KR20160104774A - 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템 - Google Patents

3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160104774A
KR20160104774A KR1020150027097A KR20150027097A KR20160104774A KR 20160104774 A KR20160104774 A KR 20160104774A KR 1020150027097 A KR1020150027097 A KR 1020150027097A KR 20150027097 A KR20150027097 A KR 20150027097A KR 20160104774 A KR20160104774 A KR 20160104774A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
inverter
rdson
current value
value
Prior art date
Application number
KR1020150027097A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101686861B1 (ko
Inventor
이근호
천광수
박홍주
박규성
Original Assignee
국민대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국민대학교산학협력단 filed Critical 국민대학교산학협력단
Priority to KR1020150027097A priority Critical patent/KR101686861B1/ko
Publication of KR20160104774A publication Critical patent/KR20160104774A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101686861B1 publication Critical patent/KR101686861B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H02M2001/0009—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법은 상기 인버터의 직류 링크에 설치된 단일 전류센서를 이용하여 전류를 측정하는 단계; 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하는 단계; 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 단계; 및 상기 보정된 전류값을 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 단계를 포함한다.
이에 의해 단일 전류센서를 통해 측정 불가 영역에서도 전류 측정을 쉽게 할 수 있으며, 종래와 같이 PWM 변형에 의한 제어 불안정, S/W 연산량 증가 등의 문제점이 발생을 하지 않으며, 지속적인 전류 측정이 가능하여 부하 제어가 용이하다.

Description

3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템{Method for detecting input current of 3-Phase PWM inverter and 3-Phase PWM inverter system}
본 발명은 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 단일 전류 센서를 사용하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 3상 PWM 인버터의 전류 측정은 별도의 전류 센서를 이용하여 전류를 측정한다. 그 중에서 단일 전류 센서를 이용하는 방법은 여러 가지 장점으로 예컨대, 가격이나 시스템 크기면에서 유리하기 때문에 널리 사용이 된다.
이러한 단일 전류 센서를 이용한 3상 PWM 인버터 시스템은 직류 링크(DC-link)에 단일 전류 센서를 설치하고 그 단일 전류센서로부터 전류를 측정한다.
도 1은 종래 단일 전류 센서를 이용한 인버터 시스템의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 종래 단일 전류 센서를 이용한 인버터(1)의 시스템은 직류 링크에 단일 전류 센서(2)를 설치하고 해당 센서가 감지한 신호는 A/D 컨버터로 연결되어 U, V, W상 전류를 측정한다.
도 2는 공간벡터 펄스폭 변조 인버터(SVPWM, Space Vector PWM) 방식에서 단일 전류 센서를 이용한 인버터의 전류 측정 가능 시점을 나타낸 그래프이다. 도 2를 살펴보면, PWM 반주기 동안 직류-링크(DC-link) 전류를 통하여 전류를 측정할 수 있는 최대 2개의 스위칭 상태가 존재한다.
도 2에서 V1(100)는 U상의 위쪽 스위치, V, W상의 아래쪽 스위치가 턴 온 되었다는 의미로서, 이 구간에서 측정 가능한 전류는 U상 전류이다. V2(110)는 U, V상의 위쪽 스위치, W상의 아래쪽 스위치다 턴 온 되었다는 의미로서, 이 구간에서 측정 가능한 전류는 W상 전류이다. 또한 각 스위칭 상태에서는 서로 다른 전류를 측정할 수 있다. 두 개의 스위칭 상태에서 서로 다른 두 상의 전류 정보를 알아낼 수 있는 경우에는, Y-결선 부하(3)의 iu+iv+iw=0의 관계식으로부터 3상 전류 정보를 알 수 있다.
여기서, 서로 다른 두 상의 정확한 전류 값을 측정하기 위해서는 두 개의 스위칭 상태가 일정 시간 이상 동안 유지되어야 한다. 그러나 실제 SVPWM 구현에서는 일정 시간을 유지할 수 없는 경우가 발생하게 된다.
도 3은 일반적인 전압 벡터 평면에서 단일 전류 센서로 전류의 측정이 불가능한 영역을 도시한 것이다. 도 3에서 회색으로 나타낸 영역이 측정 불가 영역을 의미한다.
이러한 단일 전류 센서로 측정이 불가능한 영역을 제거하기 위해 종래에는 PWM 인가 시간을 강제로 변경하여 측정 가능 상태의 PWM으로 변형 시키는 기술을 적용하였다. 하지만 이와 같이 PWM 인가 시간을 변경하는 방법의 경우, 원하는 정확한 합성 벡터를 만들지 못하거나, PWM 주기 내에서 비대칭 PWM을 만들어야 하는 등의 문제점이 발생한다. 또한, 이러한 문제점은 부하 제어 출력에 영향을 줄 수 있고, PWM 인가 시간 조정에 따른 소프트웨어 연산량의 증가가 발생한다는 문제점이 있다.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 Rdson 즉, 인버터의 아랫 상 스위치의 턴 온 시의 드레인과 소스 양단 사이의 저항값에 의해 발생하는 전압을 측정하여 전류를 측정함으로써 3상 PWM 인버터에서 생기는 측정 불가 영역을 제거해 주는 방법과 이를 이용한 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적은 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법에 있어서, 상기 인버터의 직류 링크에 설치된 단일 전류센서를 이용하여 전류를 측정하는 단계; 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하는 단계; 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 단계; 및 상기 보정된 전류값을 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법에 의해서 달성될 수 있다.
한편, 상기 목적은 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법에 있어서, 상기 인버터의 직류 링크에 설치된 단일 전류센서를 이용하여 전류를 측정하는 단계; 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하는 단계; 상기 단일 전류센서의 전류측정 가능 영역에서는 상기 단일 전류센서를 이용한 전류를 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 단계; 및 상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역에서는 직전에 측정했던 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하여 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 인버터는 공간벡터 펄스폭 변조 방식일 수 있다.
또한, 상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역은 PWM 반주기 동안 PWM 스위칭의 유지시간이 특정시간보다 적은 영역을 의미한다.
아울러, 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하는 단계는 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 턴 온 시의 드레인과 소스 양단 사이의 저항값에 의해 발생하는 전압을 측정하여 전류를 측정할 수 있다.
그리고, 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 보정은 상기 단일 전류센서의 전류측정이 가능했던 이전 PWM 반주기에서 측정한 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계를 일정 계수 또는 다항식을 이용하여 산출하고 이에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정할 수 있다.
한편, 상기 목적은 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 있어서, 상기 인버터의 직류 링크 전류를 센싱하는 단일 전류센서; 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하기 위한 Rdson 측정부; 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 전류보정부; 및 상기 보정된 전류값을 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 PWM 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적은 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 있어서, 상기 인버터의 직류 링크 전류를 센싱하는 단일 전류센서; 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하기 위한 Rdson 측정부; 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 전류보정부; 및 상기 단일 전류센서의 전류측정 가능 영역에서는 상기 단일 전류센서를 이용한 전류를 상기 인버터의 제어신호로 이용하고, 상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역에서는 보정된 Rdson를 이용한 전류값을 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 PWM 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 의해서 달성될 수 있다.
여기서, 상기 Rdson 측정부는 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 턴 온 시의 드레인과 소스 양단 사이의 저항값에 의해 발생하는 전압을 측정하여 전류를 측정할 수 있다.
또한, 상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역은 PWM 반주기 동안 PWM 스위칭의 유지시간이 특정시간보다 적은 영역을 의미한다.
그리고, 상기 전류보정부는 상기 단일 전류센서의 전류측정이 가능했던 이전 PWM 반주기에서 측정한 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계를 일정 계수 또는 다항식을 이용하여 산출하고 이에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 3상 PWM 인버터의 전류를 측정하는 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템은 Rdson 즉, 인버터의 아랫 상 스위치의 턴 온 시의 드레인과 소스 양단 사이의 저항값에 의해 발생하는 전압을 측정하여 전류를 측정함으로써 단일 전류센서를 통해 측정 불가 영역에서도 전류 측정을 쉽게 할 수 있다. 또한, 종래와 같이 PWM 변형에 의한 제어 불안정, S/W 연산량 증가 등의 문제점이 발생을 하지 않으며, 지속적인 전류 측정이 가능하여 부하 제어가 용이해진다.
도 1은 종래 단일 전류 센서를 이용한 인버터 시스템의 개념도이다.
도 2는 공간벡터 펄스폭 변조 인버터(SVPWM, Space Vector PWM) 방식에서 단일 전류 센서를 이용한 인버터의 전류 측정 가능 시점을 나타낸 그래프이다.
도 3은 일반적인 전압 벡터 평면에서 단일 전류 센서로 전류의 측정이 불가능한 영역을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템의 개념도이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템의 제어블록도이다.
도 6은 Rdson의 의미를 설명하기 위한 것으로, 도 6에서 (a)는 일반적인 스위치 기호를 나타내고 (b)는 왼쪽 스위치를 등가화한 기호를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법에 관한 제어흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법에 관한 제어흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템의 개념도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템의 제어블록도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템은 인버터(10), 단일 전류센서(21), Rdson 측정부(30), 전류보정부(40) 및 PWM 제어부(50)를 포함한다.
인버터(10)는 3상 펄스폭 변조 인버터(10)로서 직류 링크단의 정류된 전압을 인가받아 교류전원으로 변환하여 Y 결선 3상 부하에 출력한다.
단일 전류센서(21)는 직류 링크단에 부착되어 흐르는 전류를 감지하기 위한 것으로 이 전류센서가 감지한 아날로그 신호는 A/D 컨버터(미 도시)를 통해 디지털 신호로 변환되어 전류보정부(40) 및/또는 PWM 제어부(50)로 출력된다.
Rdson 측정부(30, 31, 32, 33)는 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하기 위한 것으로, 3상 PWM 인버터(10)의 아랫 상 스위치의 턴 온(Turn On) 시의 전압 강하를 측정하여 전류값으로 환산한다. Rdson 측정부(30)는 도 5와 같이 3상 PWM 인버터(10)의 아랫 상 스위치 각각의 턴 온(Turn On) 시의 전압 강하를 측정하여 전류보정부(40)로 출력한다. 3상 PWM 인버터(10)의 아랫 상 스위치 각각의 턴 온(Turn On) 시의 전압 강하의 측정값은 아날로그 신호로서 A/D 컨버터(미 도시)를 통해 디지털 신호로 변환되어 전류보정부(40)로 출력된다.
도 6은 Rdson의 의미를 설명하기 위한 것으로, 도 6에서 (a)는 일반적인 스위치 기호를 나타내고 (b)는 왼쪽 스위치를 등가화한 기호로서, 직렬 저항인 Rds가 존재를 하게 된다. (b)에서 스위치가 턴 온 하여 전류가 흐른다면, Rds 저항값에 의하여 스위치 D, S단에는 Vds = I * Rds의 식과 같이 스위치 양단에 Vds 전압이 걸리게 된다. 이때의 저항값을 Rdson이라 하며 Vds전압을 이용하면 스위치에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
이상적인 스위치라면 턴 온 시 Rdson(스위치의 Turn On시 Drain과 Source 양단 사이의 저항값)이 0이나, 실제 스위치에는 직렬 저항 성분이 존재한다.
이와 같은 본 발명은 Rdson을 이용하여 각각의 스위치 턴 온 시 흐르는 전류을 Rdson에 의하여 발생하는 전압을 측정하여 전류를 측정할 수 있다. 또한, 단일 전류센서(21) 측정 불가 영역에서도 별도의 PWM 변동 없이도 전류 측정을 지속적으로 할 수 있는 장점이 있다.
전류보정부(40)는 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하기 위한 것으로, 단일 전류센서(21)를 통해 측정한 전류값으로부터 산출한 각 상의 전류값과 각각의 스위치에서 Rdson을 이용해 산출한 전류값 간의 관계식을 도출하고, 해당 관계식에 따라 Rdson을 이용해 측정한 전류 값을 보정한다.
단일 전류센서(21)를 통해 획득한 전류값은 Rdson을 이용한 전류값에 비해 정확성이 높다. 따라서, 단일 전류센서(21)와 Rdson을 이용한 전류 값 간의 관계식, 예컨대 일정 계수 혹은 다항식을 이용한 관계식으로부터 Rdson을 이용해 산출한 전류값을 보정한다. 이는 단일 전류센서(21)의 측정 불가 영역에서 Rdson을 이용해 산출한 전류값을 보정하여 인버터(10) 제어신호로 활용할 수 있다.
PWM 제어부(50)는 단일 전류센서(21)의 감지신호에 기초하여 산출된 전류값이나 전류보정부(40)에 의해 보정된 Rdson 전류보정값을 인버터(10)의 제어신호로 이용하기 위한 것이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법에 관한 제어흐름도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법은 단일 전류센서(21)의 측정 가능영역에서는 단일 전류센서(21)의 측정값을 인버터(10) 제어에 사용하고, 단일 전류센서(21)의 측정 불가능영역에서는 직전 구간에서 측정했던 단일 전류센서(21)의 측정값과 Rdson을 이용한 측정값의 관계식으로부터 현재 반주기에서 측정한 Rdson을 이용한 측정값을 보정한다.
예컨대, 직전 구간에서 단일 전류센서(21)의 측정값이 10A이고, Rdson을 이용한 전류측정값이 9A 였다면 이 두 값의 관계식은 a=10/9b(a는 단일 전류센서(21)의 측정값, b는 Rdson을 이용한 전류측정값)으로 도출된다. 즉, 단일 전류센서(21)의 측정값과 Rdson을 이용한 전류측정값의 상관계수가 10/9이 되는 것이다.
따라서, 전류보정부(40)는 a'=10/9b(a는 전류 보정값, b는 Rdson을 이용한 전류측정값)의 관계식을 기초로 전류값 보정을 수행한다.
현재 반주기에서 단일 전류센서(21)의 전류 측정이 불가능한 영역에서 Rdson을 이용한 전류측정값이 8A로 측정되었다면 관계식으로부터 10/9*8=8.89(소수점 둘째자리 반올림)로 전류값이 보정된다.
도 7을 참조하면, 현재 영역이 단일 전류센서(21)의 측정 가능 영역인지 여부(S10)에 따라 전류값 산출방식이 달라진다. 만약 단일 전류센서(21)의 측정 가능 영역에 해당된다면 단일 전류 센서를 이용한 전류 측정값이 인버터(10)의 제어신호로 이용된다(S11, S13). 이때, 단일 전류센서(21)의 측정 가능 영역에서는 단일 전류센서(21) 이외에 Rdson을 이용한 전류값도 함께 측정한다(S11). 이 두 값을 함께 측정하여 두 값의 관계식 예컨대, 상관계수나 다항식을 도출해낸다.
만약, 현재 영역이 단일 전류센서(21)의 측정 불가능 영역인 경우, Rdson을 이용하여 전류값을 측정한다(S14). 그리고 직전의 측정 가능 영역에서 산출한 단일 전류센서(21)와 Rdson을 이용하여 전류값의 상관관계의 관계식으로부터 Rdson을 이용하여 전류값을 보정한다(S15). 여기서, 보정된 전류값이 인버터(10)의 제어신호로 이용된다(S16).
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법에 관한 제어흐름도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법은 전술한 제2 실시예와 달리 모든 영역에서 Rdson을 이용한 측정값을 보정하여 이를 인버터(10)의 제어신호로 활용한다.
먼저 단일 전류센서(21)를 이용하여 전류를 측정함과 동시에 Rdson을 이용하여 전류값을 측정한다(S20). 그리고, 두 값의 상관관계식을 도출한다(S21). 그리고, 이 상관관계식은 다음 측정 영역에서 구한 Rdson을 이용한 전류값의 보정에 사용된다(S22, S23). 이렇게 보정된 Rdson을 이용한 전류값이 인버터(10) 제어신호로 이용된다(S24).
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법은 모든 영역에서 단일 전류센서(21)를 이용하여 전류를 측정함과 동시에 Rdson을 이용하여 전류값을 측정하여 두 값의 상관관계식을 도출하고 이 상관관계식에 기초하여 Rdson을 이용한 전류값의 보정하고 이를 인버터(10) 제어신호로 이용하는 것이다.
다만, 단일 전류센서(21)의 측정 불가 영역에서는 상관관계식을 도출하지 못하므로 이전 구간에서 구했던 상관관계식을 Rdson을 이용한 전류측정값의 보정에 사용한다.
예컨대, 처음 반주기에서 단일 전류센서(21)의 측정값이 10A이고, Rdson을 이용한 전류측정값이 9A 였다면 이 두 값의 관계식은 a=10/9b(a는 단일 전류센서(21)의 측정값, b는 Rdson을 이용한 전류측정값)으로 도출된다. 그리고 다음 반주기에서 단일 전류센서(21)의 측정값이 10A이고, Rdson을 이용한 전류측정값이 8A 였다면 전류보정부(40)는 a'=10/9b(a는 전류 보정값, b는 Rdson을 이용한 전류측정값)의 관계식을 기초로 전류값 보정을 수행한다.
즉, 관계식으로부터 10/9*8=8.89(소수점 둘째자리 반올림)로 전류값이 보정된다.
전술한 제2 실시예에 따르면 인버터(10) 제어에 이용되는 전류값은 단일 전류센서(21)가 측정한 10A가 되겠지만 제3 실시예에서는 보정된 값인 8.89A가 사용된다는 점에서 차이가 있다.
다만, 실제에 있어서는 비교적 좁은 구간에서는 단일 전류센서(21)와 Rdson을 이용한 전류측정값의 상관관계가 크게 바뀌지 않는다는 점에서 제2 실시예에 따른 전류측정방법과 제3 실시예에 따른 전류측정방법에 의한 전류값은 크게 차이가 나지 않을 것으로 예상된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 3상 펄스폭 변조 인버터(10)의 전류 측정 방법 및 인버터 시스템은 단일 전류센서(21) 측정 불가 영역에서도 별도의 PWM 변동 없이도 전류 측정을 지속적으로 할 수 있는 장점이 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1, 10: 인버터 3, 60: Y-결선 부하
2, 21: 단일 전류센서 30: Rdson 측정부
40: 전류보정부 50: PWM 제어부

Claims (11)

  1. 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법에 있어서,
    상기 인버터의 직류 링크에 설치된 단일 전류센서를 이용하여 전류를 측정하는 단계;
    상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하는 단계;
    상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 전류값을 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법.
  2. 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법에 있어서,
    상기 인버터의 직류 링크에 설치된 단일 전류센서를 이용하여 전류를 측정하는 단계;
    상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하는 단계;
    상기 단일 전류센서의 전류측정 가능 영역에서는 상기 단일 전류센서를 이용한 전류를 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 단계; 및
    상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역에서는 직전에 측정했던 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하여 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인버터는 공간벡터 펄스폭 변조 방식인 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역은 PWM 반주기 동안 PWM 스위칭의 유지시간이 특정시간보다 적은 영역인 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하는 단계는 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 턴 온 시의 드레인과 소스 양단 사이의 저항값에 의해 발생하는 전압을 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 Rdson을 이용한 전류 값의 보정은 상기 단일 전류센서의 전류측정이 가능했던 이전 PWM 반주기에서 측정한 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계를 일정 계수 또는 다항식을 이용하여 산출하고 이에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법.
  7. 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 있어서,
    상기 인버터의 직류 링크 전류를 센싱하는 단일 전류센서;
    상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하기 위한 Rdson 측정부;
    상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 전류보정부; 및
    상기 보정된 전류값을 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 PWM 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템.
  8. 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템에 있어서,
    상기 인버터의 직류 링크 전류를 센싱하는 단일 전류센서;
    상기 인버터의 아랫 상 스위치의 Rdson을 이용하여 전류를 측정하기 위한 Rdson 측정부;
    상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 전류보정부; 및
    상기 단일 전류센서의 전류측정 가능 영역에서는 상기 단일 전류센서를 이용한 전류를 상기 인버터의 제어신호로 이용하고, 상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역에서는 보정된 Rdson를 이용한 전류값을 상기 인버터의 제어신호로 이용하는 PWM 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 Rdson 측정부는 상기 인버터의 아랫 상 스위치의 턴 온 시의 드레인과 소스 양단 사이의 저항값에 의해 발생하는 전압을 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 단일 전류센서의 전류측정 불가능 영역은 PWM 반주기 동안 PWM 스위칭의 유지시간이 특정시간보다 적은 영역인 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 전류보정부는 상기 단일 전류센서의 전류측정이 가능했던 이전 PWM 반주기에서 측정한 상기 단일 전류 센서를 이용한 전류 값과 상기 Rdson을 이용한 전류 값의 관계를 일정 계수 또는 다항식을 이용하여 산출하고 이에 기초하여 상기 Rdson을 이용한 전류 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템.
KR1020150027097A 2015-02-26 2015-02-26 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템 KR101686861B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150027097A KR101686861B1 (ko) 2015-02-26 2015-02-26 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150027097A KR101686861B1 (ko) 2015-02-26 2015-02-26 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160104774A true KR20160104774A (ko) 2016-09-06
KR101686861B1 KR101686861B1 (ko) 2016-12-20

Family

ID=56945722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150027097A KR101686861B1 (ko) 2015-02-26 2015-02-26 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101686861B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021112475A1 (ko) * 2019-12-03 2021-06-10 엘지이노텍 주식회사 3 상 인버터의 전류 측정 장치 및 그 방법
KR20210141270A (ko) * 2020-05-15 2021-11-23 국민대학교산학협력단 3상 펄스 폭 변조 인버터의 전류 측정 장치 및 이의 방법
EP4106185A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-21 Infineon Technologies Austria AG On resistance current sensing for power conversion devices
EP4382921A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-12 Infineon Technologies Austria AG Current monitoring and circuit temperature measurements

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11418104B2 (en) * 2019-11-27 2022-08-16 Kookmin University Industry Academy Cooperation Foundation Current measurement method for three-phase pulse width modulation inverter using real-time switch junction temperature estimation technique and three-phase pulse width modulation inverter system
KR102581536B1 (ko) 2021-07-21 2023-09-21 연세대학교 산학협력단 병렬 운전 인버터 장치의 제어 방법 및 제어 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8134327B2 (en) * 2008-05-13 2012-03-13 Stmicroelectronics S.R.L. Phase current measurements in a three phase inverter using a single common DC-link current sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8134327B2 (en) * 2008-05-13 2012-03-13 Stmicroelectronics S.R.L. Phase current measurements in a three phase inverter using a single common DC-link current sensor

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A.M. Patel. "CURRENT MEASUREMENT IN POWER ELECTRONIC AND MOTOR DRIVE APPLICATIONS-A COMPREHENSIVE STUDY". UNIVERSITY OF MISSOURI-RLLA 석사학위 논문. 2007. *
Thomas M. Jahns et al. "A Current Reconstruction Algorithm for Three-Phase Inverters Using Integrated Current Sensors in the Low-side Switches". IEEE. 2003. *
이우철 외. "단일 전류 센서를 이용한 3상 전압형 PWM 컨버터의 제어방식 비교". 전력전자학회, 2001.04. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021112475A1 (ko) * 2019-12-03 2021-06-10 엘지이노텍 주식회사 3 상 인버터의 전류 측정 장치 및 그 방법
US12044705B2 (en) 2019-12-03 2024-07-23 Lg Innotek Co., Ltd. Device for measuring current of three-phase inverter and method therefor
KR20210141270A (ko) * 2020-05-15 2021-11-23 국민대학교산학협력단 3상 펄스 폭 변조 인버터의 전류 측정 장치 및 이의 방법
EP4106185A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-21 Infineon Technologies Austria AG On resistance current sensing for power conversion devices
US11650231B2 (en) 2021-06-15 2023-05-16 Infineon Technologies Austria Ag On resistance current sensing for power conversion devices
EP4382921A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-12 Infineon Technologies Austria AG Current monitoring and circuit temperature measurements

Also Published As

Publication number Publication date
KR101686861B1 (ko) 2016-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101686861B1 (ko) 3상 펄스폭 변조 인버터의 전류 측정 방법 및 3상 펄스폭 변조 인버터 시스템
EP3062428B1 (en) Inverter phase current reconstruction apparatus and methods
US6642690B2 (en) Method for measuring phase current for inverter control apparatus using single current sensor and apparatus therefor
KR101508834B1 (ko) 인버터에서 출력전류 검출을 위한 전압지령 수정장치
JP3844060B2 (ja) Ｐｗｍパルス制御方法
US7952310B2 (en) Controller of multi-phase electric motor
US8035334B2 (en) Electric power converter
JP3657818B2 (ja) モータ制御装置
EP3104516B1 (en) Method and system for dead time compensation in a pwm controlled inverter
EP2197096A1 (en) Pwm signal generator, and inverter equipped with this pwm signal generator
US20150372610A1 (en) Matrix converter
US11923756B2 (en) Control apparatus for power conversion apparatus
US10826411B2 (en) Device for controlling power conversion circuit
JP2022031962A (ja) スイッチング電源装置
JP4069741B2 (ja) パルス幅変調方法および電力変換器
KR101848265B1 (ko) 외란 관측기를 이용한 계통 연계형 인버터의 제어 시스템 및 방법
WO2014123199A1 (ja) 電力変換回路の横流電流抑制制御装置
US20210083594A1 (en) Control apparatus for electric power conversion apparatus
CN103595239A (zh) 功率因数校正电路及其控制方法
KR102399873B1 (ko) 3상 펄스 폭 변조 인버터의 전류 측정 장치 및 이의 방법
JP6540315B2 (ja) 電力変換装置
US20170108888A1 (en) Converter For Symmetrical Reactive Power Compensation, And A Method For Controlling Same
JP7211097B2 (ja) 電力制御方法、及び、電力制御装置
JP6066898B2 (ja) 電力変換装置、および電力変換方法
JP5783065B2 (ja) 電力変換器制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190923

Year of fee payment: 4