unit 310 and multiplying the gain by 0.05 10A (see FIG. 9). At this time, the gain can be arbitrarily set by the user. On the other hand, the waveform of the current I (L) flowing in the inductor 400 becomes larger in the upward and downward directions than the current waveform of the current command value Vins is the instantaneous ripple caused by the on / off operation of the switching element .

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이 (a) 구간에서는 돌입 전류 방지 모드가 구동된다. 즉, 역률 보상 장치의 제어부(370)는 출력 전압(Vo)이 일정 전압(예컨대, 설정된 전압(Vset) 또는 출력 전압(Vin))보다 작은 값을 가질 경우에는 벅 컨버터(330)만 동작하여 돌입 전류를 방지하는 돌입 전류 방지 모드를 구동할 수 있다. As shown in Fig. 9, the inrush current prevention mode is driven in the section (a). That is, when the output voltage Vo has a value smaller than a predetermined voltage (for example, the set voltage Vset or the output voltage Vin), the controller 370 of the power factor correction device operates only the buck converter 330, It is possible to drive the inrush current prevention mode for preventing the current.

한편, (b)와 (c) 구간에서는 정상 모드가 구동된다. 즉, 역률 보상 장치의 제어부(370)는 출력 전압(Vo)이 일정 전압(예컨대, 설정된 전압(Vset) 또는 출력 전압(Vin)) 이상의 값을 가질 경우에는 부스트 컨버터(340)를 동작하여 역률을 보상할 수 있다. 보다 구체적으로, (c) 구간에서는 부스트 컨버터(340)만 동작하는 정상모드이고, (b) 구간은 (c) 구간으로 진입하기 전까지 설정된 지연 시간(Time_set=5초)을 두고 벅 컨버터(330)와 부스트 컨버터(340)를 모두 동작시키는 정상 모드이다. 즉, (b) 구간에서는 출력 전압(Vo)이 일정 전압(예컨대, 설정된 전압(Vset) 또는 출력 전압(Vin)) 이상의 값을 가지는 시점부터 5초 동안은 부스트 컨버터(340)와 벅 컨버터(330)를 모두 동작시키고, 5초가 지난 시점부터 부스트 컨버터(340)만 동작시킨다. (b) 구간에서와 같이 지연 시간(Time_set)을 설정해두고 정상 모드를 구동하는 이유는 벅 컨버터(330)만 동작하는 돌입 전류 방지 모드에서 부스트 컨버터(340)만 동작하는 정상 모드로 순간적으로 모드를 변환하게 되면 시스템에 손상이 발생해 돌입 전류가 발생할 수도 있기 때문에 정상 모드로 구동되더라도 상기 설정된 지연 시간 동안은 벅 컨버터(330)와 부스트 컨버터(340)를 모두 동작시켜 시스템에 발생할 수 있는 충격을 방지하기 위함이다.On the other hand, in the periods (b) and (c), the normal mode is driven. That is, when the output voltage Vo has a value equal to or higher than a predetermined voltage (for example, the set voltage Vset or the output voltage Vin), the controller 370 of the power factor correction device operates the boost converter 340 to set the power factor You can compensate. More specifically, in the period (c), only the boost converter 340 operates. In the period (b), the buck converter 330 is turned on with a delay time (Time_set = 5 seconds) And the boost converter 340 are operated. That is, during the period (b), the boost converter 340 and the buck converter 330 (FIG. 5) are operated for 5 seconds from the time when the output voltage Vo has a value equal to or higher than a predetermined voltage ), And operates only the boost converter 340 after 5 seconds have elapsed. The reason why the delay time (Time_set) is set as in the period (b) is that the normal mode is driven by the instantaneous mode in the normal mode in which only the boost converter 340 operates in the inrush current prevention mode in which only the buck converter 330 operates The system may be damaged and an inrush current may be generated. Therefore, even if the system is driven in the normal mode, both the buck converter 330 and the boost converter 340 are operated during the set delay time, .

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역률 보상 장치에서의 역률 보상 방법의 흐름도이다.10 is a flowchart of a power factor correction method in a power factor correction device according to an embodiment of the present invention.

본 실시 예를 설명함에 있어서, 임계 전류 값은 전류 지령치일 수 있다. 상기 전류 지령치는 교류 전원 입력부(310)에서 출력되는 전압을 입력받아 이에 절대값을 취한 뒤, 이득(Gain)을 곱한 값으로 이루어질 수 있다. 상기 전류 지령치는 역률 보상 장치의 동작시 상기 장치에 흐르는 전류의 목표치를 의미할 수 있다.In describing the present embodiment, the threshold current value may be a current command value. The current command value may be a value obtained by taking the absolute value of the voltage output from the AC power input unit 310 and multiplying the obtained absolute value by a gain. The current command value may mean a target value of a current flowing in the device during operation of the power factor correction device.

도 10을 참조하면, 본 실시 예에 따른 역률 보상 장치는 벅 컨버터 스위칭 소자(331)가 턴 온(ON)되고, 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)가 턴 오프(OFF)된 상태로, 도 4에 도시된 바와 같이 화살표의 흐름과 같은 루프가 형성되어 캐패시터(343)가 충전된다. 즉, 교류 전원 입력부(310)에서 전원을 공급하게 되면, 상기 장치의 회로에는 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자, 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 캐패시터(343)(부하(350), 전압 센서(360)), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자와 같은 루프가 형성되어 캐패시터(343)가 충전되면서 부하(350)에 전압이 공급된다.10, in the power factor correction device according to the present embodiment, when the buck converter switching device 331 is turned on and the boost converter switching device 345 is turned off, As shown, a loop, such as the flow of arrows, is formed to charge the capacitor 343. That is, when power is supplied from the AC power input unit 310, the (+) terminal of the AC power input unit 310, the (+) terminal of the rectifying unit 320, the buck converter switching unit 331, The negative terminal of the rectifier 320 and the AC power input terminal 310 are connected to the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter diode 341, the capacitor 343 (the load 350 and the voltage sensor 360) (-) terminal of the capacitor 350 is charged to the load 350 while the capacitor 343 is charged.

상기 역률 보상 장치의 제어부(370)는, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 일시적으로 턴 오프(OFF)한 후, 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값보다 작아지면 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON)하고, 만약 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값 이상이면 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 오프(OFF)하여 돌입 전류를 방지하는 돌입 전류 방지 모드를 구동한다(S1010). The control unit 370 of the power factor correction device temporarily turns off the switching device 331 of the buck converter and when the current value measured by the current sensor 500 becomes smaller than a predetermined threshold current value, The switching element 331 of the converter is turned on and the switching element 331 of the buck converter is turned off if the current measured by the current sensor 500 is equal to or greater than a predetermined threshold current value, The inrush current prevention mode for preventing the current is driven (S1010).

상기 돌입 전류 방지 모드에서, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON)하는 경우, 역률 보상 장치의 회로에서 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자, 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 캐패시터(343)(부하(350), 전압 센서(360)), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자로 전류 루프가 형성되어 캐패시터(343)가 충전되면서 부하(350)에 전압이 공급된다.When the switching element 331 of the buck converter is turned on in the inrush current prevention mode, the (+) terminal of the AC power input part 310 and the (+) terminal of the rectifying part 320 in the circuit of the power factor correction device, The buck converter switching device 331, the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter diode 341, the capacitor 343 (the load 350 and the voltage sensor 360) (-) terminal of the AC power input unit 310 and a (-) terminal of the AC power input unit 310 to supply a voltage to the load 350 while the capacitor 343 is charged.

상기 돌입 전류 방지 모드에서, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 오프(OFF)하는 경우, 교류 전원 입력부(310)로부터의 전원이 차단되고 캐패시터(343)에 충전되어 있는 전압이 방전되어 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 부하(350), 벅 컨버터 다이오드(333)로 전류 루프가 형성되어 부하(350)로 전압이 공급된다.In the inrush current prevention mode, when the switching element 331 of the buck converter is turned off, the power from the AC power input unit 310 is cut off and the voltage charged in the capacitor 343 is discharged, A current loop is formed by a current sensor 400, a current sensor 500, a boost converter diode 341, a load 350 and a buck converter diode 333 to supply a voltage to the load 350.

한편, 역률 보상 장치의 제어부(370)는, 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset) 이상이 되면, 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 전환한다(S1030). 즉, 역률 보상 장치의 제어부(370)는, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON) 상태로 만든 후, 역률 보상 부스트 컨버터의 스위칭 소자(345)를 턴 온(ON) 및 턴 오프(OFF)하는 스위칭 동작을 제어하는 정상 모드로 전환한다(S1050). On the other hand, the controller 370 of the power factor correction device switches from the inrush current prevention mode to the normal mode when the output voltage value Vo becomes equal to or greater than the preset voltage value Vset (S1030). That is, the controller 370 of the power factor correction device turns on the switching element 331 of the buck converter and then turns on and off the switching element 345 of the power factor correction boost converter (OFF) to the normal mode for controlling the switching operation (S1050).

이후, 상기 부스트 컨버터의 스위칭 소자가 턴 오프(OFF)되면, 도 7과 같이 역률 보상 장치의 회로에서 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자, 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 캐패시터(343)(부하(350), 전압 센서(360)), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자로 전류 루프가 형성되어, 상기 인덕터(400)에 축적된 전압이 캐패시터(343) 및 부하(350)에 공급되어 상기 인덕터(400)에 축적된 전압만큼 출력 전압이 높아지게 되므로 전압 승압을 통해 역률을 보상할 수 있다.When the switching element of the boost converter is turned off, the (+) terminal of the AC power input unit 310, the (+) terminal of the rectifying unit 320, the buck converter The negative terminal of the switching element 331, the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter diode 341, the capacitor 343 (the load 350 and the voltage sensor 360) And the voltage accumulated in the inductor 400 is supplied to the capacitor 343 and the load 350 so that the voltage accumulated in the inductor 400 So that the power factor can be compensated by voltage step-up.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 역률 보상 장치에서의 역률 보상 방법의 흐름도이다.11 is a flowchart of a power factor correction method in a power factor correction device according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 실시 예에 따른 역률 보상 장치는 벅 컨버터 스위칭 소자(331)가 턴 온(ON)되고, 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)가 턴 오프(OFF)된 상태로, 도 4에 도시된 바와 같이 화살표의 흐름과 같은 루프가 형성되어 캐패시터(343)가 충전된다. 즉, 교류 전원 입력부(310)에서 전원을 공급하게 되면, 상기 장치의 회로에는 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자, 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 다이오드(341), 캐패시터(343)(부하(350), 전압 센서(360)), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자와 같은 루프가 형성되어 캐패시터(343)가 충전되면서 부하(350)에 전압이 공급된다.11, in the power factor correction device according to the present embodiment, when the buck converter switching device 331 is turned on and the boost converter switching device 345 is turned off, As shown, a loop, such as the flow of arrows, is formed to charge the capacitor 343. That is, when power is supplied from the AC power input unit 310, the (+) terminal of the AC power input unit 310, the (+) terminal of the rectifying unit 320, the buck converter switching unit 331, The negative terminal of the rectifier 320 and the AC power input terminal 310 are connected to the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter diode 341, the capacitor 343 (the load 350 and the voltage sensor 360) (-) terminal of the capacitor 350 is charged to the load 350 while the capacitor 343 is charged.

상기 역률 보상 장치의 제어부(370)는, 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 일시적으로 턴 오프(OFF)한 후, 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값보다 작아지면 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 온(ON)하고, 만약 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값 이상이면 벅 컨버터의 스위칭 소자(331)를 턴 오프(OFF)하여 돌입 전류를 방지하는 돌입 전류 방지 모드를 구동한다(S1110). The control unit 370 of the power factor correction device temporarily turns off the switching device 331 of the buck converter and when the current value measured by the current sensor 500 becomes smaller than a predetermined threshold current value, The switching element 331 of the converter is turned on and the switching element 331 of the buck converter is turned off if the current measured by the current sensor 500 is equal to or greater than a predetermined threshold current value, The inrush current prevention mode for preventing the current is driven (S1110).

한편, 역률 보상 장치의 제어부(370)는, 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset) 이상이 되면, 돌입 전류 방지 모드와 정상 모드를 번갈아 동작시킨다(S1130)(S1150). 예컨대, 상기 역률 보상 장치의 제어부(370)는 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 전환시, 일정한 지연 시간(Time_set)을 두고 정상 모드로 완전 전환한다(S1190). 즉, 상기 제어부(370)는 미리 지연 시간(Time_set)을 설정해 두고, 출력 전압 값(Vo)이 기 설정된 전압 값(Vset) 이상이 되면, 돌입 전류 방지 모드에서 정상 모드로 완전 전환하지 않고, 지연 시간(Time_set)이 경과한 후에 정상 모드로 완전 전환한다. 제어부(370)는, 지연 시간(Time_set) 동안에는 돌입 전류 방지 모드와 정상 모드를 번갈아 동작하고, 지연 시간(Time_set)이 경과한 후에 정상 모드로 완전 전환한다. 이때, 상기 지연 시간(Time_set)은 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 이와 같이 지연 시간(Time_set)을 설정해두고 정상 모드로 완전 전환하는 이유는 벅 컨버터만 동작하는 돌입 전류 방지 모드에서 부스트 컨버터만 동작하는 정상 모드로 순간적으로 모드를 변환하게 되면 시스템에 손상이 발생해 돌입 전류가 발생할 수도 있기 때문에 정상 모드로 구동되더라도 상기 설정된 지연 시간(Time_set) 동안은 벅 컨버터와 부스트 컨버터를 모두 동작시켜 시스템에 발생할 수 있는 충격을 방지하기 위함이다.The control unit 370 of the power factor correction device alternately operates the inrush current prevention mode and the normal mode when the output voltage value Vo becomes equal to or greater than the predetermined voltage value Vset at step S1150. For example, when switching from the inrush current prevention mode to the normal mode, the controller 370 of the power factor correction device completes switching to the normal mode with a predetermined delay time (Time_set) (S1190). That is, the controller 370 sets the delay time (Time_set) in advance and if the output voltage value Vo becomes equal to or greater than the preset voltage value Vset, the controller 370 does not completely switch from the inrush current prevention mode to the normal mode, After the time (Time_set) elapses, it is completely switched to the normal mode. The controller 370 operates alternately between the inrush current prevention mode and the normal mode during the delay time Time_set and switches to the normal mode after the delay time Time_set elapses. At this time, the delay time (Time_set) may be arbitrarily set by the user. The reason why the delay time (Time_set) is set and is completely switched to the normal mode is that when the mode is instantly changed from the inrush current prevention mode in which only the buck converter operates to the normal mode in which only the boost converter operates, The buck converter and the boost converter are operated during the set delay time (Time_set) to prevent a shock that may occur in the system even if the system is driven in the normal mode.

보다 자세하게, 상술한 설명에서 출력 전압 값(Vo)과 기 설정된 전압 값(Vset)을 비교 이후의 과정을 설명하면 다음과 같다.More specifically, the process after comparing the output voltage value Vo with the predetermined voltage value Vset in the above description will be described as follows.

상기 역률 보상 장치의 제어부(370)는 출력 전압 값(Vo)과 기 설정된 전압 값(Vset)을 비교하여, 상기 출력 전압 값(Vo)이 상기 설정된 전압 값(Vset) 이상일 경우, 출력 전압 값이 기 설정된 전압 값 이상이 되는 시점(Time)이 기 설정된 지연 시간(Time_set)보다 이상의 값을 갖는지 확인한다. 상기 지연 시간(Time_set)은 사용자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 상기 출력 전압 값이 기 설정된 전압 값 이상이 되는 시점(Time)이 기 설정된 지연 시간(Time_set)보다 작은 값을 가지면, 돌입 전류 방지 벅 컨버터(330)와 역률 보상 부스트 컨버터(340)를 모두 동작시킨다.The controller 370 of the power factor correction device compares the output voltage value Vo with a predetermined voltage value Vset to determine whether the output voltage value Vo is greater than the set voltage value Vset, It is confirmed whether or not the time at which the voltage becomes equal to or greater than the predetermined voltage value is greater than or equal to the predetermined delay time (Time_set). The delay time (Time_set) can be arbitrarily set by the user. Both of the inrush current prevention buck converter 330 and the power factor compensated boost converter 340 are operated if the time at which the output voltage value becomes equal to or greater than the preset voltage value is smaller than the predetermined delay time Time_set .

반면, 상기 출력 전압 값이 기 설정된 전압 값 이상이 되는 시점(Time)이 기 설정된 지연 시간(Time_set)보다 이상의 값을 가지면, 부스트 컨버터만 동작시키는 정상모드를 구동한다. 즉, 상기 역률 보상 장치의 제어부(370)는 일시적으로 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)를 턴 오프(OFF)한다. 이때, 상기 기 설정된 전압 값(Vset)은 입력 전압 값(Vin)일 수 있다. 이후, 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값 이상이면, 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)를 턴 오프(OFF)할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 벅 컨버터 스위칭 소자(331)는 턴 온(ON) 상태에서 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)는 제어부(370)로부터 제어 신호(예컨대, PWM 신호)를 수신하여 동작(턴 온)함으로써, 교류 전원 입력부(310)의 (+)단자 정류부(320)의 (+)단자, 벅 컨버터 스위칭 소자(331), 인덕터(400), 전류 센서(500), 부스트 컨버터 스위칭 소자(345), 정류부(320)의 (-)단자, 교류 전원 입력부(310)의 (-)단자와 같은 루프가 형성되어 상기 인덕터(400)에는 전류가 흐르며 전압이 축적되게 되고, 이후, 상기 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)가 턴 오프(OFF)되면, 상기 인덕터(400)에 축적된 전압이 캐패시터(343)에 공급되어 상기 인덕터(400)에 축적된 전압만큼 출력 전압이 높아지게 되어 전압 승압을 통해 역률을 보상할 수 있다. 한편, 전류 센서(500)에서 측정된 전류 값이 기 설정된 임계 전류 값보다 작게 되면 부스트 컨버터 스위칭 소자(345)를 턴 온(ON)한다.On the other hand, if the time at which the output voltage value becomes equal to or greater than the predetermined voltage value has a value greater than a predetermined delay time (Time_set), the normal mode in which only the boost converter operates is driven. That is, the controller 370 of the power factor correction device temporarily turns off the boost converter switching device 345. At this time, the predetermined voltage value Vset may be an input voltage value Vin. Thereafter, if the current value measured by the current sensor 500 is equal to or greater than a predetermined threshold current value, the boost converter switching device 345 can be turned off. 6, when the buck converter switching device 331 is turned on, the boost converter switching device 345 receives a control signal (e.g., a PWM signal) from the control unit 370, The buck converter switching device 331, the inductor 400, the current sensor 500, the boost converter switching device 331, the (+) terminal of the (+) terminal rectification part 320 of the AC power input part 310, (-) terminal of the rectifier 320 and the negative terminal of the AC power input unit 310 are formed so that current flows through the inductor 400 to accumulate the voltage, When the converter switching element 345 is turned off, the voltage accumulated in the inductor 400 is supplied to the capacitor 343 so that the output voltage becomes higher by the voltage accumulated in the inductor 400, The power factor can be compensated. On the other hand, when the current value measured by the current sensor 500 becomes smaller than the predetermined threshold current value, the boost converter switching device 345 is turned on.

상술한 바와 같이 지연 시간(Time_set)을 설정해두고 정상 모드를 구동하는 이유는 벅 컨버터만 동작하는 돌입 전류 방지 모드에서 부스트 컨버터만 동작하는 정상 모드로 순간적으로 모드를 변환하게 되면 시스템에 손상이 발생해 돌입 전류가 발생할 수도 있기 때문에 정상 모드로 구동되더라도 상기 설정된 지연 시간 동안은 벅 컨버터와 부스트 컨버터를 모두 동작시켜 시스템에 발생할 수 있는 충격을 방지하기 위함이다.As described above, the reason why the delay time (Time_set) is set and the normal mode is driven is that when the mode is instantly changed from the inrush current prevention mode in which only the buck converter operates to the normal mode in which only the boost converter operates, The buck converter and the boost converter are both operated during the set delay time to prevent a shock that may occur in the system even if the system is driven in the normal mode because an inrush current may be generated.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 전압 승압을 통해 역률을 보상하는 부스트 컨버터와 입력되는 교류 전원을 정류하는 정류기의 사이에 스위칭 소자와 다이오드 소자만을 추가하여 벅 컨버터를 설치함으로써 돌입 전류를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 벅 컨버터와 부스트 컨버터는 인덕터(400) 및 전류 센서(500)를 공동으로 사용하므로, 회로를 보다 간단히 설계할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, a buck converter is provided by adding only a switching element and a diode element between a boost converter that compensates the power factor through voltage boosting and a rectifier that rectifies an input AC power, There is an effect that can be prevented. Further, since the buck converter and the boost converter commonly use the inductor 400 and the current sensor 500, the circuit can be designed more simply.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

310 : 교류 전원 입력부
320 : 정류부
330 : 돌입 전류 방지 벅 컨버터
331 : 벅 컨버터 스위칭 소자
333 : 벅 컨버터 다이오드
340 : 역률 보상 부스트 컨버터
341 : 부스트 컨버터 다이오드
343 : 캐패시터
345 : 부스트 컨버터 스위칭 소자
350 : 부하
360 : 전압 센서
370 : 제어부
400 : 인덕터
500 : 전류 센서310: AC power input unit
320: rectifying part
330: Inrush Current Buck Converter
331: Buck converter switching element
333: Buck converter diode
340: Power factor compensation boost converter
341: Boost Converter Diode
343: Capacitor
345: Boost converter switching element
350: Load
360: Voltage sensor
370:
400: inductor
500: Current sensor

Claims

An AC power input unit;
A rectifying unit for rectifying a current output from the AC power input unit;
A buck converter connected to the rectifying unit to prevent an inrush current;
A boost converter connected between the buck converter and the load to compensate the power factor; And
And a controller for controlling the buck converter and the boost converter to drive an inrush current prevention mode and to drive a normal mode.

The method according to claim 1,
Wherein,
And a power factor control unit for controlling the on / off state of the buck converter switching device in the buck converter in a state where the boost converter switching device in the boost converter is off when the output voltage value of the load is smaller than a predetermined voltage value, Compensation device.

3. The method of claim 2,
Wherein,
Wherein the boost converter switching element in the boost converter is on / off controlled while the buck converter switching element in the buck converter is on when the output voltage value of the load is equal to or greater than a preset voltage value.

The method of claim 3,
Wherein,
In the switching from the inrush current prevention mode to the normal mode, the inrush current prevention mode and the normal mode are alternately driven for a predetermined time, and then the power factor correction device is completely switched to the normal mode.

The method of claim 3,
Wherein the buck converter and the boost converter share one current sensor,
Wherein,
And controlling on / off operations of the buck converter switching device and the boost converter switching device by comparing a current value measured by the current sensor with a predetermined threshold current value.

6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the buck converter and the boost converter comprise:
A power factor correction device sharing one inductor.

An AC power input unit; A rectifying unit for rectifying a current output from the AC power input unit; A buck converter connected to the rectifying unit; And a boost converter connected between the buck converter and the load, the method comprising:
Driving the inrush current prevention mode by on / off controlling the buck converter switching element in the buck converter in a state where the boost converter switching element in the boost converter is off; And
And driving a normal mode by controlling the boost converter switching device in the boost converter on / off in a state where the buck converter switching device in the buck converter is on.

8. The method of claim 7,
The step of driving the inrush current prevention mode includes:
And the output voltage value of the load is smaller than a preset voltage value.

9. The method of claim 8,
Wherein the driving the normal mode comprises:
And the output voltage value of the load is equal to or greater than a preset voltage value.

10. The method of claim 9,
Wherein the inrush current prevention mode is switched to the normal mode after alternating between the inrush current prevention mode and the normal mode for a predetermined period of time in switching from the inrush current prevention mode to the normal mode.

10. The method of claim 9,
Wherein the buck converter and the boost converter share one current sensor,
Wherein the on / off state of the buck converter switching element and the boost converter switching element is performed by comparing a current value measured by the current sensor and a predetermined threshold current value.

12. The method according to any one of claims 7 to 11,
Wherein the buck converter and the boost converter share one inductor.