KR102058042B1 - Power converter and air conditioner including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하여, 변환된 직류 전원을 출력하는 복수의 컨버터를 구비하는 인터리브 컨버터와, 인터리브 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 타입의 제1 스위칭 소자를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제2 컨버터는, 제1 타입 보다 정격 전압이 높은 제2 타입의 제2 스위칭 소자를 구비한다. 이에 따라, 다양한 부하에서 효율적으로 구동 가능하게 된다.The present invention relates to a power converter and an air conditioner having the same. The power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention, an interleaved converter having a rectifying unit for rectifying the input AC power, a plurality of converters for converting the rectified power to a DC power, and outputs the converted DC power, and an interleaved converter And a converter control unit configured to control the control unit, wherein the first converter of the interleaved converter includes a first switching element of the first type, and the second converter of the interleaved converter includes a second type of higher rated voltage than the first type. 2 switching elements. This makes it possible to drive efficiently under various loads.

Description

전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기{Power converter and air conditioner including the same}Power converter, and air conditioner having the same {Power converter and air conditioner including the same}

본 발명은 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다양한 부하에서 효율적으로 구동 가능한 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a power converter, and an air conditioner having the same, and more particularly, to a power converter that can be efficiently driven at various loads, and an air conditioner having the same.

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.An air conditioner is a device that is disposed in a room, a living room, an office, or a business store to adjust a temperature, humidity, cleanliness, and airflow of an air to maintain a comfortable indoor environment.

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. Air conditioners are generally divided into one-piece and separate types. The integrated type and the separated type are functionally the same, but the integrated type integrates the functions of cooling and heat dissipation to install a hole in the wall of the house or hang the device on the window, and the separate type installs an indoor unit that performs cooling / heating on the indoor side and outdoor. On the side, an outdoor unit that performs heat dissipation and compression functions was installed, and two separate devices were connected by refrigerant pipes.

한편, 공기조화기의 고성능과 고효율에 요구사항이 커짐에 따라, 다양한 노력이 시도되고 있다. On the other hand, as the requirements for high performance and high efficiency of air conditioners increase, various efforts have been made.

본 발명의 목적은, 다양한 부하에서 효율적으로 구동 가능한 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a power converter that can be efficiently driven at various loads, and an air conditioner having the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부와, 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하여, 변환된 직류 전원을 출력하는 복수의 컨버터를 구비하는 인터리브 컨버터와, 인터리브 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 타입의 제1 스위칭 소자를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제2 컨버터는, 제1 타입 보다 정격 전압이 높은 제2 타입의 제2 스위칭 소자를 구비한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a power converter including a rectifying unit for rectifying an input AC power source, and a plurality of converters for converting the rectified power source to a DC power source and outputting the converted DC power source. And an interleaved converter and a converter controller for controlling the interleaved converter, wherein the first converter of the interleaved converter includes a first switching element of the first type, and the second converter of the interleaved converter has a rated voltage higher than that of the first type. A second switching element of the second type is provided.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 압축기와, 압축기 내의 모터에 구동 전원을 공급하는 전력변환부를 구비하며, 전력변환부는, 입력 교류 전원을 정류하는 정류부, 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하여, 변환된 직류 전원을 출력하는 복수의 컨버터를 구비하는 인터리브 컨버터, 및 인터리브 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부를 포함하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 타입의 제1 스위칭 소자를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제2 컨버터는, 제1 타입 보다 정격 전압이 높은 제2 타입의 제2 스위칭 소자를 구비한다. In addition, the air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object comprises a compressor and a power conversion unit for supplying driving power to the motor in the compressor, the power conversion unit, rectification unit for rectifying the input AC power, rectification An interleaved converter having a plurality of converters for converting the supplied power to a DC power and outputting the converted DC power, and a converter control unit for controlling the interleaved converter, wherein the first converter of the interleaved converter is a first type of first type. One switching element is provided, and the second converter among the interleaved converters includes a second switching element of a second type having a higher rated voltage than the first type.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전력변환장치, 및 이를 구비하는 공기조화기는, 인터리브 컨버터를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 타입의 제1 스위칭 소자를 구비하며, 인터리브 컨버터 중 제2 컨버터는, 제1 타입 보다 정격 전압이 높은 제2 타입의 제2 스위칭 소자를 구비함으로써, 다양한 부하에 대응하여, 각 스위칭 소자를 동작시킬 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, a power converter and an air conditioner having the same include an interleaved converter, and a first converter among the interleaved converters includes a first switching element of a first type, The second converter includes a second switching element of the second type having a higher rated voltage than the first type, so that each switching element can be operated in response to various loads.

저부하시, 정격 전압이 낮은 제1 스위칭 소자를 동작시킴으로써, 동작 효율을 개선할 수 있으며, 고부하시, 정격 전압이 높은 제2 스위칭 소자를 동작시킴으로써, 고부하시에도 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.The operation efficiency can be improved by operating the first switching element with low load and low rated voltage, and by operating the second switching element with high load and high rated voltage, it is possible to operate stably even under high load.

또한, 중간 부하시, 제1 컨버터와 제2 컨버터를 인터리브 동작시킴으로써, 입력 전류 리플 및 노이즈를 저감시킬 수 있게 된다.In addition, by interleaving the first converter and the second converter during an intermediate load, input current ripple and noise can be reduced.

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 4는 도 3의 전력변환장치 내의 컨버터의 회로도를 예시한다.
도 5는 도 4의 각 컨버터 제어부의 내부 블록도를 예시한다.
도 6은 전력변환장치의 부하 영역을 예시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 4의 전력변환장치의 동작을 예시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 도 4의 제1 컨버터의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 9는 도 3의 전력변환장치 내의 인버터의 회로도를 예시한다.
도 10은 도 9의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
1 is a block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic view of the air conditioner of FIG. 1.
3 is an internal block diagram of a power converter of the outdoor unit of FIG. 1.
4 illustrates a circuit diagram of a converter in the power converter of FIG. 3.
FIG. 5 illustrates an internal block diagram of each converter controller of FIG. 4.
6 is a diagram illustrating a load region of a power converter.
7A to 7C are diagrams illustrating an operation of the power converter of FIG. 4.
8A to 8B are views referred to for describing the operation of the first converter of FIG. 4.
FIG. 9 illustrates a circuit diagram of an inverter in the power converter of FIG. 3.
FIG. 10 is an internal block diagram of the inverter controller of FIG. 9.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

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 suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성도이고, 도 2는 도 1의 공기조화기의 개략도를 나타내는 도면이다 1 is a block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a schematic diagram of the air conditioner of Figure 1

도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100)는, 실외기(150), 및 실내기(170)를 포함한다.Referring to the drawings, the air conditioner 100 includes an outdoor unit 150 and an indoor unit 170.

실외기(150)는, 연결된 실내기(170)의 요구 또는 외부의 제어명령에 대응하여, 냉방모드 또는 난방모드로 동작되며, 실내기(170)로 냉매를 공급한다. The outdoor unit 150 operates in the cooling mode or the heating mode in response to a request of the connected indoor unit 170 or an external control command, and supplies the refrigerant to the indoor unit 170.

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 outdoor unit 150 includes a compressor 152 for compressing a refrigerant, a compressor electric motor 152b for driving the compressor, and an outdoor heat exchanger 154 for dissipating the compressed refrigerant. And an outdoor blower 155 which is disposed on one side of the outdoor heat exchanger 154 and includes an outdoor fan 155a for promoting heat dissipation of the refrigerant and an electric motor 5b for rotating the outdoor fan 155a, and the condensed refrigerant. The expansion mechanism 156 to expand, the cooling / heating switching valve 160 for changing the flow path of the compressed refrigerant, and the accumulator for temporarily storing the gasified refrigerant to remove moisture and foreign matter and then supplying a refrigerant of a constant pressure to the compressor. (153) and the like. The compressor 152 may be at least one of an inverter compressor and a constant speed compressor.

또한, 실외기(150)는, 냉매의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력센서(미도시), 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도센서(미도시) 등을 더 포함할 수 있다. In addition, the outdoor unit 150 may further include at least one pressure sensor (not shown) for measuring the pressure of the refrigerant, at least one temperature sensor (not shown) for measuring the temperature, and the like.

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 indoor unit 170 includes an indoor side heat exchanger 208 disposed indoors to perform a cooling / heating function, and an indoor fan 209a disposed on one side of the indoor side heat exchanger 208 to promote heat dissipation of the refrigerant; And an indoor blower 209 made of an electric motor 209b for rotating the indoor fan 209a. At least one indoor side heat exchanger 208 may be installed.

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. In addition, the indoor unit 170 may further include a discharge port (not shown) for discharging the heat-exchanged air, and a wind direction controller (not shown) for controlling the direction of the discharged air by opening and closing the discharge port (not shown). For example, a vane may be installed to open and close at least one of an air inlet (not shown) and an air outlet (not shown), and the vane may open and close the air inlet and the air outlet, And the direction of the discharged air.

한편, 실내기(170)는, 실내팬(209a)의 회전속도에 따라 흡입되는 공기 및 토출되는 공기를 제어함으로써, 풍량을 조절할 수 있다. On the other hand, the indoor unit 170, by controlling the intake air and discharged air in accordance with the rotational speed of the indoor fan 209a, it is possible to adjust the amount of air.

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. In addition, the indoor unit 170 may further include a display unit (not shown) for displaying the operation state and setting information of the indoor unit 170, and an input unit (not shown) for inputting setting data. The apparatus may further include an indoor temperature sensing unit (not shown) that senses an indoor temperature, a human body sensing unit (not shown) that detects a human body existing in an indoor space.

한편, 공기조화기(100)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.On the other hand, the air conditioner 100 may be configured as a cooler for cooling the room, or may be configured as a heat pump for cooling or heating the room.

한편, 도면에서는 실내기(170)로 스탠드형인 것을 예로 하여 설명하나, 천장형 또는 벽걸이형에도 가능하며, 실외기와 실내기의 구분이 없는 일체형 등 다양한 형태가 가능하다. In the drawings, the indoor unit 170 will be described as being an example of a stand type, but can also be a ceiling type or a wall-mounted type, and various forms such as an integrated type having no distinction between an outdoor unit and an indoor unit are possible.

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, between the indoor unit 170 and the outdoor unit 150 is connected to the refrigerant pipe, the cold air is discharged from the indoor unit 170 to the room in accordance with the circulation of the refrigerant. In this case, a plurality of indoor units 170 may be connected to one outdoor unit 150, and at least one indoor unit may be connected to each of the plurality of outdoor units.

또한, 실내기(170)와 실외기(150) 사이는, 통신선으로 연결되어 소정의 통신방식에 따라 제어명령을 송수신할 수 있다. In addition, the indoor unit 170 and the outdoor unit 150 may be connected with a communication line to transmit and receive a control command according to a predetermined communication method.

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. Meanwhile, the compressor 152 may be driven by driving power supplied through the following power converter 200. Specifically to the motor in compressor 152. The driving power from the power converter 200 may be supplied.

도 3은 도 1의 실외기의 전력변환장치의 내부 블록도이고, 도 4는 도 3의 전력변환장치 내의 컨버터의 회로도를 예시한다.3 is an internal block diagram of the power converter of the outdoor unit of FIG. 1, and FIG. 4 illustrates a circuit diagram of the converter in the power converter of FIG.

본 발명의 실시예에 따른 전력변환장치(200)는, 필터부(403), 정류부(405), 컨버터(410), 컨버터 제어부(415), 커패시터(C), 인버터(420), 및 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다. Power converter 200 according to an embodiment of the present invention, the filter unit 403, rectifier 405, converter 410, converter control unit 415, capacitor (C), inverter 420, and inverter control unit 430 may be included.

필터부(403)는, 입력 교류 전원(201)과 정류부(405) 사이에 배치될 수 있으며, 입력 교류 전원(201) 또는 전력변환장치(200)에서 발생하는 고조파 전류 등을 필터링할 수 있다. 이를 위해, 필터부(403)는, 유도성 소자인 인덕터, 용량성 소자인 커패시터 등을 구비할 수 있다. 예를 들어, 필터부(403)는, 인덕터, 커패시터, 인덕터가 배치되는 LCL 필터를 구비할 수 있다.The filter unit 403 may be disposed between the input AC power source 201 and the rectifier 405, and may filter harmonic currents generated by the input AC power source 201 or the power converter 200. To this end, the filter unit 403 may include an inductor as an inductive element, a capacitor as a capacitive element, and the like. For example, the filter unit 403 may include an LCL filter in which an inductor, a capacitor, and an inductor are disposed.

정류부(405)는, 필터부(403)를 통과한 입력 교류 전원(201)을 입력받아, 정류한다. 도 4는, 단상 교류 전원에 대한 정류부(405)로서, 4개의 다이오드(Da,Db,Dc,Dd)가 브릿지 형태로 사용되는 것을 예시하나, 다양한 예가 가능하다.The rectifier 405 receives an input AC power source 201 that has passed through the filter unit 403 and rectifies the rectifier. 4 illustrates that the rectifier 405 for a single-phase AC power source uses four diodes Da, Db, Dc, and Dd in the form of a bridge, but various examples are possible.

컨버터(410)는, 정류부(405)로부터의 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하여, 출력한다. 특히, 컨버터(410)의 출력단에 배치되는 커패시터(C)에 출력한다. The converter 410 converts the rectified power from the rectifier 405 into a direct current power and outputs it. In particular, it outputs to the capacitor (C) disposed at the output terminal of the converter (410).

본 발명의 실시예에서는, 컨버터(410)로, 복수개의 컨버터(410a,410b,...)를 구비하는 인터리브 컨버터(cascade converter)를 사용하는 것으로 한다. 인터리브 컨버터로, 인터리브 부스트 컨버터, 인터리브 벅 부스트 컨버터, 인터리브 벅 컨버터 등이 가능하나, 이하에서는 인터리브 부스트 컨버터를 중심으로 기술한다.In the embodiment of the present invention, as the converter 410, an interleaved converter having a plurality of converters 410a, 410b, ... is used. As an interleaved converter, an interleaved boost converter, an interleaved buck boost converter, an interleaved buck converter, and the like can be used. Hereinafter, the interleaved boost converter will be described.

인터리브 부스트 컨버터(410) 내의 복수개의 부스트 컨버터(410a,410b,...)는, 서로 병렬 접속되어, 인터리빙(Interleaving) 동작을 수행한다. 복수개의 부스트 컨버터가 서로 병렬 접속되어, 인터리빙(Interleaving)에 의한 전압 제어를 수행함으로써, 전류 분배에 의한 전압 제어가 가능해진다. 이에 따라, 인터리브 부스트 컨버터(410) 내의 회로 소자 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 입력 전류의 리플을 저감할 수 있게 된다.The plurality of boost converters 410a, 410b, ... in the interleaved boost converter 410 are connected in parallel to each other to perform an interleaving operation. A plurality of boost converters are connected in parallel to each other to perform voltage control by interleaving, thereby enabling voltage control by current distribution. Accordingly, circuit element durability in the interleaved boost converter 410 may be improved. In addition, the ripple of the input current can be reduced.

한편, 인터리브 부스트 컨버터에서, 사용되는 스위칭 소자로, 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor;MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar mode transistor;IGBT) 등이 사용될 수 있다.Meanwhile, as the switching element used in the interleaved boost converter, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT), or the like may be used.

본 발명의 실시예에서는, 저부하 영역에서, 높은 효율의 전력 변환을 수행하고, 고부하 영역에서, 안정적인 구동이 가능하도록 하기 위해, 제1 부스트 컨버터 내의 스위칭 소자로, MOSFET을 사용하고, 제2 부스트 컨버터 내의 스위칭 소자로, IGBT를 사용하는 것으로 한다. 이러한 구성의 인터리브 컨버터는, 도 4와 같이 예시된다. In an embodiment of the present invention, a MOSFET is used as a switching element in the first boost converter to perform high efficiency power conversion in a low load region and to enable stable driving in a high load region, and a second boost. It is assumed that IGBT is used as the switching element in the converter. An interleaved converter having such a configuration is illustrated as shown in FIG. 4.

도 4는, 복수개의 부스트 컨버터(410) 중 제1 부스트 컨버터(410a)와 제2 부스트 컨버터(410b)를 예시한다. 이하에서는, 복수개의 부스트 컨버터(410) 중, 제1 부스트 컨버터(410a)와 제2 부스트 컨버터(410b)를 중심으로 기술한다.4 illustrates a first boost converter 410a and a second boost converter 410b of the plurality of boost converters 410. Hereinafter, the first boost converter 410a and the second boost converter 410b of the plurality of boost converters 410 will be described.

제1 부스트 컨버터(410a)는, 커패시터(C)에 일단이 접속되는 제1 다이오드(D1), 제1 다이오드(D1)와 정류부(405) 사이에 접속되는 제1 인덕터(L1), 제1 인덕터(L1)와 제1 다이오드(D1)에 병렬 접속되는 제1 부스트 스위칭 소자(S1)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 부스트 스위칭 소자(S1)는, MOSFET 스위칭 소자일 수 있다.The first boost converter 410a includes a first diode D1 having one end connected to the capacitor C, a first inductor L1 and a first inductor connected between the first diode D1 and the rectifier 405. The first boost switching device S1 may be connected to the L1 and the first diode D1 in parallel. In this case, the first boost switching device S1 may be a MOSFET switching device.

한편, 제2 부스트 컨버터(410b)는, 커패시터(C)에 일단이 접속되는 제2 다이오드(D2), 제2 다이오드(D2)와 정류부(405) 사이에 접속되는 제2 인덕터(L2), 제2 인덕터(L2)와 제2 다이오드(D2)에 병렬 접속되는 제2 부스트 스위칭 소자(S2)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 부스트 스위칭 소자(S2)는, IGBT 스위칭 소자일 수 있다.On the other hand, the second boost converter 410b includes a second diode D2, one end of which is connected to the capacitor C, a second inductor L2 connected between the second diode D2, and the rectifier 405, and a second one. The second boost switching device S2 may be connected to the second inductor L2 and the second diode D2 in parallel. In this case, the second boost switching device S2 may be an IGBT switching device.

MOSFET 스위칭 소자는, 동작 속도가 빠르며, 전력 변환시의 효율이 좋다는 장점이 있으나, 정격 전압이 IGBT 스위칭 소자에 비해 낮아, 고부하 영역에서는 그 사용이 제한적인 단점이 있다.The MOSFET switching element has the advantage of high operating speed and good efficiency in power conversion, but has a disadvantage in that its rated voltage is lower than that of the IGBT switching element, and its use is limited in the high load region.

한편, IGBT 스위칭 소자는, 정격 전압이 높아 MOSFET 스위칭 소자 보다 고부하 영역에서 안정적으로 동작가능하나, 동작 속도가 MOSFET 스위칭 소자 보다 늦어, 전력 변환시의 효율이 상대적으로 낮다는 단점이 있다.On the other hand, the IGBT switching element has a high rated voltage and can be stably operated in a high load region than the MOSFET switching element, but has a disadvantage in that the efficiency at the time of power conversion is relatively low because the operation speed is slower than that of the MOSFET switching element.

전력변환장치가, 부하 변동이 큰, 공기조화기의 압축기 등에 사용되는 경우, 어느 한 스위칭 소자만을 선택하여 사용하는 경우, 저부하 영역이나 고부하 영역을 모두 충족시키는 동작을 수행하기가 힘들 수 있다.When the power converter is used in a compressor of an air conditioner having a large load variation, when only one switching element is selected and used, it may be difficult to perform an operation that satisfies both the low load region and the high load region.

본 발명에서는, 이러한 점을 개선하기 위해, MOSFET 스위칭 소자와 IGBT 스위칭 소자를 모두 사용하는 것으로 한다. 이를 위해, 인터리브 컨버터를 사용하며, 부하에 따라, 각각의 스위칭 소자를 동작시키도록 한다.In the present invention, in order to improve this point, it is assumed that both the MOSFET switching element and the IGBT switching element are used. For this purpose, an interleaved converter is used, and each switching element is operated according to the load.

이를 위해, 컨버터 제어부(415)는, 커패시터(C) 양단의 전압에 대응하는 부하에 따라, 저부하 영역(도 6의 AE1), 고부하 영역(도 6의 AE3), 중간 부하 영역(도 6의 AE2)으로 구분하고, 해당 부하 영역에 따라, 저부하 영역에서는, 제1 컨버터(410a) 내의 MOSFET 스위칭 소자(S1)만 동작하도록 제어하고, 고부하 영역에서는 제2 컨버터((410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)만 동작하도록 제어하고, 중간 부하 영역에서는 제1 컨버터(410a)와 제2 컨버터(410b)가 인터리브 동작하도록, MOSFET 스위칭 소자(S1)와 IGBT 스위칭 소자(S2)를 교호하게 제어할 수 있다.To this end, the converter controller 415 may include a low load region (AE1 of FIG. 6), a high load region (AE3 of FIG. 6), and an intermediate load region (of FIG. 6) according to a load corresponding to the voltage across the capacitor C. AE2) and controls the MOSFET switching element S1 in the first converter 410a in the low load region to operate only in the low load region, and in the high load region, the IGBT switching element in the second converter 410b in accordance with the load region. The MOSFET switching element S1 and the IGBT switching element S2 may be alternately controlled such that only S2 is operated and the first converter 410a and the second converter 410b are interleaved in the intermediate load region. have.

한편, 제1 부스트 컨버터(410a)와 제2 부스트 컨버터(410b)는, 서로 병렬 접속되며, 부스트 모드(boost mode)로 동작할 수 있다. 부스트 모드 동작에 대해서는 도 8a 내지 도 8b를 참조하여 후술한다.Meanwhile, the first boost converter 410a and the second boost converter 410b may be connected in parallel to each other and operate in a boost mode. The boost mode operation will be described later with reference to FIGS. 8A to 8B.

또한, 전력변환장치(200)는, 정류부(405)의 출력단 전압을 검출하는 입력 전압 검출부(A), 인터리브 부스트 컨버터(410)의 출력단 전압, 즉 dc 단 커패시터(C)의 전압을 검출하는 출력 전압 검출부(B), 및 인터리브 부스트 컨버터(410) 내의 인덕터(L1,L2)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(F1,F2)를 더 포함할 수 있다.In addition, the power converter 200 outputs an input voltage detector A for detecting the output terminal voltage of the rectifier 405 and an output terminal voltage of the interleaved boost converter 410, that is, a voltage of the dc terminal capacitor C. The voltage detector B may further include a current detector F1 and F2 for detecting a current flowing through the inductor L1 and L2 in the interleaved boost converter 410.

입력 전압 검출부(A)는, 정류부(405)의 출력단 전압을 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전압 검출부(A)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 입력 전압(Vc1)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어부(415)에 입력될 수 있다.The input voltage detector A may detect the output terminal voltage of the rectifier 405. To this end, the input voltage detector A may include a resistor, an amplifier, or the like. The detected input voltage V c1 may be input to the converter controller 415 as a discrete signal in the form of a pulse.

출력 전압 검출부(B), 즉 dc 단 전압 검출부(B)는, 인터리브 부스트 컨버터(410)의 출력단 전압을 검출할 수 있다. 특히, 커패시터(C) 양단의 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. The output voltage detector B, that is, the dc terminal voltage detector B, may detect the output terminal voltage of the interleaved boost converter 410. In particular, the voltage V dc across the capacitor C may be detected.

커패시터(C)는, 인버터(420)와 부하(205) 사이에 배치되며, 인터리브 컨버터터의 출력 직류 전원을 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. 한편, 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. The capacitor C is disposed between the inverter 420 and the load 205 and stores the output DC power of the interleaved converter. In the figure, one element is illustrated as the smoothing capacitor C, but a plurality of elements may be provided to ensure device stability. On the other hand, since the DC power is stored at both ends of the capacitor C, this may be referred to as a dc end or a dc link end.

인버터(420)와 모터(205)를 포함하여, 부하라 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.Including an inverter 420 and a motor 205, the load 205 may be connected to both ends of the capacitor C of the power converter as shown in the figure. Accordingly, the dc terminal voltage V dc may correspond to the voltage of the load 205. The detected output voltage V dc may be input to the converter controller 415 as a discrete signal in the form of a pulse.

제1 전류 검출부(F1)는, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류(iL1)를 검출하며, 제2 전류 검출부(F2)는, 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류(iL2)를 검출할 수 있다. 이를 위해, 제1 및 제2 전류 검출부(F1,F2)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 교류 전류(iL1,iL2)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어부(415)에 입력될 수 있다.The first current detector F1 detects the current i L1 flowing through the first inductor L1 in the first boost converter 410a, and the second current detector F2 detects the second boost converter 410b. The current i L2 flowing in the second inductor L2 therein may be detected. To this end, a CT (current trnasformer), a shunt resistor, or the like may be used as the first and second current detectors F1 and F2. The detected input AC current i L1 , i L2 may be input to the converter controller 415 as a discrete signal in the form of a pulse.

한편, 컨버터 제어부(415)는, 제1 부스트 컨버터(410a)를 제어하는 제1 컨버터 제어부(415a)와, 제2 부스트 컨버터(410b)를 제어하는 제2 컨버터 제어부(415b)를 구비할 수 있다.The converter controller 415 may include a first converter controller 415a for controlling the first boost converter 410a and a second converter controller 415b for controlling the second boost converter 410b. .

제1 컨버터 제어부(415a)는, 출력 전압 검출부(B)에서 감지된 dc 단 전압(Vdc)과, 제1 전류 검출부(F1)에서 검출되는 제1 인덕터 전류(IL1)에 기초하여, 부하량을 연산할 수 있다. 그리고, 연산된 부하량이 저부하 영역에 대응하면, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 MOSFET 스위칭 소자(S1)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 제어할 수 있다.The first converter control unit 415a loads the load based on the dc terminal voltage V dc sensed by the output voltage detector B and the first inductor current I L1 detected by the first current detector F1. Can be calculated. When the calculated load corresponds to the low load region, the turn on / turn off timing of the MOSFET switching element S1 in the first boost converter 410a may be controlled.

한편, 제1 컨버터 제어부(415a)는, 연산된 부하량이 고부하 영역에 대응하면, 제2 컨버터 제어부(415b)로 연산된 부하량을 전달할 수 있다. 이에 따라, 제2 컨버터 제어부(415b)는, 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 제어할 수 있다.On the other hand, if the calculated load corresponds to the high load region, the first converter controller 415a may transfer the calculated load to the second converter controller 415b. Accordingly, the second converter controller 415b may control the turn on / turn off timing of the IGBT switching element S2 in the second boost converter 410b.

한편, 제1 컨버터 제어부(415a)는, 연산된 부하량이 중간 부하 영역에 대응하면, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 MOSFET 스위칭 소자(S1)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 제어하며, 제2 컨버터 제어부(415b)로 연산된 부하량을 전달할 수 있다. 이에 따라, 제2 컨버터 제어부(415b)는, 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 제어할 수 있다.On the other hand, when the calculated load corresponds to the intermediate load region, the first converter controller 415a controls the turn on / turn off timing of the MOSFET switching element S1 in the first boost converter 410a, and the second converter. The calculated load may be transferred to the controller 415b. Accordingly, the second converter controller 415b may control the turn on / turn off timing of the IGBT switching element S2 in the second boost converter 410b.

한편, 상술한 바와 달리, 제2 컨버터 제어부(415b)도, 출력 전압 검출부(B)에서 감지된 dc 단 전압(Vdc)과, 제2 전류 검출부(F2)에서 검출되는 제2 인덕터 전류(IL2)에 기초하여, 부하량을 연산할 수 있다. 그리고, 연산된 부하량이 고부하 영역에 대응하면, 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)의 턴 온/턴 오프 타이밍을 제어할 수 있다.On the other hand, unlike the above, the second converter controller 415b also has a dc terminal voltage V dc sensed by the output voltage detector B and a second inductor current I detected by the second current detector F2. Based on L2 ), the load amount can be calculated. If the calculated load corresponds to the high load region, the turn on / off timing of the IGBT switching element S2 in the second boost converter 410b may be controlled.

인버터(420)는, 복수개의 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 inverter 420 includes a plurality of inverter switching elements, converts the smoothed DC power supply Vdc into three-phase AC power supplies va, vb, vc of a predetermined frequency by turning on / off an operation of the switching device, It can output to the synchronous motor 250. At this time, the motor 250 may be a motor in the compressor.

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 9의 E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. The inverter controller 430 outputs an inverter switching control signal Sic to the inverter 420 to control the switching operation of the inverter 420. The inverter switching control signal Sic is a switching control signal of the pulse width modulation method PWM, and is generated and output based on the output current value i o detected from the output current detector E in FIG. 9.

도 5는 도 4의 각 컨버터 제어부의 내부 블록도를 예시한다.FIG. 5 illustrates an internal block diagram of each converter controller of FIG. 4.

먼저, 도 5(a)는 도 4의 제1 컨버터 제어부(415a)의 내부 블록도를 예시한다. 제1 컨버터 제어부(415a)는, 전류 지령 생성부(310), 전압 지령 생성부(320), 및 스위칭 제어신호 출력부(330)를 포함할 수 있다. First, FIG. 5A illustrates an internal block diagram of the first converter controller 415a of FIG. 4. The first converter controller 415a may include a current command generator 310, a voltage command generator 320, and a switching control signal output unit 330.

전류 지령 생성부(310)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* d1,i* q1)를 생성할 수 있다. The current command generator 310 generates a PI controller or the like based on the dc end voltage Vdc and the dc end voltage command value V * dc detected by the output voltage detector B, that is, the dc end voltage detector B. D, q-axis current setpoint (i * d1 , i * q1 ) can be generated.

전압 지령 생성부(320)는 d,q축 전류 지령치(i* d1,i* q1)와 검출되는 제1 입력전류(iL1)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 d,q축 전압 지령치(v* d1,v* q1)를 생성한다.The voltage command generation unit 320 generates a d, q-axis voltage command value v through a PI controller or the like based on the d, q-axis current command value i * d1 , i * q1 and the detected first input current i L1 . * d1 , v * q1 )

스위칭 제어신호 출력부(330)는 d,q축 전압 지령치(v* d1,v* q1)에 기초하여 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 MOSFET 스위칭 소자(S1)를 구동하도록 제1 컨버터 스위칭 제어신호(Scc1)를 제1 부스트 컨버터(410a)로 출력한다. The switching control signal output unit 330 drives the first converter switching control signal to drive the MOSFET switching element S1 in the first boost converter 410a based on the d, q-axis voltage command values v * d1 and v * q1 . (Scc1) is output to the first boost converter 410a.

결국, 제1 컨버터 제어부(415a)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)과, 제1 전류 검출부(F1)에서 검출되는 제1 입력전류(iL1)에 기초하여, 저부하 영역인 경우, 스위칭 소자(S1)를 구동하도록 제1 컨버터 스위칭 제어신호(Scc1)를 제1 부스트 컨버터(410a)로 출력한다. As a result, the first converter controller 415a is based on the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B and the first input current i L1 detected by the first current detector F1. In the low load region, the first converter switching control signal Scc1 is output to the first boost converter 410a to drive the switching element S1.

다음, 도 5(b)는 도 4의 제2 컨버터 제어부(415b)의 내부 블록도를 예시한다. 제2 컨버터 제어부(415b)는, 전류 지령 생성부(315), 전압 지령 생성부(325), 및 스위칭 제어신호 출력부(335)를 포함할 수 있다. Next, FIG. 5B illustrates an internal block diagram of the second converter controller 415b of FIG. 4. The second converter controller 415b may include a current command generator 315, a voltage command generator 325, and a switching control signal output unit 335.

전류 지령 생성부(315)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* d2,i* q2)를 생성할 수 있다. The current command generation unit 315 performs a PI controller or the like based on the dc end voltage Vdc and the dc end voltage command value V * dc detected by the output voltage detector B, that is, the dc end voltage detector B. D, q-axis current setpoint (i * d2 , i * q2 ) can be generated.

전압 지령 생성부(325)는 d,q축 전류 지령치(i* d2,i* q2)와 검출되는 제2 입력전류(iL2)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 d,q축 전압 지령치(v* d2,v* q2)를 생성한다.The voltage command generator 325 controls the d, q-axis voltage command value v through a PI controller or the like based on the d, q-axis current command value i * d2 , i * q2 and the detected second input current i L2 . * d2 , v * q2 )

스위칭 제어신호 출력부(335)는 d,q축 전압 지령치(v* d2,v* q2)에 기초하여 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)를 구동하도록 제2 컨버터 스위칭 제어신호(Scc2)를 제2 부스트 컨버터(410b)로 출력한다. The switching control signal output unit 335 may drive the second converter switching control signal to drive the IGBT switching element S2 in the second boost converter 410b based on the d, q-axis voltage command values v * d2 and v * q2 . (Scc2) is output to the second boost converter 410b.

결국, 제2 컨버터 제어부(415b)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)과, 제2 전류 검출부(F2)에서 검출되는 제2 입력전류(iL2)에 기초하여, 고부하 영역인 경우, IGBT 스위칭 소자(S2)를 구동하도록 제2 컨버터 스위칭 제어신호(Scc2)를 제2 부스트 컨버터(410b)로 출력한다. As a result, the second converter controller 415b is based on the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B and the second input current i L2 detected by the second current detector F2. In the high load region, the second converter switching control signal Scc2 is output to the second boost converter 410b to drive the IGBT switching element S2.

도 6은 전력변환장치의 부하 영역을 예시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating a load region of a power converter.

제1 컨버터 제어부(415a) 또는 제2 컨버터 제어부(415b)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)과, 제1 및 제2 전류 검출부(F1,F2)에서 검출되는 제1 및 제2 입력전류(iL1,iL2)에 기초하여, 커패시터 양단의 부하량을 연산할 수 있다. 이때의 부하량은 전력을 의미할 수 있다.The first converter controller 415a or the second converter controller 415b is detected by the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B and the first and second current detectors F1 and F2. Based on the first and second input currents i L1 and i L2 , a load amount across the capacitor may be calculated. At this time, the load may mean power.

제1 컨버터 제어부(415a) 또는 제2 컨버터 제어부(415b)는, 연산되는 부하량의 레벨이 제1 전력 레벨(Pa) 이하인 경우, 저부하로 판단하고, 연산되는 부하량의 레벨이 제2 전력 레벨(Pb) 이상인 경우, 고부하로 판단하며, 연산되는 부하량의 레벨이 제1 전력 레벨(Pa)과 제2 전력 레벨(Pb) 사이인 경우, 중간 부하로 판단할 수 있다.When the level of the calculated load amount is equal to or less than the first power level Pa, the first converter control section 415a or the second converter control section 415b determines that the load is low and the level of the calculated load amount is the second power level ( If Pb) or more, it is determined as a high load, and when the level of the calculated load amount is between the first power level Pa and the second power level Pb, it may be determined as an intermediate load.

이에 따라, 각각의 저부하 영역(Ae1), 중간 부하 영역(Ae2), 고부하 영역(Ae3)으로 구분될 수 있다. 한편, 이때의 제1 전력 레벨(Pa)과 제2 전력 레벨(Pb)은, 전력변환장치(200) 내의 메모리(미도시)에 저장가능하다.Accordingly, each of the low load region Ae1, the middle load region Ae2, and the high load region Ae3 may be divided. Meanwhile, the first power level Pa and the second power level Pb at this time may be stored in a memory (not shown) in the power converter 200.

한편, 제1 전력 레벨(Pa)과 제2 전력 레벨(Pb)은, 동작 조건 등에 따라, 가변 가능하다. 예를 들어, 일정 기간 동안 사용되는 최대 부하량이 소정치 이하인 경우, 제1 전력 레벨(Pa)과 제2 전력 레벨(Pb)은, 낮아질 수 있다.In addition, the 1st power level Pa and the 2nd power level Pb are variable according to an operation condition. For example, when the maximum load used for a certain period is less than or equal to a predetermined value, the first power level Pa and the second power level Pb may be lowered.

도 7a 내지 도 7c는 도 4의 전력변환장치의 동작을 예시하는 도면이다.7A to 7C are diagrams illustrating an operation of the power converter of FIG. 4.

먼저, 도 7a는 저부하 영역에서, 제1 부스트 컨버터(410a)만이 동작하는 것을 예시한다. First, FIG. 7A illustrates that only the first boost converter 410a operates in the low load region.

제1 컨버터 제어부(415a) 또는 제2 컨버터 제어부(415b)는, 연산된 부하랑이, 제1 전력 레벨(Pa) 이하인 경우, 저부하로 판단하고, 제1 부스트 컨버터(410a)만이 동작하도록 제어할 수 있다.The first converter controller 415a or the second converter controller 415b determines that the load is less than or equal to the first load level Pa and determines that only the first boost converter 410a operates. Can be.

제1 컨버터 제어부(415a)로부터의 제1 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc1)에 의해, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 MOSFET 스위칭 소자(S1)가 턴 온 하게 된다. 이에 의해, 제1 인덕터에 전류가 축적되며, MOSFET 스위칭 소자(S1)의 턴 오프시, 제1 인덕터에 축적된 에너지가, 커패시터(C)로 전달된다. The MOSFET switching element S1 in the first boost converter 410a is turned on by the first converter switching control signal Scc1 from the first converter controller 415a. As a result, current is accumulated in the first inductor, and energy stored in the first inductor is transferred to the capacitor C when the MOSFET switching element S1 is turned off.

이와 같이, 저부하시, 정격 전압이 낮은 MOSFET 스위칭 소자(S1)를 동작시킴으로써, 동작 효율을 개선할 수 있게 된다. In this way, by operating the MOSFET switching element S1 having a low rated voltage at low load, the operation efficiency can be improved.

다음, 도 7b는 중간 부하 영역에서, 제1 부스트 컨버터(410a)와 제2 부스트 컨버터(410b)가 동작하는 것을 예시한다. Next, FIG. 7B illustrates the operation of the first boost converter 410a and the second boost converter 410b in the intermediate load region.

제1 컨버터 제어부(415a) 또는 제2 컨버터 제어부(415b)는, 연산된 부하랑이, 제1 전력 레벨(Pa)과 제2 전력 레벨(Pb) 사이인 경우, 중간 부하로 판단하고, 제1 부스트 컨버터(410a)와 제2 부스트 컨버터(410b)가 인터리브 동작하도록 제어할 수 있다.When the calculated load range is between the first power level Pa and the second power level Pb, the first converter control unit 415a or the second converter control unit 415b determines that the load is an intermediate load, and thus the first boost. The converter 410a and the second boost converter 410b may be controlled to interleave.

제1 컨버터 제어부(415a)로부터의 제1 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc1)에 의해, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 MOSFET 스위칭 소자(S1)가 턴 온 하게 된다. 이때, 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)는 턴 오프될 수 있다.The MOSFET switching element S1 in the first boost converter 410a is turned on by the first converter switching control signal Scc1 from the first converter controller 415a. In this case, the IGBT switching element S2 in the second boost converter 410b may be turned off.

다음, MOSFET 스위칭 소자(S1)의 턴 오프시, 제2 컨버터 제어부(415b)로부터의 제2 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc2)에 의해, 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)가 턴 온 하게 된다.Next, when the MOSFET switching element S1 is turned off, the IGBT switching element S2 in the second boost converter 410b is turned on by the second converter switching control signal Scc2 from the second converter control unit 415b. Will come on.

이와 같이, 중간 부하시, 제1 부스트 컨버터(410a)와 제2 부스트 컨버터(410b)를 인터리브 동작시킴으로써, 입력 전류 리플 및 노이즈를 저감시킬 수 있게 된다.In this way, by interleaving the first boost converter 410a and the second boost converter 410b during the intermediate load, input current ripple and noise can be reduced.

다음, 도 7c는 고부하 영역에서, 제2 부스트 컨버터(410b)만이 동작하는 것을 예시한다. Next, FIG. 7C illustrates that only the second boost converter 410b operates in the high load region.

제1 컨버터 제어부(415a) 또는 제2 컨버터 제어부(415b)는, 연산된 부하랑이, 제2 전력 레벨(Pb) 이상인 경우, 고부하로 판단하고, 제2 부스트 컨버터(410b)만이 동작하도록 제어할 수 있다.The first converter controller 415a or the second converter controller 415b may determine a high load when the calculated load range is greater than or equal to the second power level Pb, and control only the second boost converter 410b to operate. have.

제2 컨버터 제어부(415b)로부터의 제1 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc2)에 의해, 제2 부스트 컨버터(410b) 내의 IGBT 스위칭 소자(S2)가 턴 온 하게 된다. 이에 의해, 제2 인덕터(L2)에 전류가 축적되며, IGBT 스위칭 소자(S2)의 턴 오프시, 제2 인덕터에 축적된 에너지가, 커패시터(C)로 전달된다. The IGBT switching element S2 in the second boost converter 410b is turned on by the first converter switching control signal Scc2 from the second converter controller 415b. As a result, current is accumulated in the second inductor L2, and when the IGBT switching element S2 is turned off, the energy accumulated in the second inductor is transferred to the capacitor C. FIG.

이와 같이, 고부하시, 정격 전압이 높은 IGBT 스위칭 소자(S2)를 동작시킴으로써, 고부하시에도 안정적으로 동작시킬 수 있게 된다.In this way, by operating the IGBT switching element S2 having a high rated voltage at high load, it is possible to operate stably even at high load.

결국, 이종 타입의 스위칭 소자를 사용하여, 부하 별로, 구동함으로써, 다양한 부하에서 전력변환장치를 효율적으로 구동 가능하게 된다. 특히, 부하 변동이 심한, 압축기 등을 효율적으로 구동할 수 있게 된다.As a result, by using a heterogeneous type of switching element and driving for each load, the power converter can be efficiently driven under various loads. In particular, it is possible to efficiently drive a compressor or the like having a large load variation.

도 8a 내지 도 8b는 도 4의 제1 컨버터의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.8A to 8B are views referred to for describing the operation of the first converter of FIG. 4.

도 8a와 도 8b는, 제1 부스트 컨버터(410a)가 부스트 모드로 동작하는 것을 예시한다. 8A and 8B illustrate that the first boost converter 410a operates in a boost mode.

도 8a는, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 제1 부스트 스위칭 소자(S1)가 턴 온 하는 경우, 제1 인덕터(L1), 제1 부스트 스위칭 소자(S1)에 의해 폐루프가 형성되어, 전류(Ia)가 흐르는 것을 예시한다. 이에 의해, 제1 인덕터(L1)에 전류(Ia)에 기초한 에너지가 축적된다. 이때, 제1 다이오드(D1)는 도통하지 않게 된다. 8A illustrates a closed loop formed by the first inductor L1 and the first boost switching element S1 when the first boost switching element S1 in the first boost converter 410a is turned on. Illustrates (Ia) flowing. As a result, energy based on the current Ia is accumulated in the first inductor L1. At this time, the first diode D1 does not conduct.

도 8b는, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 제1 부스트 스위칭 소자(S1)가 턴 오프하는 경우, 제1 다이오드(D1)가 도통하여, 제1 인덕터(L1), 및 제1 다이오드(D1)를 통해 전류(Ib)가 흐르는 것을 예시한다. 전류(Ib)는, 도 8a에서 제1 인덕터(L1)에 축적된 에너지와, 입력 교류 전원(201)에 기초한 전류가 합산된 것일 수 있다. 8B illustrates that when the first boost switching element S1 in the first boost converter 410a is turned off, the first diode D1 conducts, so that the first inductor L1 and the first diode D1 are turned on. It illustrates that the current Ib flows through. The current Ib may be the sum of the energy accumulated in the first inductor L1 and the current based on the input AC power supply 201 in FIG. 8A.

즉, 제1 부스트 컨버터(410a) 내의 제1 부스트 스위칭 소자(S1)는 턴 온/오프 동작, 즉 PWM 동작한다. That is, the first boost switching element S1 in the first boost converter 410a is turned on / off operation, that is, PWM operation.

제2 컨버터의 동작은 도 8a 내지 도 8b와 동일하므로 그 설명을 생략한다. Since the operation of the second converter is the same as that of FIGS. 8A to 8B, description thereof will be omitted.

도 9는 도 3의 전력변환장치 내의 인버터의 회로도를 예시한다.FIG. 9 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. Inverter 420 is a pair of upper arm switching elements Sa, Sb, Sc and lower arm switching elements S'a, S'b, S'c, which are connected in series with each other, and a total of three pairs of upper and lower arms The switching elements are connected in parallel with each other (Sa & S'a, Sb & S'b, Sc & S'c). Diodes are connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c.

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 inverter 420 perform on / off operations of the respective switching elements based on the inverter switching control signal Sic from the controller 430.

인버터(420)는, 모터(250) 동작 모드에서, 커패시터(C) 양단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 모터(250)를 구동한다.The inverter 420 drives the motor 250 by converting the DC power across the capacitor C into AC power in the motor 250 operation mode.

인버터 제어부(430)는, 인버터(420) 내의 스위칭 소자의 동작을 제어하는 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(도 9의 E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The inverter controller 430 may control to control the operation of the switching element in the inverter 420. To this end, the inverter controller 430 may receive an output current i o detected by the output current detector E of FIG. 9.

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 9의 E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. The inverter controller 430 outputs an inverter switching control signal Sic to the inverter 420 to control the switching operation of the inverter 420. The inverter switching control signal Sic is a switching control signal of the pulse width modulation method PWM, and is generated and output based on the output current value i o detected from the output current detector E in FIG. 9.

출력전류 검출부(도 9의 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 detector (E of FIG. 9) can detect the output current i o flowing between the inverter 420 and the three-phase motor 250. That is, the current flowing through the motor 250 is detected. The output current detector E may detect all of the output currents ia, ib, and ic of each phase, or may detect the output currents of two phases by using three-phase equilibrium.

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 detector E may be located between the inverter 420 and the motor 250, and a current trnasformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for current detection.

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.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the inverter 420 and the synchronous motor 250 or the three lower arm switching elements S'a, S'b, S'c of the inverter 420. It is possible to connect one end to each). On the other hand, it is also possible to use two shunt resistors using three-phase equilibrium. On the other hand, when one shunt resistor is used, the corresponding shunt resistor may be disposed between the above-described capacitor C and the inverter 420.

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 may be applied to the controller 430 as a discrete signal in the form of a pulse, and the inverter switching control signal Sic may be applied based on the detected output current i o . Is generated. In the following description, it is assumed that the detected output current i o is the three-phase output current (ia, ib, ic).

도 10은 도 9의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.FIG. 10 is an internal block diagram of the inverter controller of FIG. 9.

도 10을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 속도 연산부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the inverter controller 430 may include an axis converter 310, a speed calculator 320, a current command generator 330, a voltage command generator 340, an axis converter 350, and The switching control signal output unit 360 may be included.

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 axis conversion unit 310 receives the three-phase output currents (ia, ib, ic) detected by the output current detection unit E, and converts the two-phase currents i α and i β of the stationary coordinate system.

한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. On the other hand, the axis conversion unit 310 can convert the two-phase current (iα, iβ) of the stationary coordinate system into the two-phase current (id, iq) of the rotary coordinate system.

속도 연산부(320)는, 위치 감지부(235)로부터 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여, 속도(

Figure 112013021871614-pat00001
)를 연산할 수 있다. 즉, 위치 신호에 기반하여, 시간에 대해, 나누면, 속도를 연산할 수 있게 된다.The speed calculator 320 may calculate the speed (based on the position signal H of the rotor input from the position detector 235).
Figure 112013021871614-pat00001
) Can be calculated. That is, based on the position signal, when divided over time, the velocity can be calculated.

한편, 위치 감지부(235)는, 모터(250)의 회전자 위치를 감지할 수 있다. 이를 위해, 위치 감지부(235)는 홀 센서를 포함할 수 있다. On the other hand, the position detector 235 may detect the rotor position of the motor 250. To this end, the position sensor 235 may include a hall sensor.

한편, 속도 연산부(320)는, 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여 연산된 위치(

Figure 112013021871614-pat00002
)와 연산된 속도(
Figure 112013021871614-pat00003
)를 출력할 수 있다.On the other hand, the speed calculator 320 calculates the position calculated based on the input position signal H of the rotor (
Figure 112013021871614-pat00002
) And computed speed (
Figure 112013021871614-pat00003
) Can be printed.

한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도(

Figure 112013021871614-pat00004
)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(
Figure 112013021871614-pat00005
)와 목표 속도(ω)의 차이인 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, PI 제어기(535)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 command generation unit 330 has a calculation speed (
Figure 112013021871614-pat00004
) And the speed command value ω * r based on the target speed ω and a current command value i * q based on the speed command value ω * r . For example, the current command generation unit 330 has a calculation speed (
Figure 112013021871614-pat00005
PI control may be performed in the PI controller 535 based on the speed command value ω * r , which is a difference between the target speed ω and the target speed ω, and a current command value i * q may be generated. In the drawing, although the q-axis current command value i * q is illustrated as a current command value, it is also possible to generate | generate a d-axis current command value i * d unlike a figure. On the other hand, the value of the d-axis current command value i * d may be set to zero.

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 command generation unit 330 may further include a limiter (not shown) for restricting the level so that the current command value i * q does not exceed the allowable range.

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(544)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(548)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 command generation unit 340 includes the d-axis and q-axis currents i d and i q which are axis-converted in the two-phase rotational coordinate system by the axis conversion unit, and the current command value (such as the current command generation unit 330). Based on i * d , i * q ), the d-axis and q-axis voltage command values v * d and v * q are generated. For example, the voltage command generation unit 340 performs PI control in the PI controller 544 based on the difference between the q-axis current i q and the q-axis current command value i * q , and q The axial voltage setpoint v * q can be generated. In addition, the voltage command generation unit 340 performs the PI control in the PI controller 548 based on the difference between the d-axis current i d and the d-axis current command value i * d , and the d-axis voltage. The setpoint (v * d ) can be generated. On the other hand, the value of the d-axis voltage command value v * d may be set to 0, corresponding to the case where the value of the d-axis current command value i * d is set to zero.

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.On the other hand, the voltage command generation unit 340 may further include a limiter (not shown) for restricting the level so that the d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) do not exceed the allowable range. .

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 axis conversion unit 350.

축변환부(350)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(

Figure 112013021871614-pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The axis conversion unit 350 may be a position calculated by the speed calculating unit 320 (
Figure 112013021871614-pat00006
), And the d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) are inputted to perform axis conversion.

먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치(

Figure 112013021871614-pat00007
)가 사용될 수 있다.First, the axis conversion unit 350 converts from a two-phase rotation coordinate system to a two-phase stop coordinate system. At this time, the position calculated by the speed calculating unit 320 (
Figure 112013021871614-pat00007
) Can be used.

그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.In addition, the axis conversion unit 350 performs a transformation from the two-phase stop coordinate system to the three-phase stop coordinate system. Through this conversion, the axis conversion unit 1050 outputs the three-phase output voltage command values v * a, v * b, v * c.

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 signal output unit 360 generates the switching control signal Sic for the inverter based on the pulse width modulation (PWM) method based on the three-phase output voltage command values (v * a, v * b, v * c). To print.

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 by a gate driver (not shown) and input to a gate of each switching element in the inverter 420. As a result, each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c in the inverter 420 performs a switching operation.

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 converter according to the embodiment of the present invention, and the air conditioner having the same, is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments so that various modifications can be made 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. On the other hand, the operating method of the charging device of the present invention can be implemented as a processor-readable code on a processor-readable recording medium provided in the charging device. The processor-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by the processor.

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.In addition, while the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

Claims (16)

입력 교류 전원을 정류하는 정류부;
상기 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하여, 변환된 직류 전원을 출력하는 복수의 컨버터를 구비하는 인터리브 컨버터; 및
상기 인터리브 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부;
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터;를 포함하며,
상기 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 타입의 제1 스위칭 소자를 구비하며, 상기 인터리브 컨버터 중 제2 컨버터는, 상기 제1 타입 보다 정격 전압이 높은 제2 타입의 제2 스위칭 소자를 구비하며,
상기 컨버터 제어부는,
상기 커패시터 양단에 대응하는 부하의 레벨이 제1 레벨 이하인 경우, 상기 제1 컨버터의 상기 제1 스위칭 소자의 동작을 제어하며,
상기 커패시터 양단에 대응하는 부하의 레벨이 상기 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨 이상인 경우, 상기 제2 컨버터의 상기 제2 스위칭 소자의 동작을 제어하며,
일정 기간 동안 사용되는 최대 부하량이 소정치 이하인 경우, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨은, 낮아지는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
Rectifier for rectifying the input AC power;
An interleaved converter having a plurality of converters for converting the rectified power source into DC power and outputting the converted DC power; And
A converter controller for controlling the interleaved converter;
And a capacitor connected to an output terminal of the interleaved converter.
A first converter of the interleaved converter includes a first switching element of a first type, and a second converter of the interleaved converter includes a second switching element of a second type having a higher rated voltage than the first type. ,
The converter control unit,
When the level of the load corresponding to both ends of the capacitor is equal to or less than the first level, the operation of the first switching element of the first converter is controlled;
When the level of the load corresponding to both ends of the capacitor is greater than or equal to the second level greater than the first level, the operation of the second switching element of the second converter is controlled;
And the first level and the second level are lowered when the maximum load used for a predetermined period is less than or equal to a predetermined value.
제1항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 커패시터의 양단에 대응하는 부하에 따라, 상기 인터리브 컨버터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
The converter control unit,
And controlling the operation of the interleaved converter in accordance with a load corresponding to both ends of the capacitor.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 커패시터 양단에 대응하는 부하의 레벨이 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨 사이인 경우, 상기 제1 및 제2 컨버터의, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자의 동작을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
The converter control unit,
When the level of the load corresponding to both ends of the capacitor is between the first level and the second level, the operation of the first and second switching elements of the first and second converters are respectively controlled. Power inverter.
제4항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 제1 및 제2 컨버터의, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자의 동작 제어시, 인터리브 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 4, wherein
The converter control unit,
And controlling the interleaved operation of the first and second converters during the operation control of the first and second switching elements.
제1항에 있어서,
상기 인터리브 컨버터 중 상기 제1 컨버터는,
상기 정류부에 접속되는 제1 인덕터;
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 제1 다이오드;
상기 제1 인덕터와 상기 제1 다이오드 사이에서, 병렬 접속되는 상기 제1 스위칭 소자;를 포함하고,
상기 인터리브 컨버터 중 상기 제2 컨버터는,
상기 정류부에 접속되는 제2 인덕터;
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 제2 다이오드;
상기 제2 인덕터와 상기 제2 다이오드 사이에서, 병렬 접속되는 상기 제2 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
The first converter of the interleaved converter,
A first inductor connected to the rectifier;
A first diode connected to an output terminal of the interleaved converter;
The first switching element connected in parallel between the first inductor and the first diode;
The second converter of the interleaved converter,
A second inductor connected to the rectifier;
A second diode connected to an output terminal of the interleaved converter;
And the second switching element connected in parallel between the second inductor and the second diode.
제1항에 있어서,
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터;
상기 커패시터와 모터 사이에 접속되며, 상기 컨버터의 출력 전원을 교류 전원을 변환하여 출력하는 인버터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
A capacitor connected to an output terminal of the interleaved converter;
And an inverter connected between the capacitor and the motor and converting the output power of the converter to AC power.
제1항에 있어서,
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터; 및
상기 커패시터 양단의 전압을 검출하는 전압 검출부;를 더 포함하고,
상기 컨버터 제어부는,
상기 검출되는 커패시터 양단의 전압에 기초하여, 상기 인터리브 컨버터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
A capacitor connected to an output terminal of the interleaved converter; And
And a voltage detector for detecting a voltage across the capacitor.
The converter control unit,
And controlling the operation of the interleaved converter based on the voltage across the detected capacitor.
제1항에 있어서,
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터; 및
상기 커패시터 양단의 전압을 검출하는 전압 검출부;를 더 포함하고,
상기 컨버터 제어부는,
상기 제1 컨버터 내의 제1 인덕터에 흐르는 전류, 및 상기 제2 컨버터 내의 제2 인덕터에 흐르는 전류 중 적어도 하나와, 상기 검출되는 커패시터 양단의 전압에 기초하여, 상기 전력변환장치에 접속되는 부하량을 연산하고, 상기 연산된 부하량에 기초하여, 상기 인터리브 컨버터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
A capacitor connected to an output terminal of the interleaved converter; And
And a voltage detector for detecting a voltage across the capacitor.
The converter control unit,
A load amount connected to the power converter is calculated based on at least one of a current flowing through the first inductor in the first converter and a current flowing through the second inductor in the second converter and a voltage across the detected capacitor. And controlling the operation of the interleaved converter based on the calculated load amount.
제1항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 제1 컨버터를 제어하는, 제1 컨버터 제어부와,
상기 제2 컨버터를 제어하는, 제2 컨버터 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
The converter control unit,
A first converter controller for controlling the first converter,
And a second converter controller for controlling the second converter.
제1항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자는, 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터를 포함하며, 상기 제2 스위칭 소자는, 절연 게이트 양극성 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력변환장치.
The method of claim 1,
And the first switching element comprises a metal oxide semiconductor field effect transistor, and the second switching element comprises an insulated gate bipolar transistor.
압축기;
상기 압축기 내의 모터에 구동 전원을 공급하는 전력변환부;를 구비하며,
상기 전력변환부는,
입력 교류 전원을 정류하는 정류부;
상기 정류된 전원을 직류 전원으로 변환하여, 변환된 직류 전원을 출력하는 복수의 컨버터를 구비하는 인터리브 컨버터; 및
상기 인터리브 컨버터를 제어하는 컨버터 제어부;
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터;를 포함하며,
상기 인터리브 컨버터 중 제1 컨버터는, 제1 타입의 제1 스위칭 소자를 구비하며, 상기 인터리브 컨버터 중 제2 컨버터는, 상기 제1 타입 보다 정격 전압이 높은 제2 타입의 제2 스위칭 소자를 구비하며,
상기 컨버터 제어부는,
상기 커패시터 양단에 대응하는 부하의 레벨이 제1 레벨 이하인 경우, 상기 제1 컨버터의 상기 제1 스위칭 소자의 동작을 제어하며,
상기 커패시터 양단에 대응하는 부하의 레벨이 상기 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨 이상인 경우, 상기 제2 컨버터의 상기 제2 스위칭 소자의 동작을 제어하며,
일정 기간 동안 사용되는 최대 부하량이 소정치 이하인 경우, 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨은, 낮아지는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
compressor;
And a power conversion unit supplying driving power to a motor in the compressor.
The power converter,
Rectifier for rectifying the input AC power;
An interleaved converter having a plurality of converters for converting the rectified power source into DC power and outputting the converted DC power; And
A converter controller for controlling the interleaved converter;
And a capacitor connected to an output terminal of the interleaved converter.
A first converter of the interleaved converter includes a first switching element of a first type, and a second converter of the interleaved converter includes a second switching element of a second type having a higher rated voltage than the first type. ,
The converter control unit,
When the level of the load corresponding to both ends of the capacitor is equal to or less than the first level, the operation of the first switching element of the first converter is controlled;
Controlling the operation of the second switching element of the second converter when the level of the load corresponding to both ends of the capacitor is greater than or equal to the second level greater than the first level,
And the first level and the second level are lowered when the maximum load used for a predetermined period is less than or equal to a predetermined value.
삭제delete 제12항에 있어서,
상기 컨버터 제어부는,
상기 커패시터 양단에 대응하는 부하의 레벨이 상기 제1 레벨과 상기 제2 레벨 사이인 경우, 상기 제1 및 제2 컨버터의, 상기 제1 및 제2 스위칭 소자의 동작을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
The method of claim 12,
The converter control unit,
When the level of the load corresponding to both ends of the capacitor is between the first level and the second level, the operation of the first and second switching elements of the first and second converters are respectively controlled. Air conditioner.
제12항에 있어서,
상기 인터리브 컨버터 중 상기 제1 컨버터는,
상기 정류부에 접속되는 제1 인덕터;
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 제1 다이오드;
상기 제1 인덕터와 상기 제1 다이오드 사이에서, 병렬 접속되는 상기 제1 스위칭 소자;를 포함하고,
상기 인터리브 컨버터 중 상기 제2 컨버터는,
상기 정류부에 접속되는 제2 인덕터;
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 제2 다이오드;
상기 제2 인덕터와 상기 제2 다이오드 사이에서, 병렬 접속되는 상기 제2 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
The method of claim 12,
The first converter of the interleaved converter,
A first inductor connected to the rectifier;
A first diode connected to an output terminal of the interleaved converter;
The first switching element connected in parallel between the first inductor and the first diode;
The second converter of the interleaved converter,
A second inductor connected to the rectifier;
A second diode connected to an output terminal of the interleaved converter;
And the second switching element connected in parallel between the second inductor and the second diode.
제12항에 있어서,
상기 전력변환부는,
상기 인터리브 컨버터의 출력단에 접속되는 커패시터; 및
상기 커패시터 양단의 전압을 검출하는 전압 검출부;를 더 포함하고,
상기 컨버터 제어부는,
상기 제1 컨버터 내의 제1 인덕터에 흐르는 전류, 및 상기 제2 컨버터 내의 제2 인덕터에 흐르는 전류 중 적어도 하나와, 상기 검출되는 커패시터 양단의 전압에 기초하여, 상기 전력변환부에 접속되는 부하량을 연산하고, 상기 연산된 부하량에 기초하여, 상기 인터리브 컨버터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
The method of claim 12,
The power converter,
A capacitor connected to an output terminal of the interleaved converter; And
And a voltage detector for detecting a voltage across the capacitor.
The converter control unit,
Calculate a load amount connected to the power converter based on at least one of a current flowing through a first inductor in the first converter and a current flowing through a second inductor in the second converter and a voltage across the detected capacitor And control the operation of the interleaved converter based on the calculated load amount.
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