KR20160058437A - Power converter and air conditioner including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 승압 및 강압이 가능한 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
공기조화기는 방, 거실, 사무실 또는 영업 점포 등의 공간에 배치되어 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 하는 장치이다.The air conditioner is disposed in a room such as a room, a living room, an office or a business store, and is capable of maintaining a comfortable indoor environment by controlling the temperature, humidity, cleanliness and airflow of the air.
공기조화기는 일반적으로 일체형과 분리형으로 나뉜다. 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만, 일체형은 냉각과 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 설치한 것이고, 분리형은 실내측에는 냉/난방을 수행하는 실내기를 설치하고 실외측에는 방열과 압축 기능을 수행하는 실외기를 설치한 후 서로 분리된 두 기기를 냉매 배관으로 연결시킨 것이다. The air conditioner is generally divided into an integral type and a separated type. The integral type and the separate type are the same as the functional type, but the integral type is formed by integrating the functions of cooling and heat dissipation to form a hole in the wall of the house or by hanging the device on the window. Side, an outdoor unit that performs heat dissipation and compression functions is installed, and the two devices separated from each other are connected by a refrigerant pipe.
한편, 공기조화기의 고성능과 고효율에 요구사항이 커짐에 따라, 다양한 노력이 시도되고 있다. On the other hand, as requirements for high performance and high efficiency of the air conditioner have been increased, various efforts have been tried.
본 발명의 목적은, 승압 및 강압이 가능한 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of boosting and stepping down, and an air conditioner having the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하며, 벅 모드 또는 부스트 모드 중 적어도 하나로 동작하는 벅 부스트 컨버터와, 벅 부스트 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하며, 벅 부스트 컨버터는, 서로 브릿지되는 상단 벅 스위칭 소자와 하단 다이오드 소자와, 부스트 스위칭 소자와, 벅 스위칭 소자와 부스트 스위칭 소자 사이에 접속되는 인덕터를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus including: a buck boost converter that converts an input AC power to a DC power and operates in at least one of a buck mode and a boost mode; Converter control section, wherein the buck-boost converter includes an upper buck switching element and a lower-stage diode element bridged with each other, a boost switching element, and an inductor connected between the buck switching element and the boost switching element.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력변환장치는, 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하며, 벅 모드 또는 부스트 모드 중 적어도 하나로 동작하는 벅 부스트 컨버터와, 벅 부스트 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하며, 벅 부스트 컨버터는, 벅 모드에서 스위칭을 수행하는 벅 스위칭 소자와, 부스트 모드에서 스위칭을 수행하는 부스트 스위칭 소자와, 벅 스위칭 소자와 부스트 스위칭 소자 사이에 접속되는 인덕터와, 교류 전원을 정류하는 다이오드 소자를 구비하며, 부스트 모드에서, 교류 전원, 벅 스위칭 소자, 인덕터, 부스트 스위칭 소자, 및 다이오드 소자를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터에 에너지를 저장하며, 벅 모드에서, 벅 스위칭 소자, 인덕터, 및 다이오드 소자를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터에 저장된 에너지를 소비한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus including: a buck-boost converter that converts an input AC power into a DC power and operates in at least one of a buck mode and a boost mode; Wherein the buck boost converter includes a buck switching element performing switching in a buck mode, a boost switching element performing switching in a boost mode, and an inductor connected between the buck switching element and the boost switching element, And a diode element for rectifying the AC power. In the boost mode, energy is stored in the inductor based on the current flowing through the AC power source, the buck switching element, the inductor, the boost switching element, and the diode element, Based on the current flowing through the buck switching element, the inductor, and the diode element. And consumes the energy stored in the inductor.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 압축기와, 압축기 내의 모터에 구동 전원을 공급하는 전력변환부를 구비하며, 전력변환부는, 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하며, 벅 모드 또는 부스트 모드 중 적어도 하나로 동작하는 벅 부스트 컨버터와, 벅 부스트 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하며, 벅 부스트 컨버터는, 서로 브릿지되는 상단 벅 스위칭 소자와 하단 다이오드 소자와, 부스트 스위칭 소자와, 벅 스위칭 소자와 부스트 스위칭 소자 사이에 접속되는 인덕터를 구비한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an air conditioner including a compressor and a power conversion unit for supplying driving power to a motor in the compressor. The power conversion unit converts the input AC power into a DC power A buck boost converter operable in at least one of a buck mode or a boost mode and a converter control for controlling a buck boost converter, the buck boost converter comprising: an upper buck switching element and a lower stage diode element bridged with each other; And an inductor connected between the buck switching element and the boost switching element.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기는, 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하며, 벅 모드 또는 부스트 모드 중 적어도 하나로 동작하는 벅 부스트 컨버터와, 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하며, 벅 부스트 컨버터는, 서로 브릿지되는 상단 벅 스위칭 소자와 하단 다이오드 소자와, 부스트 스위칭 소자와, 벅 스위칭 소자와 부스트 스위칭 소자 사이에 접속되는 인덕터를 구비함으로써, 승압 및 강압이 가능하게 된다.According to an embodiment of the present invention, a power conversion device and an air conditioner having the same include a buck-boost converter that converts input AC power to DC power and operates in at least one of a buck mode and a boost mode, Wherein the buck-boost converter includes an upper buck switching element and a lower-stage switching element bridged with each other, a boost switching element, and an inductor connected between the buck switching element and the boost switching element, .
특히, 브릿지 다이오드 소자(Bridge Diode)와 같은 정류부 없이, 바로, 벅 부스트 컨버터를 통해, 승압 및 강압이 가능하게 된다. Particularly, a buck-boost converter allows boosting and step-down without a rectifying part such as a bridge diode.
한편, 부스트 모드시의 도통 경로 상의 회로 소자 수의 감소를 통해, 전력 손실을 저감할 수 있게 된다. On the other hand, the power loss can be reduced by reducing the number of circuit elements on the conduction path in the boost mode.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 도 1의 공기조화기의 개략도를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 실외기의 전력변환장치의 내부 블록도이다.
도 4a는 도 3의 전력변환장치 내의 컨버터의 회로도의 일예를 예시한다.
도 4b는 도 3의 전력변환장치 내의 컨버터의 회로도의 다른 예를 예시한다.
도 5는 도 4a의 컨버터 제어부의 내부 블록도를 예시한다.
도 6a 내지 도 6b는 도 4a 내지 도 4b의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 도 4a의 컨버터 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 도 4a의 컨버터의 부스트 모드 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 9a 내지 도 9b는 도 4b의 컨버터의 벅 모드 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 10은 dc 단 전압에 따른 도 4a의 컨버터의 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 11은 도 3의 전력변환장치 내의 인버터의 회로도를 예시한다.
도 12는 도 11의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.1 is a configuration diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic view of the air conditioner of Fig. 1. Fig.
3 is an internal block diagram of the power converter of the outdoor unit of FIG.
4A illustrates an example of a circuit diagram of a converter in the power conversion apparatus of FIG.
Fig. 4B illustrates another example of a circuit diagram of a converter in the power converter of Fig.
Figure 5 illustrates an internal block diagram of the converter control of Figure 4A.
6A and 6B are views referred to in the description of the operation of FIGS. 4A to 4B.
Fig. 7 is a diagram referred to in the description of the converter operation of Fig. 4A.
Figs. 8A-8B are diagrams referred to for explaining the boost mode operation of the converter of Fig. 4A.
Figures 9A-9B are diagrams for the buck mode operation of the converter of Figure 4B.
10 is a diagram referred to for explaining the operation of the converter of FIG. 4A according to the dc voltage.
Fig. 11 illustrates a circuit diagram of an inverter in the power converter of Fig. 3;
12 is an internal block diagram of the inverter control unit of Fig.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffix "module" and " part "for components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms "module" and "part" may be used interchangeably.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성도이고, 도 2는 도 1의 공기조화기의 개략도를 나타내는 도면이다 FIG. 1 is a schematic view of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of the air conditioner of FIG. 1
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100)는, 실외기(150), 및 실내기(170)를 포함한다.Referring to the drawings, an
실외기(150)는, 연결된 실내기(170)의 요구 또는 외부의 제어명령에 대응하여, 냉방모드 또는 난방모드로 동작되며, 실내기(170)로 냉매를 공급한다. The
이를 위해, 실외기(150)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(152)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(152b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(154)와, 실외 열교환기(154)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(155a)과 실외팬(155a)을 회전시키는 전동기(5b)로 이루어진 실외 송풍기(155)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(156)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(160)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(153) 등을 포함한다. 압축기(152)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.To this end, the
또한, 실외기(150)는, 냉매의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력센서(미도시), 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도센서(미도시) 등을 더 포함할 수 있다. The
실내기(170)는, 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(208)와, 실내측 열교환기(208)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(209a)과 실내팬(209a)을 회전시키는 전동기(209b)로 이루어진 실내 송풍기(209) 등을 포함한다. 실내측 열교환기(208)는 적어도 하나가 설치될 수 있다.The
또한, 실내기(170)는, 열교환된 공기를 토출하는 토출구(미도시), 토출구(미도시)를 여닫고 토출되는 공기의 방향을 제어하는 풍향조절부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 흡입구(미도시)와 공기 토출구(미도시) 중 적어도 하나를 여닫음과 아울러 공기를 안내하는 베인이 설치될 수 있으며, 베인은 공기 흡입구와 공기 토출구를 여닫을 뿐 아니라, 흡입 공기와 토출 공기의 방향을 안내할 수도 있다. The
한편, 실내기(170)는, 실내팬(209a)의 회전속도에 따라 흡입되는 공기 및 토출되는 공기를 제어함으로써, 풍량을 조절할 수 있다. On the other hand, the
또한, 실내기(170)는, 실내기(170)의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 표시부(미도시), 설정 데이터 입력을 위한 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 실내 온도를 감지하는 실내 온도 감지부(미도시), 실내 공간에 존재하는 인체를 감지하는 인체감지부(미도시) 등을 더 포함할 수 있다. The
한편, 공기조화기(100)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.On the other hand, the
한편, 도면에서는 실내기(170)로 스탠드형인 것을 예로 하여 설명하나, 천장형 또는 벽걸이형에도 가능하며, 실외기와 실내기의 구분이 없는 일체형 등 다양한 형태가 가능하다. Although the
한편, 실내기(170)와 실외기(150) 사이는, 냉매배관으로 연결되며, 냉매의 순환에 따라 실내기(170)로부터 냉온의 공기가 실내로 토출된다. 이때, 하나의 실외기(150)에 복수의 실내기(170)가 연결될 수 있으며, 또한, 복수의 실외기에 각각 적어도 하나의 실내기가 연결되는 것도 가능하다. On the other hand, the
또한, 실내기(170)와 실외기(150) 사이는, 통신선으로 연결되어 소정의 통신방식에 따라 제어명령을 송수신할 수 있다. The
한편, 압축기(152)는, 이하의 전력변환장치(200)를 통해, 공급되는 구동 전원에 의해, 구동될 수 있다. 구체적으로 압축기(152) 내의 모터에. 전력변환장치(200)로부터의 구동 전원이 공급될 수 있다. On the other hand, the
도 3은 도 1의 실외기의 전력변환장치의 내부 블록도이고, 도 4a는 도 3의 전력변환장치 내의 컨버터의 회로도의 일예를 예시한다.Fig. 3 is an internal block diagram of the power converter of the outdoor unit of Fig. 1, and Fig. 4A illustrates an example of a circuit diagram of the converter in the power converter of Fig.
본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(200)는, 컨버터(410), 컨버터 제어부(415), 커패시터(C), 인버터(420), 및 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다. The
컨버터(410)는, 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 특히, 컨버터(410)의 출력단에 배치되는 커패시터(C)에 출력한다. The
한편, 커패시터(C) 양단은 직류 전원이 저장되며, 이에 따라, dc단이라 명명할 수 있다. 그리고, 커패시터(C) 양단의 전원은, dc 단 전원이라 명명할 수도 있다.On the other hand, both ends of the capacitor C are stored with a DC power source, and hence can be called a dc stage. The power supply at both ends of the capacitor C may be referred to as a dc power source.
한편, 커패시터(C) 양단에는, 도 4a와 같은 부하(205)가 접속될 수 있다. 이때의 부하(205)는, 도 3의 인버터(420), 및 모터(250)를 포함하는 개념일 수 있다.On the other hand, a
본 발명의 실시예에서는, 컨버터(410)로, 벅 부스트 컨버터(buck boost converter)를 사용하는 것으로 한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른, 벅 부스트 컨버터(410)는, 브릿지 다이오드 소자(bridge diode) 없이, 바로, 벅 모드 또는 부스트 모드로 동작가능하므로, 브릿지리스 벅 부스트 컨버터(bridgeless buck boost converter)라 명명할 수도 있다.In the embodiment of the present invention, a buck boost converter is used as the
이에 따라, 벅 부스트 컨버터(410)는, 정류된 전원을 입력받는 것이 아닌, 입력되는 교류 전원을 바로 입력받는다.Accordingly, the buck-
도 4a를 참조하면, 벅 부스트 컨버터(410)는, 서로 브릿지되는 상단 벅 스위칭 소자(S1,S2)와 하단 다이오드 소자(D1,D2)와, 부스트 스위칭 소자(S3)와, 벅 스위칭 소자(S1,S2)와 부스트 스위칭 소자(S3) 사이에 접속되는 인덕터(L1)를 구비할 수 있다. 그 외, 부스트 스위칭 소자(S3)와 커패시터(C) 사이에, 역류 방지를 위한 다이오드 소자(D3)를 더 구비할 수 있다.4A, the buck-
도 4a의 벅 부스트 컨버터(410)는, 입력되는 교류 전원(Vin)을 직류 전원으로 변환하며, 벅 모드(buck mode) 또는 부스트 모드(boost mode) 중 적어도 하나로 동작가능하다.The buck-
도 4a의 벅 부스트 컨버터(410)는, 부스트 모드(boost mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 양의 반주기 동안, 교류 전원(Vin), 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 부스트 스위칭 소자(S3), 및 다이오드 소자(D2)를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터(L1)에 에너지를 저장한다.The buck-
도 4a의 벅 부스트 컨버터(410)는, 부스트 모드(boost mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 음의 반주기 동안, 교류 전원(Vin), 벅 스위칭 소자(S2), 인덕터(L1), 부스트 스위칭 소자(S3), 및 다이오드 소자(D1)를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터(L1)에 에너지를 저장한다.The buck-
도 4a의 벅 부스트 컨버터(410)는, 벅 모드(buck mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 양의 반주기 동안, 벅 스위칭 소자(S2), 인덕터(L1), 다이오드 소자(D3), 커패시터(C), 및 다이오드 소자(D2)를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터(L1)에 저장된 에너지를 소비한다.The buck-
도 4a의 벅 부스트 컨버터(410)는, 벅 모드(buck mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 음의 반주기 동안, 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 다이오드 소자(D3), 커패시터(C), 및 다이오드 소자(D1)를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터(L1)에 저장된 에너지를 소비한다.The buck-
한편, 컨버터 제어부(415)는, 커패시터(C)의 양단의 dc단 전압(Vdc) 또는 dc단 전압 지령치에 기초하여, 벅 부스트 컨버터(410) 내의 벅 스위칭 소자(S1,S2)와 부스트 스위칭 소자(S3)를 제어할 수 있다. On the other hand, the
즉, 컨버터 제어부(415)는, 벅 부스트 컨버터(410) 내의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)를 인버터(420)에 출력할 수 있다. 이때의 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)는, 후술하는 도 7에서의, 제1 벅 스위칭 제어 신호(SS1), 제2 벅 스위칭 제어 신호(SS2), 부스트 스위칭 제어 신호(SS3)를 포함하는 개념일 수 있다. That is, the
예를 들어, 컨버터 제어부(415)는, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 큰 경우, 부스트 모드로 동작하도록 부스트 스위칭 소자(S3)를 스위칭(switching)하도록 제어하며, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 작은 경우, 벅 모드로 동작하도록 벅 스위칭 소자(S1,S2)를 스위칭(switching)하도록 제어할 수 있다. 이때의 스위칭은, 펄스폭 가변(PWM) 기반의 스위칭일 수 있다.For example, the
한편, 컨버터 제어부(415)는, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 피크치 보다 큰 경우, 부스트 모드로 동작하도록, 벅 스위칭 소자(S1,S2)는 온(on) 시키고, 부스트 스위칭 소자(S3)는 스위칭(switching) 하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
한편, 인덕터(L1)는, 벅 모드와 부스트 모드에서 공통으로 사용된다. 이에 따라, 제조 비용을 저감할 수 있게 된다.On the other hand, the inductor L1 is commonly used in the buck mode and the boost mode. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
한편, 벅 스위칭 소자(S1,S2)는, 벅 모드에서, 인덕터(L1)에 대한 환류 전류 경로를 제공할 수 있다.On the other hand, the buck switching elements S1 and S2 can provide a return current path to the inductor L1 in the buck mode.
한편, 벅 부스트 컨버터(410)의 부스트 모드 동작은 도 8a 내지 도 8b를 참조하여 후술하며, 벅 부스트 컨버터(410)의 벅 모드 동작은 도 9a 내지 도 9b를 참조하여 후술한다. Meanwhile, the boost mode operation of the
한편, 전력변환장치(200)는, 입력되는 교류 전원의 입력 전류를 검출하는 입력 전류 검출부(A), 벅 부스트 컨버터(410)의 출력단 전압, 즉 dc 단 커패시터(C)의 전압을 검출하는 출력 전압 검출부(B), 및 벅 부스트 컨버터(410) 내의 인덕터(L1)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The
입력 전류 검출부(A)는, 입력 교류 전원으로부터의 입력 전류를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)는 CT(current trnasformer), 션트 저항 등을 포함할 수 있다. 검출되는 입력 전류(Is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어부(415)에 입력될 수 있다.The input current detecting section A can detect an input current from the input AC power source. For this, the input current detector A may include a current transformer (CT), a shunt resistor, and the like. The detected input current Is may be input to the
출력 전압 검출부(B), 즉 dc 단 전압 검출부(B)는, 벅 부스트 컨버터(410)의 출력단 전압을 검출할 수 있다. 특히, 커패시터(C) 양단의 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. The output voltage detecting unit B, that is, the dc step voltage detecting unit B, can detect the output terminal voltage of the
커패시터(C)는, 컨버터(410)와 인버터(420) 사이에 배치되며, 벅 부스트 컨버터터의 출력 직류 전원을 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The capacitor C is disposed between the
인버터(420)와 모터(205)를 포함하여, 부하(load)라 명명한다면, 전력변환장치의 커패시터(C) 양단에는 도면과 같이, 부하(205)가 접속되는 것으로 도시할 수 있다. 이에 따라, dc단 전압(Vdc)은, 부하(205) 전압에 대응할 수 있다. 검출되는 출력 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어부(415)에 입력될 수 있다.If a load including the
인버터(420)는, 복수의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(250)에 출력할 수 있다. 이때의 모터(250)는, 압축기 내의 모터일 수 있다. The
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(도 11의 E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. The
다음, 도 4b는 도 3의 전력변환장치 내의 컨버터의 회로도의 다른 예를 예시한다.Next, Fig. 4B illustrates another example of the circuit diagram of the converter in the power converter of Fig.
도면을 참조하면, 도 4b의 전력변환장치는, 브릿지 다이오드 소자(Da,Db,Dc,Dd)를 구비하는 정류부(405)와, 캐스캐이드(cascade) 형태의 벅 부스트 컨버터(410a)를 예시한다.4B illustrates a
벅 부스트 컨버터(410a)는, 역병렬 다이오드가 부착되는 벅 스위칭 소자(Sa), 벅 모드용 다이오드 소자(De), 인덕터(La), 부스트 스위칭 소자(Sb), 역류 방지용 다이오드 소자(Dr)을 구비할 수 있다.The buck-
도 4b의 전력변환장치에 따르면, 부스트 모드 동작시, 부스트 스위칭 소자(Sb)의 온(on)에 따라, 입력 전원(Vin)이, 다이오드 소자(Da), 벅 스위칭 소자(Sa), 인덕터(La), 부스트 스위칭 소자(Sb), 다이오드 소자(Dd)를 통해 도통하며, 인덕터(La)에 에너지가 저장된다. 그리고, 부스트 스위칭 소자(Sb)의 오프(off)에 따라, 다이오드 소자(Da), 벅 스위칭 소자(Sa), 인덕터(La), 역류 방지용 다이오드 소자(Dr)를 통해, 부하(205)로, 저장된 에너지가 전달된다. According to the power conversion apparatus of Fig. 4B, in the boost mode operation, when the boost switching device Sb is turned on, the input power supply Vin is connected to the diode device Da, the buck switching device Sa, La, a boost switching element Sb and a diode element Dd, and energy is stored in the inductor La. The buck switching element Sb is turned off and is supplied to the
이러한, 도 4b의 전력변환장치에 따르면, 부스트 모드 동작시, 2개의 다이오드 소자를 거쳐야 하므로, 도 4a의 1개의 다이오드 소자를 거치는 경우에 비해, 다이오드 소자로 인한 전력 소비가 더 발생하게 된다. 따라서, 전력 변환 효율이, 도 4b에 비해, 도 4a가, 더 우수하게 된다. According to the power conversion apparatus of FIG. 4B, since two diode elements are required to pass through the diode during the boost mode operation, power consumption due to the diode elements is further increased as compared with the case of passing through one diode element of FIG. 4A. Thus, the power conversion efficiency becomes better than in Fig. 4B, and Fig. 4A is better.
결국, 도 4a의 브릿지리스 벅 부스트 컨버터(410)에 의하면, 부스트 모드시의 도통 경로 상의 회로 소자 수의 감소를 통해, 전력 손실을 저감할 수 있게 된다. As a result, with the bridgeless buck-
도 5는 도 4a의 컨버터 제어부의 내부 블록도를 예시한다.Figure 5 illustrates an internal block diagram of the converter control of Figure 4A.
도면을 참조하면, 컨버터 제어부(415)는, 전류 지령 생성부(510), 전압 지령 생성부(520), 및 스위칭 제어신호 출력부(530)를 포함할 수 있다. The
전류 지령 생성부(510)는, 출력 전압 검출부(B), 즉 dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)과 dc 단 전압 지령치(V*dc)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 d,q축 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성할 수 있다. Current command generating unit 510 a, the output voltage detection unit (B), i.e., such as the PI control on the basis of the dc terminal voltage (Vdc) and a dc terminal voltage command value (V * dc) detected by the dc terminal voltage detector (B) (I * d , i * q ) can be generated from the d- axis and q-axis current command values.
전압 지령 생성부(520)는 d,q축 전류 지령치(i* d,i* q)와 검출되는 인덕터(리액터) 전류(iL)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 d,q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다.Voltage command generation section 520 d, q-axis current command value (i * d, i * q ) from the like PI controller based on the detected inductor (reactor), current (i L) to be d, q-axis voltage command value ( v * d , v * q ).
그리고, 스위칭 제어신호 출력부(530)는, d,q축 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여 벅 부스트 컨버터(410) 내의 스위칭 소자를 구동하기 위한 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)를 출력할 수 있다. 특히, 제1 벅 스위칭 제어 신호(SS1), 제2 벅 스위칭 제어 신호(SS2), 부스트 스위칭 제어 신호(SS3)를 출력할 수 있다.And, switching control
이를 위해, 스위칭 제어신호 출력부(530)는, 벅 스위칭 소자(S1,S2)에 대한 스위칭 제어 신호 생성(SS1,SS2)을 위한 강압 신호 생성부(531)와, 부스트 스위칭 소자(S3)에 대한 스위칭 제어 신호 생성(SS3)을 위한 승압 신호 생성부(533)를 구비할 수 있다. The switching control
그 외 추가로, 스위칭 제어신호 출력부(530)는, 제1 벅 스위칭 제어 신호(SS1) 출력을 위한 제1 환류 경로 합성부(537)와, 제2 벅 스위칭 제어 신호(SS2) 출력을 위한 제2 환류 경로 합성부(539)를 더 구비할 수 있다. In addition, the switching control
제1 환류 경로 합성부(537)와, 제2 환류 경로 합성부(539)는, 강압 동작 시 입력 전압(Vin)의 양/음의 반주기에 따라 환류 전류 경로를, 강압 신호 생성부(531)로부터의 강압 신호와 합성하여, 각각 제1 벅 스위칭 제어 신호(SS1)와, 제2 벅 스위칭 제어 신호(SS2)를 생성하여 출력한다.The first return
도 6a 내지 도 6b는 도 4a 내지 도 4b의 동작 설명에 참조되는 도면이다.6A and 6B are views referred to in the description of the operation of FIGS. 4A to 4B.
도 6a는, 본 발명의 실시예에 따른 브릿지리스 벅 부스트 컨버터(410)를 구비하는 전력변환장치(200)의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이며, 도 6b는, 도 4b의 브릿지 다이오드 소자(Da,Db,Dc,Dd)를 구비하는 정류부(405)와 캐스캐이드(cascade) 벅 부스트 컨버터(410a)를 구비하는 전력변환장치의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면6A is a diagram referred to explain the operation of the
먼저, 도 6a를 참조하면, 부스트 모드 동작시, 부스트 스위칭 소자(S3)의 온(on)에 따라, 입력 전원(Vin)이, 제1 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 부스트 스위칭 소자(S3), 다이오드 소자(D2)를 통해 도통하며, 인덕터(L1)에 에너지가 저장된다. 그리고, 부스트 스위칭 소자(S3)의 오프(off)에 따라, 제1 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 역류 방지용 다이오드 소자(D3)를 통해, 부하(205)로, 저장된 에너지가 전달된다. 6A, when the boost switching device S3 is turned on, the input power supply Vin is switched between the first buck switching device S1, the inductor L1, the boost switching mode, Through the element S3 and diode element D2, and the energy is stored in the inductor L1. The stored energy is transferred to the
다음, 도 6b를 참조하면, 부스트 모드 동작시, 부스트 스위칭 소자(Sb)의 온(on)에 따라, 입력 전원(Vin)이, 다이오드 소자(Da), 벅 스위칭 소자(Sa), 인덕터(La), 부스트 스위칭 소자(Sb), 다이오드 소자(Dd)를 통해 도통하며, 인덕터(La)에 에너지가 저장된다. 그리고, 부스트 스위칭 소자(Sb)의 오프(off)에 따라, 다이오드 소자(Da), 벅 스위칭 소자(Sa), 인덕터(La), 역류 방지용 다이오드 소자(Dr)를 통해, 부하(205)로, 저장된 에너지가 전달된다. 6B, when the boost switching device Sb is turned on, the input power supply Vin is switched to the diode device Da, the buck switching device Sa, the inductor La ), The boost switching element Sb, and the diode element Dd, and energy is stored in the inductor La. The buck switching element Sb is turned off and is supplied to the
이러한, 도 6b의 전력변환장치에 따르면, 부스트 모드 동작시, 2개의 다이오드 소자(Da,Dr 또는 Dr,Dd)를 거쳐야 하므로, 도 6a의 1개의 다이오드 소자(D3 또는 D2)를 거치는 경우에 비해, 다이오드 소자로 인한 전력 소비가 더 발생하게 된다. 따라서, 전력 변환 효율이, 도 6b에 비해, 도 6a가, 더 우수하게 된다. According to the power conversion apparatus of FIG. 6B, since two diode elements (Da, Dr or Dr, Dd) must pass through during the boost mode operation, compared with the case of passing through one diode element (D3 or D2) , Resulting in further power consumption due to the diode element. Therefore, the power conversion efficiency becomes more excellent in comparison with Fig. 6B, and Fig. 6A.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 브릿지리스 벅 부스트 컨버터(410)에 의하면, 부스트 모드시의 도통 경로 상의 회로 소자 수의 감소를 통해, 전력 손실을 저감할 수 있게 된다. As a result, according to the bridgeless buck-
도 7은 도 4a의 컨버터 동작 설명에 참조되는 도면이다.Fig. 7 is a diagram referred to in the description of the converter operation of Fig. 4A.
도면을 참조하면, 도 7(a)는, 입력 교류 전압(Vin)의 파형을 예시하고, 도 7(b)는, 입력 교류 전압의 절대치(Vin)와, 제1 dc단 전압(Vdc1)을 예시한다. 제1 dc단 전압(Vdc1)은, 검출되는 dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)에 해당할 수 있다.7B is a graph showing the relationship between the absolute value of the input AC voltage and the first dc voltage Vdc1, For example. The first dc voltage terminal (Vdc1) may correspond to the detected dc terminal voltage (Vdc) or the dc terminal voltage command value (V * dc).
컨버터 제어부(415)는, 입력되는 교류 전원(Vin)의 양의 반주기 동안, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 큰 경우, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제1 스위칭 소자(S1)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 스위칭하도록 제어하며, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 작은 경우, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제1 스위칭 소자(S1)가 스위칭되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프되도록 제어하며, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제2 스위칭 소자(S2)는, 온 되도록 제어한다.When
이에 따라, 입력되는 교류 전원(Vin)의 양의 반주기 중, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 큰 Ta,Tc 구간 동안, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제1 스위칭 소자(S1)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 PWM 스위칭을 수행한다. 이때, 제2 스위칭 소자(S2)는 계속 온된다. Accordingly, during the positive half period of the input AC power supply Vin, the dc short voltage Vdc or the dc short voltage instruction value V * dc is supplied during a period Ta and Tc during which the voltage is greater than the voltage of the input ac power supply Vin , The first switching element S1 of the buck switching elements S1 and S2 is turned on, and the boost switching element S3 performs PWM switching. At this time, the second switching device S2 is continuously turned on.
한편, 입력되는 교류 전원(Vin)의 양의 반주기 중, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 작은 Tb 구간 동안, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제1 스위칭 소자(S1)가 PWM 스위칭되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프(Off)되도록 제어하며, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제2 스위칭 소자(S2)는, 온(on) 된다.On the other hand, during the Tb period in which the dc short-circuit voltage (Vdc) or the dc short-circuit voltage set value (V * dc) is smaller than the voltage of the input AC power supply (Vin) The first switching element S1 of the elements S1 and S2 is PWM-switched so that the boost switching element S3 is turned off and the second switching element S2 of the buck switching elements S1 and S2 is controlled. Are turned on.
한편, 컨버터 제어부(415)는, 입력되는 교류 전원(Vin)의 음의 반주기 동안, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제1 스위칭 소자(S1)는, 온 되도록 제어하며, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 크기보다 큰 경우, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제2 스위칭 소자(S2)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 스위칭하도록 제어하며, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 크기보다 작은 경우, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제2 스위칭 소자(S2)가 스위칭되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프되도록 제어한다.On the other hand, the
이에 따라, 입력되는 교류 전원(Vin)의 음의 반주기 중, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 크기보다 큰 Tc,Te 구간 동안, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제2 스위칭 소자(S2)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 PWM 스위칭을 수행한다. 이때, 제1 스위칭 소자(S1)는 계속 온된다.Accordingly, of the negative half cycle of the input AC power source (Vin), dc terminal voltage (Vdc) or a dc terminal voltage command value (V * dc) is, large Tc, Te interval than the voltage of input AC power source (Vin) The second switching element S2 of the buck switching elements S1 and S2 is turned on and the boost switching element S3 performs PWM switching. At this time, the first switching device S1 is continuously turned on.
한편, 입력되는 교류 전원(Vin)의 음의 반주기 중, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 크기 보다 작은 Td 구간 동안, 벅 스위칭 소자(S1,S2) 중 제2 스위칭 소자(S2)가 PWM 스위칭되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프(Off)된다. 이때, 제1 스위칭 소자(S1)는 계속 온된다. On the other hand, while during negative half cycle of the input AC power source (Vin), dc terminal voltage (Vdc) or a dc terminal voltage command value (V * dc) is, small Td period than the voltage of input AC power source (Vin), a buck The second switching element S2 of the switching elements S1 and S2 is PWM-switched and the boost switching element S3 is turned off. At this time, the first switching device S1 is continuously turned on.
즉, 도 7(c), 도 7(d), 도 7(e)와 같은, 제1 벅 스위칭 제어 신호(SS1), 제2 벅 스위칭 제어 신호(SS2), 부스트 스위칭 제어 신호(SS3)가, 컨버터 제어부(415)에서 출력될 수 있다.That is, the first buck switching control signal SS1, the second buck switching control signal SS2, and the boost switching control signal SS3, as shown in Figs. 7 (c), 7 (d) and 7 , And may be output from the
도 8a 내지 도 8b는 도 4a의 컨버터의 부스트 모드 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.Figs. 8A-8B are diagrams referred to for explaining the boost mode operation of the converter of Fig. 4A.
도 8a는, 부스트 모드(boost mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 양의 반주기 동안의 벅 부스트 컨버터(410)의 동작을 예시한다.8A illustrates the operation of the buck-
먼저, 도 8a(a)와 같이, 제1 벅 스위칭 소자(S1), 및 부스트 스위칭 소자(S3)의 온(on)에 따라, 교류 전원(Vin), 제1 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 부스트 스위칭 소자(S3), 및 다이오드 소자(D2)를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터(L1)에 에너지가 저장된다. 이때, 제2 벅 스위칭 소자(S2)는 온 상태일 수 있다.First, as shown in FIG. 8A, the first buck switching element S1 and the boost switching element S3 are turned on, and the AC power source Vin, the first buck switching element S1, Energy is stored in the inductor L1 based on the current flowing through the inductor L1, the boost switching element S3, and the diode element D2. At this time, the second buck switching device S2 may be in an on state.
다음, 도 8a(b)과 같이, 제1 벅 스위칭 소자(S1)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프됨에 따라, 교류 전원(Vin), 제1 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 역류 방지용 다이오드(D3), 커패시터(C), 부하(205), 및 다이오드 소자(D2)가, 도통하며, 교류 전원(Vin) 및 인덕터(L1)에 저장된 에너지가, 커패시터(C), 및 부하(205)에 공급된다. 이때, 제2 벅 스위칭 소자(S2)는 온 상태일 수 있다.Next, as shown in FIG. 8A, the first buck switching element S1 is turned on and the boost switching element S3 is turned off, so that the AC power source Vin, the first buck switching element S1, the inductor The energy stored in the AC power source Vin and the inductor Ll is supplied to the capacitor C through the capacitor C and the diode D2, And the
도 8b는, 부스트 모드(boost mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 음의 반주기 동안의 벅 부스트 컨버터(410)의 동작을 예시한다.FIG. 8B illustrates the operation of the
먼저, 도 8b(a)와 같이, 제2 벅 스위칭 소자(S2), 및 부스트 스위칭 소자(S3)의 온(on)에 따라, 교류 전원(Vin), 제2 벅 스위칭 소자(S2), 인덕터(L1), 부스트 스위칭 소자(S3), 및 다이오드 소자(D1)를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 인덕터(L1)에 에너지가 저장된다. 이때, 제1 벅 스위칭 소자(S1)는 온 상태일 수 있다.First, as shown in Fig. 8B, the second buck switching element S2 and the inductor L3 are turned on in accordance with the on state of the second buck switching element S2 and the boost switching element S3, Energy is stored in the inductor L1 based on the current flowing through the diode L1, the boost switching element S3, and the diode element D1. At this time, the first buck switching device S1 may be on.
다음, 도 8b(b)과 같이, 제2 벅 스위칭 소자(S2)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프됨에 따라, 교류 전원(Vin), 제2 벅 스위칭 소자(S2), 인덕터(L1), 역류 방지용 다이오드(D3), 커패시터(C), 부하(205), 및 다이오드 소자(D1)가, 도통하며, 교류 전원(Vin) 및 인덕터(L1)에 저장된 에너지가, 커패시터(C), 및 부하(205)에 공급된다. 이때, 제1 벅 스위칭 소자(S1)는 온 상태일 수 있다.Next, as shown in FIG. 8B, the second buck switching element S2 is turned on and the boost switching element S3 is turned off, so that the AC power source Vin, the second buck switching element S2, the inductor The energy stored in the AC power source Vin and the inductor Ll is supplied to the capacitor C through the capacitor C and the diode Dl through the diode Dl, the backflow prevention diode D3, the capacitor C, the
도 9a 내지 도 9b는 도 4b의 컨버터의 벅 모드 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.Figures 9A-9B are diagrams for the buck mode operation of the converter of Figure 4B.
도 9a는, 벅 모드(buck mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 양의 반주기 동안의 벅 부스트 컨버터(410)의 동작을 예시한다.FIG. 9A illustrates the operation of buck-
먼저, 도 9a(a)와 같이, 제1 벅 스위칭 소자(S1)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프됨에 따라, 교류 전원(Vin), 제1 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 역류 방지용 다이오드(D3), 커패시터(C), 부하(205), 및 다이오드 소자(D2)가, 도통하며, 교류 전원(Vin)이 커패시터(C), 및 부하(205)에 공급된다. 한편, 인덕터(L1)에 교류 전원(Vin)의 일부의 에너지가 저장된다.이때, 제2 벅 스위칭 소자(S2)는 온 상태일 수 있다.First, as shown in FIG. 9A, the first buck switching element S1 is turned on and the boost switching element S3 is turned off, so that the AC power source Vin, the first buck switching element S1, the inductor L1 and the reverse current prevention diode D3, the capacitor C, the
다음, 도 9a(b)과 같이, 제1 벅 스위칭 소자(S1)가 오프(off)되고, 제2 벅 스위칭 소자(S2), 및 부스트 스위칭 소자(S3)의 온(on)에 따라, 제2 벅 스위칭 소자(S2), 인덕터(L1), 역류 방지용 다이오드(D3), 커패시터(C), 부하(205), 및 다이오드 소자(D2)가, 도통하며, 인덕터(L1)에 저장된 에너지가, 커패시터(C), 및 부하(205)에 공급된다. Next, as shown in FIG. 9A, the first buck switching element S1 is turned off, and the second buck switching element S2 and the boost switching element S3 are turned on, The two buck switching elements S2, the inductor L1, the backflow prevention diode D3, the capacitor C, the
도 9b는 벅 모드(buck mode)에서, 입력되는 교류 전원(Vin)의 음의 반주기 동안의 벅 부스트 컨버터(410)의 동작을 예시한다.FIG. 9B illustrates the operation of buck-
먼저, 도 9b(a)와 같이, 제2 벅 스위칭 소자(S2)가 온되고, 부스트 스위칭 소자(S3)가 오프됨에 따라, 교류 전원(Vin), 제2 벅 스위칭 소자(S2), 인덕터(L1), 역류 방지용 다이오드(D3), 커패시터(C), 부하(205), 및 다이오드 소자(D1)가, 도통하며, 교류 전원(Vin)이 커패시터(C), 및 부하(205)에 공급된다. 한편, 인덕터(L1)에 교류 전원(Vin)의 일부의 에너지가 저장된다.이때, 제1 벅 스위칭 소자(S1)는 온 상태일 수 있다.First, as shown in FIG. 9B, the second buck switching element S2 is turned on and the boost switching element S3 is turned off, so that the AC power source Vin, the second buck switching element S2, the inductor L1 and the reverse current prevention diode D3, the capacitor C, the
다음, 도 9b(b)과 같이, 제2 벅 스위칭 소자(S2)가 오프(off)되고, 제1 벅 스위칭 소자(S1), 및 부스트 스위칭 소자(S3)의 온(on)에 따라, 제1 벅 스위칭 소자(S1), 인덕터(L1), 역류 방지용 다이오드(D3), 커패시터(C), 부하(205), 및 다이오드 소자(D1)가, 도통하며, 인덕터(L1)에 저장된 에너지가, 커패시터(C), 및 부하(205)에 공급된다. Next, as shown in FIG. 9B, the second buck switching element S2 is turned off, and the first buck switching element S1 and the boost switching element S3 are turned on, The one-buck switching element S1, the inductor L1, the backflow prevention diode D3, the capacitor C, the
도 10은 dc 단 전압에 따른 도 4a의 컨버터의 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.10 is a diagram referred to for explaining the operation of the converter of FIG. 4A according to the dc voltage.
도면을 참조하면, 커패시터(Vdc) 양단의 전압인 dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)는, 다양한 레벨을 가질 수 있다.Referring to the drawings, the dc voltage terminal Vdc or the dc voltage terminal voltage command V * dc, which is the voltage across the capacitor Vdc, can have various levels.
컨버터 제어부(415)는, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 큰 경우, 부스트 모드로 동작하도록 부스트 스위칭 소자(S3)를 스위칭하도록 제어하며, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 전압 보다 작은 경우, 벅 모드로 동작하도록 벅 스위칭 소자를 스위칭하도록 제어한다.
한편, 컨버터 제어부(415)는, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 피크치 보다 큰 경우, 부스트 모드로 동작하도록, 벅 스위칭 소자는 온 시키고, 부스트 스위칭 소자(S3)는 스위칭하도록 제어한다.On the other hand, the
컨버터 제어부(415)의 동작 설명을 위해, 도면에서는, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, Vdc1 인 경우와, Vdc1 보다 큰 전압인 Vdc2 인 경우로 구분하여 예시한다.For an operation of
dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, Vdc1 인 경우는, 도 7와 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 즉, 도 7의 (b) 내지 (e)는, 도 10의 (a) 내지 (d)에 대응한다.The case where the dc step voltage (Vdc) or the dc step voltage command value (V * dc) is Vdc1 is the same as that in Fig. 7, and a description thereof will be omitted. That is, Figs. 7B to 7E correspond to Figs. 10A to 10D.
한편, 도 10의 (e)와 같이, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치(V*dc)가, Vdc2 인 경우, dc단 전압(Vdc) 또는 dc 단 전압 지령치가, 입력되는 교류 전원(Vin)의 피크치 보다 높으므로, 컨버터 제어부(415)는, 연속적으로 부스트 모드로 동작하도록, 벅 스위칭 소자(S1,S2)는 온 시키고, 부스트 스위칭 소자(S3)는 PWM 스위칭하도록 제어한다. 도면에서는 Tx 구간 동안 부스트 스위칭 소자(S3)가 PWM 스위칭하는 것을 예시한다.On the other hand, as shown in (e) of Figure 10, dc terminal voltage (Vdc) or a dc terminal voltage command value (V * dc) is, in the case of Vdc2, dc terminal voltage (Vdc) or a dc terminal voltage command value, the input AC power source The
결국, 컨버터 제어부(415)는, 도 10의 (f) 내지 (h)와 같은, 제1 벅 스위칭 제어 신호(SS1), 제2 벅 스위칭 제어 신호(SS2), 부스트 스위칭 제어 신호(SS3)를 출력할 수 있다.As a result, the
도 11은 도 3의 전력변환장치 내의 인버터의 회로도를 예시한다.Fig. 11 illustrates a circuit diagram of an inverter in the power converter of Fig. 3;
인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. The
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. The switching elements in the
인버터(420)는, 모터(250) 동작 모드에서, 커패시터(C) 양단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터(250)를 구동한다.The
인버터 제어부(430)는, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 동작을 제어하는 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(도 11의 E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(도 11의 E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. The
출력전류 검출부(도 11의 E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(250) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 모터(250)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.The output current detection section (E in FIG. 11) can detect the output current (i 0 ) flowing between the
출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detection unit E may be located between the
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 동기 모터(250) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.Three shunt resistors are placed between the
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로 하여 기술한다.The detected output current (i o) are, as discrete signals (discrete signal) of the pulse type, may be applied to the
도 12는 도 11의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.12 is an internal block diagram of the inverter control unit of Fig.
도 12를 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 위치 추정부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.12, the
축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.The
한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. On the other hand, the
위치 추정부(320)는, 축변환부(310)에서 축변환된 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)에 기초하여, 모터(250)의 회전자 위치()를 추정할 수 있다. 또한, 위치 추정부(320)는, 회전자 위치()에 기초하여, 속도()를 추정할 수도 있다. The
결국, 위치 추정부(320)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)에 기초하여, 연산된 위치()와 연산된 속도()를 출력할 수 있다.As a result, the
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도()와 목표 속도(ω)에 기초하여, 속도 지령치(ω* r)를 연산하며, 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도()와 목표 속도(ω)의 차이인 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. On the other hand, the current
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the current
다음, 전압 지령 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, d축 전압 지령치(v* d)의 값은, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다. Next, the voltage
한편, 전압 지령 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.The
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values (v * d and v * q ) are input to the
축변환부(350)는, 위치 추정부(320)에서 연산된 위치()와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The
먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 위치 추정부(320)에서 연산된 위치()가 사용될 수 있다.First, the
그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(350)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.Then, the
스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다. The switching control
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal in a gate driving unit (not shown) and input to the gate of each switching element in the
본 발명의 실시에에 따른 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The power conversion apparatus and the air conditioner having the power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, All or some of the embodiments may be selectively combined.
한편, 본 발명의 충전 장치의 동작방법은 충전 장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. The method for operating the charging apparatus of the present invention can be implemented as a code that can be read by a processor on a recording medium readable by a processor included in the charging apparatus. The processor-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by the processor is stored.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.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, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (15)
상기 벅 부스트 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부;를 포함하며,
상기 벅 부스트 컨버터는,
서로 브릿지되는 상단 벅 스위칭 소자와 하단 다이오드 소자;
부스트 스위칭 소자; 및
상기 벅 스위칭 소자와 상기 부스트 스위칭 소자 사이에 접속되는 인덕터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.A buck-boost converter that converts input AC power to direct current power and operates in at least one of a buck mode or a boost mode;
And a converter control unit for controlling the buck-boost converter,
Wherein the buck-
An upper buck switching element and a lower diode element bridged with each other;
A boost switching device; And
And an inductor connected between the buck switching device and the boost switching device.
상기 벅 부스트 컨버터는,
상기 부스트 모드에서, 상기 교류 전원, 상기 벅 스위칭 소자, 상기 인덕터, 상기 부스트 스위칭 소자, 및 상기 다이오드 소자를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 상기 인덕터에 에너지를 저장하며,
상기 벅 모드에서, 상기 벅 스위칭 소자, 상기 인덕터, 및 상기 다이오드 소자를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 상기 인덕터에 저장된 에너지를 소비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
Wherein the buck-
Wherein in the boost mode, energy is stored in the inductor based on a current flowing through the ac power source, the buck switching element, the inductor, the boost switching element, and the diode element,
Wherein in the buck mode, energy stored in the inductor is consumed based on a current flowing through the buck switching element, the inductor, and the diode element.
상기 벅 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터;를 더 포함하며,
상기 컨버터 제어부는,
상기 커패시터의 양단의 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치에 기초하여, 상기 벅 스위칭 소자와 상기 부스트 스위칭 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
And a capacitor connected to an output terminal of the buck-boost converter,
The converter control unit includes:
Wherein the buck switching element and the boost switching element are controlled based on a dc step voltage or a dc step voltage command value at both ends of the capacitor.
상기 컨버터 제어부는,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 큰 경우, 상기 부스트 모드로 동작하도록 상기 부스트 스위칭 소자를 스위칭하도록 제어하며,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 작은 경우, 상기 벅 모드로 동작하도록 상기 벅 스위칭 소자를 스위칭하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 3,
The converter control unit includes:
And controls the boost switching device to switch to operate in the boost mode when the dc step voltage or the dc step voltage command value is greater than the voltage of the input AC power,
And controls switching of the buck switching device so as to operate in the buck mode when the dc step voltage or the dc step voltage command value is smaller than the voltage of the input ac power source.
상기 컨버터 제어부는,
상기 입력되는 교류 전원의 양의 반주기 동안,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 큰 경우, 상기 벅 스위칭 소자 중 제1 스위칭 소자가 온되고, 상기 부스트 스위칭 소자가 스위칭하도록 제어하며,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 작은 경우, 상기 벅 스위칭 소자 중 상기 제1 스위칭 소자가 스위칭되고, 상기 부스트 스위칭 소자가 오프되도록 제어하며,
상기 벅 스위칭 소자 중 제2 스위칭 소자는, 온 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 3,
The converter control unit includes:
During a positive half period of the input AC power,
Wherein the first switching element of the buck switching element is turned on and the boost switching element is controlled to be switched when the dc step voltage or the dc step voltage command value is greater than the voltage of the input AC power source,
Wherein the first switching device is switched and the boost switching device is turned off when the dc step voltage or the dc step voltage command value is smaller than the voltage of the input AC power source,
And the second switching element of the buck switching element is controlled to be turned on.
상기 컨버터 제어부는,
상기 입력되는 교류 전원의 음의 반주기 동안,
상기 벅 스위칭 소자 중 제1 스위칭 소자는, 온 되도록 제어하며,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 큰 경우, 상기 벅 스위칭 소자 중 제2 스위칭 소자가 온되고, 상기 부스트 스위칭 소자가 스위칭하도록 제어하며,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 작은 경우, 상기 벅 스위칭 소자 중 상기 제2 스위칭 소자가 스위칭되고, 상기 부스트 스위칭 소자가 오프되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 3,
The converter control unit includes:
During a negative half period of the input AC power,
Wherein the first switching element of the buck switching element is controlled to be on,
Wherein when the dc step voltage or the dc step voltage command value is larger than the voltage of the input AC power source, the second switching device of the buck switching device is turned on and controls the boost switching device to switch,
Wherein the second switching element is switched and the boost switching element is turned off when the dc step voltage or the dc step voltage command value is smaller than the voltage of the input AC power source. Conversion device.
상기 컨버터 제어부는,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 피크치 보다 큰 경우, 상기 부스트 모드로 동작하도록, 상기 벅 스위칭 소자는 온 시키고, 상기 부스트 스위칭 소자는 스위칭하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method of claim 3,
The converter control unit includes:
Wherein the buck switching element is turned on and the boost switching element is switched so as to operate in the boost mode when the dc step voltage or the dc step voltage command value is larger than the peak value of the AC power inputted thereto Power conversion device.
상기 인덕터는, 상기 벅 모드와 상기 부스트 모드에서 공통으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
Wherein the inductor is commonly used in the buck mode and the boost mode.
상기 벅 스위칭 소자는,
상기 벅 모드에서, 상기 인덕터에 대한 환류 전류 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
The buck switching device includes:
And in the buck mode, provides a return current path for the inductor.
상기 컨버터 제어부는,
상기 브릿지리스 컨버터의 출력 전압인 dc 단 전압에 기초하여, 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
상기 전류 지령치, 및 상기 인덕터에 흐르는 전류에 기초하여, 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부; 및
상기 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.The method according to claim 1,
The converter control unit includes:
A current command generator for generating a current command value based on a dc terminal voltage that is an output voltage of the bridgeless converter;
A voltage command generator for generating a voltage command value based on the current command value and the current flowing in the inductor; And
And a switching control signal output unit for outputting a switching control signal based on the voltage command value.
상기 스위칭 제어 신호 출력부는,
상기 벅 스위칭 소자에 대한 스위칭 제어 신호 생성을 위한 강압 신호 생성부; 및
상기 부스트 스위칭 소자에 대한 스위칭 제어 신호 생성을 위한 승압 신호 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.11. The method of claim 10,
Wherein the switching control signal output unit comprises:
A step-down signal generator for generating a switching control signal for the buck switching element; And
And a boost signal generator for generating a switching control signal for the boost switching element.
상기 벅 부스트 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부;를 포함하며,
상기 벅 부스트 컨버터는,
상기 벅 모드에서 스위칭을 수행하는 벅 스위칭 소자와,
상기 부스트 모드에서 스위칭을 수행하는 부스트 스위칭 소자와,
상기 벅 스위칭 소자와 상기 부스트 스위칭 소자 사이에 접속되는 인덕터와,
상기 교류 전원을 정류하는 다이오드 소자를 구비하며,
상기 부스트 모드에서, 상기 교류 전원, 상기 벅 스위칭 소자, 상기 인덕터, 상기 부스트 스위칭 소자, 및 상기 다이오드 소자를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 상기 인덕터에 에너지를 저장하며,
상기 벅 모드에서, 상기 벅 스위칭 소자, 상기 인덕터, 및 상기 다이오드 소자를 통해 흐르는 전류에 기초하여, 상기 인덕터에 저장된 에너지를 소비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.A buck-boost converter that converts input AC power to direct current power and operates in at least one of a buck mode or a boost mode;
And a converter control unit for controlling the buck-boost converter,
Wherein the buck-
A buck switching device performing switching in the buck mode;
A boost switching element for performing switching in the boost mode,
An inductor connected between the buck switching element and the boost switching element,
And a diode element for rectifying the AC power,
Wherein in the boost mode, energy is stored in the inductor based on a current flowing through the ac power source, the buck switching element, the inductor, the boost switching element, and the diode element,
Wherein in the buck mode, energy stored in the inductor is consumed based on a current flowing through the buck switching element, the inductor, and the diode element.
상기 압축기 내의 모터에 구동 전원을 공급하는 전력변환부;를 구비하며,
상기 전력변환부는,
입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하며, 벅 모드 또는 부스트 모드 중 적어도 하나로 동작하는 벅 부스트 컨버터;
상기 벅 부스트 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부;를 포함하며,
상기 벅 부스트 컨버터는,
서로 브릿지되는 상단 벅 스위칭 소자와 하단 다이오드 소자;
부스트 스위칭 소자; 및
상기 벅 스위칭 소자와 상기 부스트 스위칭 소자 사이에 접속되는 인덕터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.compressor;
And a power conversion unit for supplying driving power to the motor in the compressor,
Wherein the power conversion unit comprises:
A buck-boost converter that converts input AC power to direct current power and operates in at least one of a buck mode or a boost mode;
And a converter control unit for controlling the buck-boost converter,
Wherein the buck-
An upper buck switching element and a lower diode element bridged with each other;
A boost switching device; And
And an inductor connected between the buck switching device and the boost switching device.
상기 전력변환부는,
상기 벅 부스트 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터;를 더 포함하며,
상기 컨버터 제어부는,
상기 커패시터의 양단의 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치에 기초하여, 상기 벅 스위칭 소자와 상기 부스트 스위칭 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.14. The method of claim 13,
Wherein the power conversion unit comprises:
And a capacitor connected to an output terminal of the buck-boost converter,
The converter control unit includes:
Wherein the buck switching element and the boost switching element are controlled based on a dc step voltage or a dc step voltage command value at both ends of the capacitor.
상기 컨버터 제어부는,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 큰 경우, 상기 전력변환부가 상기 부스트 모드로 동작하도록 상기 부스트 스위칭 소자를 스위칭하도록 제어하며,
상기 dc단 전압 또는 dc 단 전압 지령치가, 상기 입력되는 교류 전원의 전압 보다 작은 경우, 상기 전력변환부가 상기 벅 모드로 동작하도록 상기 벅 스위칭 소자를 스위칭하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
15. The method of claim 14,
The converter control unit includes:
And controls the power conversion unit to switch the boost switching device to operate in the boost mode when the dc step voltage or the dc step voltage instruction value is greater than the voltage of the input AC power source,
Wherein the buck switching device is controlled to switch the buck switching device so that the power converting part operates in the buck mode when the dc step voltage or the dc step voltage command value is smaller than the voltage of the AC power inputted thereto.
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KR20210047764A (en) * | 2019-10-22 | 2021-04-30 | 숭실대학교산학협력단 | Rf-dc voltage doubler rectifier circuit |
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KR20140096891A (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-06 | 엘지전자 주식회사 | Power converting apparatus and air conditioner having the same |
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- 2014-11-17 KR KR1020140159885A patent/KR102241038B1/en active IP Right Grant
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