KR102043217B1 - Power transforming apparatus, air conditioner including the same and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로 특히, 역률 제어부를 포함하는 전력 변환 장치, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 교류 전원으로부터 입력되는 교류 전압을 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 전압에 대하여 역률 개선 동작을 수행하며 스위칭 소자를 포함하는 역률 제어부; 상기 역률 제어부의 출력 전압이 저장되는 DC-링크 캐패시터; 상기 스위칭 소자를 구동하는 게이트 구동부; 상기 게이트 구동부 측에 위치하고, 온도에 따라 가변하는 전압을 출력하는 서미스터; 및 상기 게이트 구동부에 구동 신호를 인가하고, 상기 서미스터와 연결되어, 상기 서미스터의 출력 전압이 설정값보다 작을 때 상기 구동 신호를 차단하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention relates to a power converter, and more particularly, to a power converter including a power factor controller, an air conditioner including the same, and a control method thereof. The present invention, the rectifier for rectifying the AC voltage input from the AC power source; A power factor controller which performs a power factor improvement operation on the voltage rectified by the rectifier and includes a switching element; A DC-link capacitor storing the output voltage of the power factor controller; A gate driver for driving the switching element; A thermistor positioned on the gate driver and outputting a voltage varying with temperature; And a controller configured to apply a driving signal to the gate driver and to be connected to the thermistor to block the driving signal when an output voltage of the thermistor is smaller than a set value.

Description

전력 변환 장치, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제어 방법 {Power transforming apparatus, air conditioner including the same and method for controlling the same}Power converting apparatus, air conditioner including the same and method for controlling same {Power transforming apparatus, air conditioner including the same and method for controlling the same}

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로 특히, 역률 제어부를 포함하는 전력 변환 장치, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power converter, and more particularly, to a power converter including a power factor controller, an air conditioner including the same, and a control method thereof.

일반적으로, 공기 조화기의 압축기는 모터를 구동원으로 이용하고 있다. 이러한 모터에는 전력 변환 장치로부터 교류 전력이 공급된다.Generally, the compressor of an air conditioner uses a motor as a drive source. These motors are supplied with alternating current power from a power converter.

이와 같은 전력 변환 장치는 주로, 정류부, 역률 제어부 및 인버터를 포함하는 것으로 일반적으로 알려져 있다. Such a power conversion device is generally known to include a rectifier, a power factor controller and an inverter.

우선, 상용 전원으로부터 출력되는 교류의 상용 전압은, 정류부에 의하여 정류된다. 이러한 정류부에서 정류된 전압은 인버터와 같은 전력 변환부에 공급된다. 이때, 전력 변환부는, 정류부에서 출력된 전압을 이용하여 모터를 구동하기 위한 교류 전력을 생성한다.First, the commercial voltage of the AC output from the commercial power supply is rectified by the rectifier. The rectified voltage is supplied to a power converter such as an inverter. In this case, the power converter generates AC power for driving the motor by using the voltage output from the rectifier.

경우에 따라, 정류부와 인버터 사이에는 역률 개선을 위한 직류-직류 컨버터(DC-DC converter)가 구비될 수 있다.In some cases, a DC-DC converter may be provided between the rectifier and the inverter to improve power factor.

이와 같은 컨버터에는 스위칭 동작을 위한 스위칭 소자가 구비된다.Such a converter is provided with a switching element for switching operation.

일반적으로 전력 변환 장치에는 IGBT와 같은 반도체 소자로 구현되는 스위칭 소자는 과전류, 과전압과 같은 이상 전압 및 이상 전류 발생 시 스위칭 소자를 보호하는 기능을 구현되어 있을 수 있지만 스위칭 소자 및/또는 게이트 구동부가 과열되는 경우에 이러한 과열로부터 스위칭 소자 및/또는 게이트 구동부를 보호하는 기능은 별도로 구현되어 있지 않을 수 있다.In general, a power conversion device may include a switching device implemented as a semiconductor device such as an IGBT. The switching device and / or the gate driver may overheat, although a switching device implemented by a semiconductor device such as an IGBT may have a function of protecting the switching device when an abnormal voltage such as overcurrent and overvoltage occurs. In this case, the function of protecting the switching element and / or the gate driver from such overheating may not be implemented separately.

따라서, 스위칭 소자 및/또는 게이트 구동부를 과열로부터 보호할 수 있는 방안이 요구되며, 이러한 경우에도 전력 변환 장치가 설치된 제품이 이상 없이 작동할 수 있도록 하는 방안이 요구된다.Therefore, a method for protecting the switching element and / or the gate driver from overheating is required, and in such a case, a method for allowing a product installed with a power converter to operate without error is required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 스위칭 소자 및 게이트 구동부 중 적어도 어느 하나가 과열에 의하여 소손되는 것을 방지할 수 있는 전력 변환 장치, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a power converter, an air conditioner including the same, and a control method capable of preventing at least one of the switching element and the gate driver from being burned out by overheating.

또한, 스위칭 소자 및 게이트 구동부 중 적어도 어느 하나를 과열로부터 보호하면서 공기 조화기가 이상 없이 동작하도록 할 수 있는 전력 변환 장치, 이를 포함하는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a power converter capable of operating an air conditioner without abnormal operation while protecting at least one of the switching element and the gate driver from overheating, an air conditioner including the same, and a control method thereof.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 교류 전원으로부터 입력되는 교류 전압을 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 전압에 대하여 역률 개선 동작을 수행하며 스위칭 소자를 포함하는 역률 제어부; 상기 역률 제어부의 출력 전압이 저장되는 DC-링크 캐패시터; 상기 스위칭 소자를 구동하는 게이트 구동부; 상기 게이트 구동부 측에 위치하고, 온도에 따라 가변하는 전압을 출력하는 서미스터; 및 상기 게이트 구동부에 구동 신호를 인가하고, 상기 서미스터와 연결되어, 상기 서미스터의 출력 전압이 설정값보다 작을 때 상기 구동 신호를 차단하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.As a first aspect for achieving the above technical problem, the present invention, the rectifier for rectifying the AC voltage input from the AC power source; A power factor controller which performs a power factor improvement operation on the voltage rectified by the rectifier and includes a switching element; A DC-link capacitor storing the output voltage of the power factor controller; A gate driver for driving the switching element; A thermistor positioned on the gate driver and outputting a voltage varying with temperature; And a controller configured to apply a driving signal to the gate driver and to be connected to the thermistor to block the driving signal when an output voltage of the thermistor is smaller than a set value.

여기서, 상기 설정값은, 상기 서미스터와 상기 스위칭 소자의 위치 차이에 따른 온도 차이를 고려하여 설정된 것일 수 있다.Here, the set value may be set in consideration of the temperature difference according to the positional difference between the thermistor and the switching element.

여기서, 상기 서미스터는, 상기 스위칭 소자와 상기 게이트 구동부를 각각 직각 방향으로 바라보는 위치에 설치될 수 있다.Here, the thermistor may be installed at a position facing each of the switching element and the gate driver in a right angle direction.

여기서, 상기 서미스터는, 상기 게이트 구동부의 FO(fault out) 단자에 연결될 수 있다.Here, the thermistor may be connected to a FO (fault out) terminal of the gate driver.

여기서, 상기 서미스터의 출력 전압이 설정값보다 작을 때, 상기 정류부의 출력을 통하여 상기 DC-링크 캐패시터에 충전된 전력이 상기 인버터로 그대로 전달되도록 제어할 수 있다.Here, when the output voltage of the thermistor is smaller than the set value, it is possible to control so that the power charged in the DC-link capacitor is transferred to the inverter as it is through the output of the rectifier.

여기서, 상기 제어부는, 상기 서미스터의 출력 전압이 상기 설정값 이상일 때 상기 구동 신호를 출력하여 상기 역률 제어부를 정상 동작시킬 수 있다.Here, the controller may output the driving signal when the output voltage of the thermistor is equal to or greater than the set value to normally operate the power factor controller.

정류부, 역률 제어부, DC-링크 캐패시터 및 인버터를 포함하고, 상기 역률 제어부를 구동하는 스위칭 소자 측에 서미스터가 설치된 전력 변환 장치의 제어 방법에 있어서,In the control method of the power converter including a rectifier, a power factor controller, a DC-link capacitor and an inverter, and the thermistor is installed on the side of the switching element for driving the power factor controller,

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 상기 서미스터의 출력 전압을 감지하는 단계; 상기 출력 전압이 설정값보다 작은지 판단하는 단계; 상기 출력 전압이 설정값보다 작을 때 상기 역률 제어부의 스위칭 소자의 구동을 중지하는 단계; 및 상기 정류부를 통하여 상기 DC-링크 캐패시터에 충전된 전력을 이용하여 상기 인버터가 동작하도록 제어하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.As a second aspect for achieving the technical problem, the present invention, the step of sensing the output voltage of the thermistor; Determining whether the output voltage is smaller than a set value; Stopping driving of the switching element of the power factor controller when the output voltage is smaller than a set value; And controlling the inverter to operate by using power charged in the DC-link capacitor through the rectifier.

여기서, 상기 설정값은, 상기 서미스터와 상기 스위칭 소자의 위치 차이에 따른 온도 차이를 고려하여 설정될 수 있다.Here, the set value may be set in consideration of the temperature difference according to the positional difference between the thermistor and the switching element.

여기서, 상기 서미스터의 출력 전압이 상기 설정값 이상일 때 상기 구동 신호를 출력하여 상기 역률 제어부를 정상 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include outputting the driving signal when the output voltage of the thermistor is equal to or greater than the set value to normally operate the power factor controller.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 제3관점으로서, 본 발명은, 상기와 같은 전력 변환 장치를 포함하는 공기 조화기를 제공할 수 있다.As a third aspect for achieving the above technical problem, the present invention can provide an air conditioner including the power converter as described above.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.The present invention has the following effects.

먼저, 과열로부터 스위칭 소자 및/또는 게이트 구동부를 보호하여 고온으로 인한 스위칭 소자 및/또는 게이트 구동부의 소손을 방지할 수 있다.First, it is possible to protect the switching element and / or the gate driver from overheating to prevent burnout of the switching element and / or the gate driver due to the high temperature.

이때, 전력 변환 장치의 작동을 멈추지 않고 패시브 상태로 동작하도록 할 수 있다. 따라서, 이러한 전력 변환 장치가 설치된 공기 조화기의 냉방 성능이 저하되지 않는다.In this case, the power converter may be operated in the passive state without stopping the operation. Therefore, the cooling performance of the air conditioner in which such a power converter was installed does not fall.

또한, 과열이 해소된 이후에 역률 제어부가 정상적으로 동작하도록 할 수 있다.In addition, the power factor controller may operate normally after the overheating is resolved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 세부 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 서미스터의 설치 위치를 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram illustrating a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed circuit diagram illustrating a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an installation position of a thermistor according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a control method of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention allows for various modifications and variations, specific embodiments thereof are illustrated by way of example in the drawings and will be described in detail below. However, it is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms disclosed, but rather the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. When an element such as a layer, region or substrate is referred to as being on another component "on", it will be understood that it may be directly on another element or there may be an intermediate element in between. .

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers, and / or regions, such elements, components, regions, layers, and / or regions It will be understood that it should not be limited by these terms.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 회로도이다.1 is a block diagram showing a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram showing a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전력 변환 장치(100)는 교류 전원(10)을 정류하는 정류부(110), 정류부(110)에서 정류된 DC 전압을 승/강압하거나 역률을 제어하는 컨버터(120), 컨버터(120)를 제어하는 컨버터 제어부(130), 삼상 교류 전류를 출력하는 인버터(140), 인버터(140)를 제어하는 인버터 제어부(150)와, 그리고 컨버터(120)와 인버터(140) 사이의 DC단 캐패시터(C)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, the power converter 100 may include: a rectifier 110 rectifying the AC power source 10 and a converter 120 for boosting / stepping down the DC voltage rectified by the rectifier 110 or controlling the power factor. ), A converter controller 130 for controlling the converter 120, an inverter 140 for outputting a three-phase alternating current, an inverter controller 150 for controlling the inverter 140, and a converter 120 and an inverter 140. It may include a DC terminal capacitor (C) between.

이러한 인버터(140)는 삼상 교류 전류를 출력하며, 이러한 출력 전류는 모터(200)에 공급된다. 여기서, 모터(200)는 공기 조화기를 구동하는 압축기 모터일 수 있다. 이하, 모터(200)는 공기 조화기를 구동하는 압축기 모터이고, 전력 변환 장치(100)는 이러한 압축기 모터를 구동하는 모터 구동장치인 것을 예로 설명한다.The inverter 140 outputs a three-phase alternating current, and this output current is supplied to the motor 200. Here, the motor 200 may be a compressor motor for driving the air conditioner. Hereinafter, the motor 200 is a compressor motor for driving the air conditioner, the power converter 100 will be described as an example of the motor driving device for driving such a compressor motor.

그러나 모터(200)는 압축기 모터에 제한되지 않으며, 주파수 가변된 교류 전압을 이용하는 다양한 응용제품, 예를 들어, 냉장고, 세탁기, 전동차, 자동차, 청소기 등의 교류 모터에 이용될 수 있다.However, the motor 200 is not limited to the compressor motor, and may be used in various applications using an AC voltage having a variable frequency, for example, an AC motor such as a refrigerator, a washing machine, an electric car, a car, a cleaner, and the like.

한편, 모터 구동장치(100)는, DC단 전압 검출부(B), 입력 전압 검출부(A), 입력 전류 검출부(D), 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다. The motor driving apparatus 100 may further include a DC terminal voltage detector B, an input voltage detector A, an input current detector D, and an output current detector E.

모터 구동장치(100)는, 계통으로부터의 교류 전원을 공급받아, 전력 변환하여, 모터(200)에 변환된 전력을 공급한다.The motor drive apparatus 100 receives AC power from a system, converts power, and supplies the converted power to the motor 200.

컨버터(120)는, 입력 교류 전원(10)을 직류 전원으로 변환한다. 이러한 컨버터(120)는 역률 제어부(PFC(power factor control)부)로 작동하는 직류-직류(DC-DC) 컨버터를 이용할 수 있다. 또한, 이러한 직류-직류(DC-DC) 컨버터는 승압 컨버터(boost converter)를 이용할 수 있다. 경우에 따라, 컨버터(120)는 정류부(110)를 포함하는 개념일 수 있다. 이하, 컨버터(120)는 승압 컨버터를 이용하는 예를 들어 설명한다.The converter 120 converts the input AC power supply 10 into a DC power supply. The converter 120 may use a DC-DC converter operating as a power factor control (PFC) unit. In addition, such a DC-DC converter may use a boost converter. In some cases, the converter 120 may be a concept including the rectifier 110. Hereinafter, the converter 120 will be described with an example using a boost converter.

정류부(110)는, 단상 교류 전원(10)을 입력받아 정류하고, 이와 같이 정류된 전원을 컨버터(120) 측으로 출력한다. 이를 위해, 정류부(110)는 브리지 다이오드를 이용한 전파 정류 회로를 이용할 수 있다.The rectifier 110 receives the single-phase AC power supply 10 to rectify the rectifier 110 and outputs the rectified power to the converter 120. To this end, the rectifier 110 may use a full-wave rectifier circuit using a bridge diode.

이와 같이, 컨버터(120)는 정류부(110)에서 정류된 전압을 승압 및 평활하는 과정에서 역률 개선 동작을 행할 수 있다.As described above, the converter 120 may perform a power factor improving operation in the process of boosting and smoothing the voltage rectified by the rectifier 110.

이러한 컨버터(120)는, 정류부(110)에 연결되는 인덕터(L1), 이 인덕터(L1)에 연결되는 스위칭 소자(Q1), 이러한 스위칭 소자(Q1)와 병렬로 연결되는 캐패시터(C), 및 스위칭 소자(Q1)와 캐패시터(C) 사이에 연결되는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.The converter 120 includes an inductor L1 connected to the rectifier 110, a switching element Q1 connected to the inductor L1, a capacitor C connected in parallel with the switching element Q1, and The diode D1 may be connected between the switching element Q1 and the capacitor C. FIG.

승압 컨버터(120)는 입력전압보다 높은 출력전압을 얻을 수 있는 컨버터로서, 스위칭 소자(Q1)가 도통되면 다이오드(D1)가 차단되면서 인덕터(L1)에 에너지가 저장되며, 캐패시터(C)에 저장되어 있던 전하가 방전하면서 출력단에 출력전압을 발생시킨다.The boost converter 120 is a converter capable of obtaining an output voltage higher than an input voltage. When the switching element Q1 is turned on, the diode D1 is blocked and energy is stored in the inductor L1 and stored in the capacitor C. The discharged charge discharges to generate an output voltage at the output terminal.

또한, 스위칭 소자(Q1)가 차단되면 스위칭 소자(Q1) 도통 시 인덕터(L1)에 저장되어 있던 에너지가 더해져서 출력단으로 전달된다.In addition, when the switching element Q1 is cut off, the energy stored in the inductor L1 is added to the output terminal when the switching element Q1 conducts.

여기서, 스위칭 소자(Q1)는 별도의 PWM(pulse width modulation) 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다. 즉, 컨버터 제어부(130)에서 전달되는 PWM 신호가 스위칭 소자(Q1)의 베이스(base; 또는 게이트) 단에 연결되어, 이 PWM 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다.Here, the switching element Q1 may perform a switching operation by a separate pulse width modulation (PWM) signal. That is, the PWM signal transmitted from the converter controller 130 may be connected to the base (or gate) terminal of the switching element Q1 to perform a switching operation by this PWM signal.

컨버터 제어부(130)는 스위칭 소자(Q1)의 게이트 단에 PWM 신호를 전달하는 게이트 구동부(gate driver;131)와, 이러한 게이트 구동부에 구동 신호를 전달하는 제어부(132)를 포함한 구성일 수 있다.The converter controller 130 may include a gate driver 131 for transmitting a PWM signal to the gate terminal of the switching element Q1 and a controller 132 for transmitting a driving signal to the gate driver.

이러한 스위칭 소자(Q1)는, 전력 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar mode transistor; IGBT)를 이용할 수 있다. The switching element Q1 may use a power transistor, for example, an insulated gate bipolar mode transistor (IGBT).

IGBT는 전력 MOSFET(metal oxide semi-conductor field effect transistor)과 바이폴라 트랜지스터(bipolar transitor)의 구조를 가지는 스위칭(switching) 소자로서, 구동전력이 작고, 고속 스위칭, 고내압화, 고전류 밀도화가 가능한 소자이다.IGBT is a switching device having a structure of a power MOSFET (metal oxide semi-conductor field effect transistor) and a bipolar transistor (bipolar transistor), the driving power is small, high speed switching, high breakdown voltage, high current density device is possible.

이와 같이, 컨버터 제어부(130)는 컨버터(120) 내의 스위칭 소자(Q1)의 턴 온 타이밍을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 소자(Q1)의 턴 온 타이밍을 위한 컨버터 제어 신호(Sc)를 출력할 수 있다.As such, the converter controller 130 may control the turn-on timing of the switching element Q1 in the converter 120. Accordingly, the converter control signal Sc for turning on timing of the switching element Q1 may be output.

이를 위해, 컨버터 제어부(130)는 입력 전압 검출부(A)와 입력 전류 검출부(B)로부터 각각, 입력 전압(Vs)과, 입력 전류(Is)를 수신할 수 있다.To this end, the converter controller 130 may receive the input voltage Vs and the input current Is from the input voltage detector A and the input current detector B, respectively.

경우에 따라, 이러한 컨버터(120) 및 컨버터 제어부(130)는 생략될 수 있다. 즉, 정류부(110)를 거친 출력 전압이 DC단 캐패시터(C)에 충전되거나 인버터(140)를 구동할 수 있다.In some cases, the converter 120 and the converter controller 130 may be omitted. That is, the output voltage passing through the rectifier 110 may be charged in the DC terminal capacitor C or drive the inverter 140.

입력 전압 검출부(A)는 입력 교류 전원(10)으로부터의 입력 전압(Vs)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 정류부(110) 전단에 위치할 수 있다.The input voltage detector A may detect the input voltage Vs from the input AC power supply 10. For example, it may be located in front of the rectifying unit 110.

입력 전압 검출부(A)는 전압 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전압(Vs)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어 신호(Sc)의 생성을 위해, 컨버터 제어부(130)에 인가될 수 있다.The input voltage detector A may include a resistor, an OP AMP, or the like for voltage detection. The detected input voltage Vs is a discrete signal in the form of a pulse and may be applied to the converter controller 130 to generate the converter control signal Sc.

다음, 입력 전류 검출부(D)는 입력 교류 전원(10)으로부터의 입력 전류(Is)를 검출할 수 있다. 구체적으로, 정류부(110) 전단에 위치할 수 있다.Next, the input current detector D may detect the input current Is from the input AC power supply 10. Specifically, it may be located in front of the rectifier 110.

입력 전류 검출부(D)는 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current transformer), 션트 저항 등을 포함할 수 있다. 검출된 입력 전압(Is)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 컨버터 제어 신호(Sc)의 생성을 위해 컨버터 제어부(130)에 인가될 수 있다. The input current detector D may include a current sensor, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like for current detection. The detected input voltage Is is a discrete signal in the form of a pulse and may be applied to the converter controller 130 to generate the converter control signal Sc.

DC 전압 검출부(B)는 DC단 캐패시터(C)의 맥동하는 전압(Vdc)을 검출한다. 이러한 전원 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등이 사용될 수 있다. 검출된 DC단 캐패시터(C)의 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(150)에 인가될 수 있으며, DC단 캐패시터(C)의 직류 전압(Vdc)에 기초하여 인버터 제어신호(Si)가 생성될 수 있다. The DC voltage detector B detects the pulsating voltage Vdc of the DC terminal capacitor C. For such power supply detection, a resistive element, OP AMP, or the like can be used. The detected voltage Vdc of the DC terminal capacitor C may be applied to the inverter controller 150 as a discrete signal in the form of a pulse, and may be applied to the DC voltage Vdc of the DC terminal capacitor C. An inverter control signal Si may be generated based on this.

한편, 도면과 달리, 검출되는 DC 전압은, 컨버터 제어부(130)에 인가되어, 컨버터 제어신호(Sc)의 생성에 사용될 수도 있다. On the other hand, unlike the figure, the detected DC voltage may be applied to the converter controller 130 and used to generate the converter control signal Sc.

인버터(140)는, 복수 개의 인버터 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, Q'c)를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 모터(200)에 출력할 수 있다. The inverter 140 includes a plurality of inverter switching elements Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, and Q'c, and smoothes the DC power supply Vdc smoothed by an on / off operation of the switching element. May be converted into a three-phase AC power source having a predetermined frequency and output to the three-phase motor 200.

구체적으로, 인버터(140)는 각각 서로 직렬 연결되는 상측 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc) 및 하측 스위칭 소자(Q'a, Q'b, Q'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하측 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결될 수 있다.Specifically, the inverter 140 is a pair of the upper switching elements (Qa, Qb, Qc) and the lower switching elements (Q'a, Q'b, Q'c) connected in series with each other, a total of three pairs of phase The lower switching elements can be connected in parallel with each other.

컨버터(120)와 마찬가지로, 인버터의 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, Q'c)는, 전력 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 예를 들어, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(insulated gate bipolar mode transistor; IGBT)를 이용할 수 있다. Like the converter 120, the switching elements Qa, Qb, Qc, Q'a, Q'b, and Q'c of the inverter may use a power transistor, for example, an insulated gate bipolar transistor (insulated gate). bipolar mode transistor (IGBT) can be used.

인버터 제어부(150)는, 인버터(140)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 제어신호(Si)를 인버터(140)에 출력할 수 있다. 인버터 제어신호(Si)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 모터(200)에 흐르는 출력 전류(io) 및 DC단 캐패시터(C) 양단인 DC단 전압(Vdc)에 기초하여 생성되어 출력될 수 있다. 이때의 출력 전류(io)는, 출력전류 검출부(E)로부터 검출될 수 있으며, DC단 전압(Vdc)은 DC단 전압 검출부(B)로부터 검출될 수 있다.The inverter controller 150 may output the inverter control signal Si to the inverter 140 to control the switching operation of the inverter 140. The inverter control signal Si is a switching control signal of the pulse width modulation method PWM, and is generated based on the output current io flowing through the motor 200 and the DC terminal voltage Vdc which is both ends of the DC terminal capacitor C. Can be output. The output current io at this time may be detected from the output current detector E, and the DC terminal voltage Vdc may be detected from the DC terminal voltage detector B.

출력전류 검출부(E)는, 인버터(140)와 모터(200) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 모터(200)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 may detect the output current io flowing between the inverter 140 and the motor 200. That is, the current flowing through the motor 200 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 the two phases by using three-phase equilibrium.

출력전류 검출부(E)는 인버터(140)와 모터(200) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current transformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detector E may be located between the inverter 140 and the motor 200, and a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for current detection.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 컨버터 제어부(130)에는 서미스터(NTC; 133)가 연결될 수 있다. 이러한 서미스터(133)는 온도에 따라 변화하는 전압 값을 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도가 높아질수록 출력 전압 값이 낮아질 수 있다.As shown in FIG. 2, the thermistor (NTC) 133 may be connected to the converter controller 130. The thermistor 133 may output a voltage value that varies with temperature. For example, the higher the temperature, the lower the output voltage value.

구체적으로, 서미스터(133)는 컨버터 제어부(130)의 게이트 구동부(131) 및 제어부(132)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 서미스터(133)는 스위칭 소자(Q1) 및 게이트 구동부(131) 측에 설치될 수 있다. 즉, 스위칭 소자(Q1) 및 게이트 구동부(131)에 가까운 위치에 설치될 수 있다.In detail, the thermistor 133 may be connected to the gate driver 131 and the controller 132 of the converter controller 130, respectively. The thermistor 133 may be installed at the switching element Q1 and the gate driver 131. That is, it may be installed at a position close to the switching element Q1 and the gate driver 131.

이때, 제어부(132)는 서미스터의 출력 전압에 따라 스위칭 소자(Q1)를 구동하는 구동 신호를 인가하거나 차단하도록 동작할 수 있다.In this case, the controller 132 may operate to apply or block a driving signal for driving the switching element Q1 according to the output voltage of the thermistor.

예를 들어, 서미스터의 출력 전압이 설정값보다 작을 때 스위칭 소자(Q1)의 구동 신호를 차단할 수 있다. 이하, 이러한 사항은 자세히 후술한다.For example, when the output voltage of the thermistor is smaller than the set value, the driving signal of the switching element Q1 may be blocked. This matter will be described later in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치를 나타내는 세부 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram illustrating a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 전력 변환 장치 중에서 역률 제어부(PFC(power factor control)부)로 작동하는 직류-직류(DC-DC) 컨버터에 해당하는 구성을 주로 도시하고 있다. FIG. 3 mainly shows a configuration corresponding to a DC-DC converter operating as a power factor control (PFC) unit among power converters.

도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 컨버터(120)는 정류부(110)에서 정류된 전압을 승압 및 평활하는 과정에서 역률 개선 동작을 행할 수 있다.As described with reference to FIG. 2, the converter 120 may perform a power factor improving operation in the process of boosting and smoothing the voltage rectified by the rectifier 110.

여기서, 도 2에서와 같은 인덕터(L1), 스위칭 소자(Q1)와 캐패시터(C) 사이에 연결되는 다이오드(D1) 등은 생략되어 있다.Here, the inductor L1, the diode D1 connected between the switching element Q1 and the capacitor C as shown in FIG. 2 is omitted.

또한, 스위칭 소자(Q1)는 게이트 구동부(131)에서 전달되는 PWM(pulse width modulation) 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다. 즉, 게이트 구동부(131)에서 전달되는 PWM 신호가 스위칭 소자(Q1)의 게이트 단에 연결되어, 이 PWM 신호에 의하여 스위칭 동작을 할 수 있다.In addition, the switching element Q1 may perform a switching operation by a pulse width modulation (PWM) signal transmitted from the gate driver 131. That is, the PWM signal transmitted from the gate driver 131 may be connected to the gate terminal of the switching element Q1 to perform a switching operation by this PWM signal.

제어부(132)는 이러한 게이트 구동부(131)에 PWM 구동 신호를 전달하여 게이트 구동부(131) 및 스위칭 소자(Q1)를 제어할 수 있다. The controller 132 may transfer the PWM driving signal to the gate driver 131 to control the gate driver 131 and the switching element Q1.

게이트 구동부(131)는 내부에 P형 MOS(metal-oxide semiconductor)(PMOS) 및 N형 MOS(NMOS)가 포함되어, 이 PMOS 및 NMOS가 온/오프(on/off) 동작함에 따라 스위칭 소자(Q1)에 구동 전압(예를 들어, 게이트-에미터 간 전압; VGE)이 인가되고, 이에 따라 스위칭 소자(Q1)가 온/오프 동작을 수행할 수 있다.The gate driver 131 includes a P-type metal-oxide semiconductor (PMOS) and an N-type MOS (NMOS) therein, and the PMOS and NMOS are turned on and off as the switching element ( A driving voltage (eg, gate-emitter voltage V GE ) is applied to Q1, and thus the switching element Q1 may perform an on / off operation.

이러한 게이트 구동부(131)는 저항(R1)에 의하여 스위칭 소자(Q1)의 게이트 단에 연결될 수 있다. 또한, 게이트 구동부(131)에는 구동을 위한 전원단(15V)이 연결될 수 있다.The gate driver 131 may be connected to the gate terminal of the switching element Q1 by the resistor R1. In addition, a power supply terminal 15V for driving may be connected to the gate driver 131.

이때, 스위칭 소자(Q1)의 컬렉터 단(C)은 위에서 언급한 DC-링크 캐패시터(DC)에 연결될 수 있고, 스위칭 소자(Q1)의 에미터(E) 단은 출력단으로서 전원 접지단(Ground; GND)에 연결될 수 있다.In this case, the collector stage C of the switching element Q1 may be connected to the above-mentioned DC-link capacitor DC, and the emitter E stage of the switching element Q1 is a power supply ground terminal as an output terminal; GND).

이와 같이, 스위칭 소자(Q1)의 동작에 의하여, 도 2에서 도시한 컨버터의 동작에 따라 정류부(110)에서 정류된 전압을 승압 및 평활되고, 이러한 승압 및 평활된 전압은 DC-링크 캐패시터(C)에 저장될 수 있다.In this way, by the operation of the switching element Q1, the voltage rectified in the rectifier 110 is boosted and smoothed according to the operation of the converter shown in FIG. 2, and the boosted and smoothed voltage is converted into the DC-link capacitor C. ) Can be stored.

위에서 언급한 바와 같이, 컨버터 제어부(130)에는 서미스터(NTC; 133)가 연결될 수 있다. 이러한 서미스터(133)는 온도에 따라 변화하는 전압 값을 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도가 높아질수록 출력 전압 값이 낮아질 수 있다.As mentioned above, the thermistor (NTC) 133 may be connected to the converter controller 130. The thermistor 133 may output a voltage value that varies with temperature. For example, the higher the temperature, the lower the output voltage value.

구체적으로, 서미스터(133)는 컨버터 제어부(130)의 게이트 구동부(131) 및 제어부(132)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 서미스터(133)는 스위칭 소자(Q1) 및 게이트 구동부(131) 측에 설치될 수 있다. 즉, 스위칭 소자(Q1) 및 게이트 구동부(131)에 가까운 위치에 설치될 수 있다.In detail, the thermistor 133 may be connected to the gate driver 131 and the controller 132 of the converter controller 130, respectively. The thermistor 133 may be installed at the switching element Q1 and the gate driver 131. That is, it may be installed at a position close to the switching element Q1 and the gate driver 131.

이때, 제어부(132)는 서미스터(133)의 출력 전압에 따라 스위칭 소자(Q1)를 구동하는 구동 신호를 인가하거나 차단하도록 동작할 수 있다.In this case, the controller 132 may operate to apply or block a driving signal for driving the switching element Q1 according to the output voltage of the thermistor 133.

예를 들어, 제어부(132)는 서미스터(133)의 출력 전압이 설정값보다 작을 때 스위칭 소자(Q1)의 구동 신호를 차단할 수 있다.For example, the controller 132 may block the driving signal of the switching element Q1 when the output voltage of the thermistor 133 is smaller than the set value.

여기서, 설정값은, 서미스터(133)와 스위칭 소자(Q1)의 위치 차이에 따른 온도 차이를 고려하여 설정된 것일 수 있다. 예를 들어, 서미스터(133)의 위치와 스위칭 소자(Q1)의 접합부 온도 사이에 존재하는 온도 차이를 고려하여 설정값이 설정될 수 있다. 즉, 서미스터(133)의 위치와 스위칭 소자(Q1)의 접합부 온도 사이에, 예를 들어, 5 ℃의 온도차가 존재한다면, 이로 인한 전압 차이를 고려하여 설정값이 정해질 수 있는 것이다.Here, the set value may be set in consideration of the temperature difference according to the positional difference between the thermistor 133 and the switching element Q1. For example, the set value may be set in consideration of the temperature difference existing between the position of the thermistor 133 and the junction temperature of the switching element Q1. That is, if a temperature difference of, for example, 5 ° C. exists between the position of the thermistor 133 and the junction temperature of the switching element Q1, the set value may be determined in consideration of the voltage difference.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 서미스터의 설치 위치를 나타내는 도이다. 4 is a diagram illustrating an installation position of a thermistor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 서미스터(133)는 스위칭 소자(Q1)와 게이트 구동부(131)를 각각 직각 방향으로 바라보는 위치에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 4, the thermistor 133 may be installed at a position facing the switching element Q1 and the gate driver 131 in a right angle direction, respectively.

즉, 게이트 구동부(131)는 반도체 집적 회로(integrated circuit; IC) 소자로 구현될 수 있는데, 서미스터(133)는 이러한 집적 회로 소자 및 스위칭 소자(Q1)에 가까운 위치에 설치될 수 있다.That is, the gate driver 131 may be implemented as a semiconductor integrated circuit (IC) device, and the thermistor 133 may be installed at a position close to the integrated circuit device and the switching device Q1.

다시, 도 3을 참조하면, 서미스터(133)는, 제어부(132)와 연결될 수 있으며, 동시에 게이트 구동부(131)의 FO(fault out) 단자에 연결될 수 있다. 이때, 게이트 구동부(131)의 FO 단자에서 신호가 출력되면 게이트 구동부(131)의 동작이 중지될 수 있다. Referring again to FIG. 3, the thermistor 133 may be connected to the control unit 132 and may be connected to a fault out (FO) terminal of the gate driver 131 at the same time. In this case, when a signal is output from the FO terminal of the gate driver 131, the operation of the gate driver 131 may be stopped.

또한, 제어부(132)는 게이트 구동부(131)의 입력 단자(IN)에 연결될 수 있다. 제어부(132)에서 게이트 구동부(131)의 입력 단자(IN)에 출력 신호를 인가하면 게이트 구동부(131)에서는 PWM 신호가 출력되지 않아 스위칭 소자(Q1)의 구동이 멈출 수 있다.In addition, the controller 132 may be connected to the input terminal IN of the gate driver 131. When the controller 132 applies an output signal to the input terminal IN of the gate driver 131, the PWM driver is not output from the gate driver 131, so that the driving of the switching element Q1 may be stopped.

이와 같이, 제어부(132)는 서미스터(133)의 출력 전압이 설정값보다 작을 때 스위칭 소자(Q1)의 구동 신호를 차단할 수 있다. 즉, 서미스터(133)가 설치된 위치의 온도가 증가하여 서미스터(133)의 출력 전압이 설정값보다 작아질 때, 스위칭 소자(Q1)의 구동을 멈출 수 있다.As such, the controller 132 may block the driving signal of the switching element Q1 when the output voltage of the thermistor 133 is smaller than the set value. That is, when the temperature of the position where the thermistor 133 is installed increases and the output voltage of the thermistor 133 becomes smaller than the set value, the driving of the switching element Q1 may be stopped.

즉, 제어부(132)에서는 이 서미스터(133)의 출력 전압을 감지하여, 그에 따른 온도가 설정 온도보다 높아질 경우에 게이트 구동부(131)의 입력 단자(IN)에 출력 신호를 주어 스위칭 소자(Q1)의 구동을 멈추도록 할 수 있는 것이다.That is, the controller 132 senses the output voltage of the thermistor 133 and, when the temperature thereof becomes higher than the set temperature, gives an output signal to the input terminal IN of the gate driver 131 to switch device Q1. You can stop the operation of the.

한편, 이와 같이, 서미스터(133)의 출력 전압이 설정값보다 작아져서 스위칭 소자(Q1)의 구동이 멈추었을 때, 제어부(132)는 정류부(110)의 출력을 통하여 DC-링크 캐패시터(C)에 충전된 전력이 인버터(140)로 그대로 전달되도록 제어할 수 있다. On the other hand, when the output voltage of the thermistor 133 is smaller than the set value and the driving of the switching element Q1 is stopped, the control unit 132 passes through the output of the rectifying unit 110 to the DC-link capacitor C. The power charged in the control may be transferred to the inverter 140 as it is.

즉, 제어부(132)는 전력 변환 장치가 컨버터(130) 동작 없이 수동적으로 동작할 수 있도록(이하, 이를 패시브(passive) 동작이라 칭한다.) 제어할 수 있다. 따라서, 이와 같이, 스위칭 소자(Q1)의 구동이 멈추었을 때에도 이러한 전력 변환 장치(100)를 이용하는 공기 조화기는 정상적으로 동작할 수 있다.That is, the controller 132 may control the power conversion device to operate manually without the converter 130 (hereinafter, referred to as passive operation). Thus, the air conditioner using the power converter 100 can operate normally even when the driving of the switching element Q1 is stopped.

이후에, 제어부(132)는 서미스터(133)의 출력 전압을 지속적으로 감지하여, 서미스터(133)의 출력 전압이 설정값 이상이 되면, 즉, 서미스터(133)가 설치된 부분의 온도가 설정값에 해당하는 온도 이하로 낮아지면 다시 구동 신호를 게이트 구동부(131)로 출력하여 역률 제어부(120)를 정상 동작시킬 수 있다.Subsequently, the controller 132 continuously detects the output voltage of the thermistor 133, and when the output voltage of the thermistor 133 becomes higher than or equal to the set value, that is, the temperature of the portion where the thermistor 133 is installed is adjusted to the set value. When the temperature falls below the corresponding temperature, the power factor controller 120 may be normally operated by outputting the driving signal to the gate driver 131 again.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 전력 변환 장치의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a control method of a power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 위에서 설명한 구성을 가지는 전력 변환 장치 및 이를 포함하는 공기 조화기의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the power converter having the configuration described above and the air conditioner including the same will be described.

즉, 도 1 내지 도 4에서 도시하는 바와 같은 정류부(110), 역률 제어부(120), DC-링크 캐패시터(C) 및 인버터(140)를 포함하고, 역률 제어부(120)를 구동하는 스위칭 소자(Q1) 측에 서미스터(133)가 설치된 전력 변환 장치(100)의 제어 방법을 구체적으로 설명한다.That is, a switching element including a rectifier 110, a power factor controller 120, a DC-link capacitor C, and an inverter 140 as shown in FIGS. 1 to 4 and driving the power factor controller 120 ( The control method of the power converter 100 provided with the thermistor 133 on the Q1) side will be described in detail.

먼저, 제어부(132)에서는 서미스터(NTC; 133)의 출력 전압을 감지한다(S10). 위에서 설명한 바와 같이, 서미스터(133)의 출력 전압은 게이트 구동부(131)의 FO 단자와 제어부(132)에 동시에 입력될 수 있다.First, the controller 132 senses an output voltage of the thermistor NTC 133 (S10). As described above, the output voltage of the thermistor 133 may be simultaneously input to the FO terminal of the gate driver 131 and the controller 132.

이후, 제어부(132)에서는 서미스터(133)의 출력 전압이 설정 전압보다 작은지 판단한다(S20). Thereafter, the controller 132 determines whether the output voltage of the thermistor 133 is smaller than the set voltage (S20).

구체적으로, 서미스터(133)의 출력 전압이 서미스터(133)의 위치와 스위칭 소자(Q1)의 접합부 온도 사이에 존재하는 온도 차이를 고려하여 설정값보다 작은지를 판단한다. 즉, 스위칭 소자(Q1)의 접합부와 게이트 구동부(131)의 과열 여부를 판단하는 것이다. 상술한 바와 같이, 설정값은, 서미스터(133)와 스위칭 소자(Q1)의 위치 차이에 따른 온도 차이를 고려하여 설정될 수 있다.Specifically, it is determined whether the output voltage of the thermistor 133 is smaller than the set value in consideration of the temperature difference existing between the position of the thermistor 133 and the junction temperature of the switching element Q1. That is, it is determined whether the junction of the switching element Q1 and the gate driver 131 are overheated. As described above, the set value may be set in consideration of the temperature difference according to the positional difference between the thermistor 133 and the switching element Q1.

이때, 서미스터(133)의 출력 전압이 설정 전압보다 작지 않으면 제어부(132)에서는 정상적으로 게이트 구동부(131)의 구동 신호를 출력(S30)하여 역률 제어부(120)를 구동한다.At this time, if the output voltage of the thermistor 133 is not smaller than the set voltage, the controller 132 normally outputs the driving signal of the gate driver 131 to drive the power factor controller 120.

반면, 서미스터(133)의 출력 전압이 설정값보다 작게 되면, 제어부(131)에서는 신호 출력을 중지하여(S40), 역률 제어부(120)의 스위칭 소자(Q1)의 구동이 멈추게 된다(S50).On the other hand, when the output voltage of the thermistor 133 is smaller than the set value, the control unit 131 stops the signal output (S40), the driving of the switching element Q1 of the power factor control unit 120 is stopped (S50).

이러한 상황에서는, 위에서 설명한 바와 같이, 제어부(131)는 전력 변환 장치(100)를 패시브 동작으로 구동한다(S60). 즉, 역률 제어부(120)는 구동을 멈추지만, 정류부(110)를 통하여 DC-링크 캐패시터(C)에 충전된 전력을 이용하여 인버터(140)가 동작하도록 제어하게 된다.In this situation, as described above, the controller 131 drives the power converter 100 in a passive operation (S60). That is, although the power factor control unit 120 stops driving, the inverter 140 is controlled to operate using the power charged in the DC-link capacitor C through the rectifier 110.

제어부(131)는 서미스터(133)의 출력 전압을 지속적으로 감지한다. 즉, S10 단계로 복귀하여 동작을 반복하게 된다.The controller 131 continuously detects the output voltage of the thermistor 133. That is, the operation returns to step S10 to repeat the operation.

이때, 이와 같은 패시브 동작 중에라도, 서미스터(133)의 출력 전압이 설정값 이상이 되면, 게이트 구동부(131)에 다시 구동 신호를 출력(S30)하여 역률 제어부(120)를 정상 동작시킬 수 있다.At this time, even during the passive operation, when the output voltage of the thermistor 133 becomes equal to or greater than the set value, the power factor controller 120 may be normally operated by outputting the driving signal to the gate driver 131 again (S30).

일반적으로 전력 변환 장치에는 IGBT와 같은 반도체 소자로 구현되는 스위칭 소자(Q1)는 과전류, 과전압과 같은 이상 전압 및 이상 전류 발생 시 스위칭 소자(Q1)를 보호하는 기능을 구현되어 있을 수 있지만 스위칭 소자(Q1) 및/또는 게이트 구동부(131)가 과열되는 경우에 이러한 과열로부터 스위칭 소자(Q1) 및/또는 게이트 구동부(131)를 보호하는 기능은 별도로 구현되어 있지 않을 수 있다.In general, in the power conversion device, the switching element Q1 implemented with a semiconductor element such as an IGBT may have a function of protecting the switching element Q1 when an abnormal current such as overcurrent, overvoltage, and abnormal current occur. When Q1) and / or gate driver 131 is overheated, the function of protecting switching element Q1 and / or gate driver 131 from such overheating may not be separately implemented.

본 발명에 의하면, 이와 같은 과열로부터 스위칭 소자(Q1) 및/또는 게이트 구동부(131)를 보호하여 고온으로 인한 스위칭 소자(Q1) 및/또는 게이트 구동부(131)의 소손을 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to protect the switching element Q1 and / or the gate driver 131 from such overheating, thereby preventing burnout of the switching element Q1 and / or the gate driver 131 due to the high temperature.

이때, 전력 변환 장치의 작동을 멈추지 않고 패시브 상태로 동작하도록 할 수 있다. 따라서, 이러한 전력 변환 장치가 설치된 공기 조화기의 냉방 성능이 저하되지 않는다.In this case, the power converter may be operated in the passive state without stopping the operation. Therefore, the cooling performance of the air conditioner in which such a power converter was installed does not fall.

또한, 과열이 해소된 이후에 역률 제어부(120)가 정상적으로 동작하도록 할 수 있다.In addition, after the overheating is resolved, the power factor controller 120 may operate normally.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 전력 변환 장치 110: 정류부
120: 역률 제어부, 컨버터 130: 컨버터 제어부
131: 게이트 구동부 132: 제어부
133: 서미스터(NTC)100: power converter 110: rectifier
120: power factor controller, converter 130: converter controller
131: gate driver 132: controller
133: Thermistor (NTC)

Claims (10)

교류 전원으로부터 입력되는 교류 전압을 정류하는 정류부;
상기 정류부에서 정류된 전압에 대하여 역률 개선 동작을 수행하며 스위칭 소자를 포함하는 역률 제어부;
상기 역률 제어부의 출력 전압이 저장되는 DC-링크 캐패시터;
상기 스위칭 소자를 구동하는 게이트 구동부;
상기 게이트 구동부 측에 위치하고, 온도에 따라 가변하는 전압을 출력하는 서미스터; 및
상기 게이트 구동부에 구동 신호를 인가하고, 상기 서미스터와 연결되어, 상기 서미스터의 출력 전압이 설정값보다 작을 때 상기 구동 신호를 차단하는 제어부를 포함하여 구성되고,
상기 서미스터는 상기 제어부와 상기 게이트 구동부의 FO(fault out) 단자에 각각 연결되고,
상기 제어부는, 상기 서미스터의 출력 전압이 설정값보다 작을 때, 상기 정류부의 출력을 통하여 상기 DC-링크 캐패시터에 충전된 전력이 인버터로 그대로 전달되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.A rectifier for rectifying an AC voltage input from an AC power source;
A power factor controller which performs a power factor improvement operation on the voltage rectified by the rectifier and includes a switching element;
A DC-link capacitor storing the output voltage of the power factor controller;
A gate driver for driving the switching element;
A thermistor positioned on the gate driver and outputting a voltage varying with temperature; And
A control unit configured to apply a driving signal to the gate driving unit and to be connected to the thermistor to block the driving signal when an output voltage of the thermistor is smaller than a set value.
The thermistors are respectively connected to FO (fault out) terminals of the controller and the gate driver.
The control unit, when the output voltage of the thermistor is less than the set value, the power conversion device, characterized in that to control the power supplied to the DC-link capacitor is delivered to the inverter as it is through the output of the rectifier. 제1항에 있어서, 상기 설정값은, 상기 서미스터와 상기 스위칭 소자의 위치 차이에 따른 온도 차이를 고려하여 설정된 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The power converter according to claim 1, wherein the set value is set in consideration of a temperature difference according to a positional difference between the thermistor and the switching element. 제1항에 있어서, 상기 서미스터는, 상기 스위칭 소자와 상기 게이트 구동부를 각각 직각 방향으로 바라보는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The power converter according to claim 1, wherein the thermistor is provided at a position facing the switching element and the gate driver in a right angle direction, respectively. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 서미스터의 출력 전압이 상기 설정값 이상일 때 상기 구동 신호를 출력하여 상기 역률 제어부를 정상 동작시키는 것을 특징으로 하는 전력 변환 장치.The power converter of claim 1, wherein the controller is configured to output the driving signal to operate the power factor controller when the output voltage of the thermistor is equal to or greater than the set value. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항의 전력 변환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.An air conditioner comprising the power converter of any one of claims 1 to 3.
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