KR20220124503A - 인버터 회로 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

압축기를 구동하는 인버터 회로가 개시된다. 본 명세서에 따른 인버터 회로는, 전원부, 전원부의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부, 정류부에 전기적으로 병렬 연결되며, 직류 전압에 의한 전력을 저장하는 DC 링크 캐패시터, 정류부 및 DC 링크 캐패시터에 전기적으로 병렬 연결되며, DC 링크 캐패시터에 저장된 전력을 이용하여 압축기를 구동하는 다이오드부, 및 제어부를 포함하되, 제어부는, 압축기의 부하대응 모드에서, 정류부에 포함된 복수의 정류기들을 이용하여 변환을 수행하고, 압축기의 저소비전력 모드에서, 복수의 정류기들 중 선택된 하나의 정류기를 이용하여 변환을 수행함으로써, 인버터를 구동하는 데에 사용되는 전력 소비량을 획기적으로 줄일 수 있다.

Description

인버터 회로 및 그 제어 방법{INVERTER CIRCUIT AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 명세서는 인버터 회로 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리니어 압축기의 소비 전력을 줄이기 위한 인버터 회로 및 인버터 회로의 제어 방법에 관한 것이다.
인버터는 스위칭 소자들로 직류 전압을 스위칭시켜서 교류 전류를 생성하고, 생성된 교류 전류를 부하로 공급하는 전력 변환기의 일종이다. 이러한 인버터는 사용자가 원하는 주파수 전압 레벨로 압축기 구동을 정밀하게 제어할 수 있기 때문에, 에어컨디셔너, 냉장고, 세탁기, 조리기 등과 같은 가전제품에 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 전류 변환용 인버터로는 압축기 모터 구동을 제어하여 압축기의 냉매 사이클을 제어할 수 있다.
종래 기술에 따른 인버터 제어회로는 외부로부터 입력되는 PWM 신호(Pulse Width Modulation Signal)에 의해 인버터의 스위칭 소자들이 반복적으로 턴-온(turn on) 및 턴-오프(turn off) 되도록 한다. 이에, 전원 입력단으로부터의 직류 전압은 인버터의 스위칭 동작에 의해 교류 전류로 변환된다. 변환된 교류 전류는 압축기 모터로 공급되어 압축기 모터가 제어될 수 있도록 한다.
한편, 리니어 압축기 제어용으로 인버터를 사용할 경우, AC 전압을 DC 전압으로 변경하기 위해 정류기(Rectifier)가 필요하다. 이 경우, 기존에 정파 정류기(Full bridge rectifier)를 사용하여 4개의 Diode가 필요했다.
다만, 정파 정류기의 경우 다이오드에서 소비되는 전력이 크기 때문에, 이를 줄이기 위해 반파 정류기(Half bridge rectifier)를 사용하여 다이오드의 수를 1개로 줄이고 소비전력도 상당부분을 줄일 수 있었다. 다만, 반파 정류기를 사용할 때, 부하 전류가 클 경우, DC 전압 강하가 커져 사용 전압 범위가 줄어드는 단점이 있다.
본 명세서는 상기한 문제점을 해결하기 위한 인버터 회로 및 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 압축기의 전력 모드에 따라 압축기를 구동하기 위한 소비 전력을 최소화할 수 있는 인버터 회로 및 인버터 회로의 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 하나의 실시예에 따른 압축기를 구동하는 인버터 회로에 있어서, 전원부; 상기 전원부의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부; 상기 정류부에 전기적으로 병렬 연결되며, 상기 직류 전압에 의한 전력을 저장하는 DC 링크 캐패시터; 상기 정류부 및 상기 DC 링크 캐패시터에 전기적으로 병렬 연결되며, 상기 DC 링크 캐패시터에 저장된 전력을 이용하여 상기 압축기를 구동하는 다이오드부; 및 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 압축기의 부하대응 모드에서, 상기 정류부에 포함된 복수의 정류기들을 이용하여 상기 변환을 수행하고, 상기 압축기의 저소비전력 모드에서, 상기 복수의 정류기들 중 선택된 하나의 정류기를 이용하여 상기 변환을 수행한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 저소비전력 모드에서, 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 상기 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 미리 설정된 범위 이내로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 다이오드부에 대하여 회생제어를 수행함으로써 상기 DC 링크 전압을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 다이오드부에 흐르는 회생전류를 최대값으로 증폭시킴으로써 상기 DC 링크 전압을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면 상기 환류(free wheeling)를 차단하고, 상기 일부 다이오드에 흐르는 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 일부 다이오드 중 선택된 하나의 다이오드에 상기 미리 설정된 PWM 신호를 인가함으로써, 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 일부 다이오드 중 선택되지 않은 다른 하나의 다이오드를 오프(off)할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면, 상기 환류(free wheeling) 및 상기 PWM 신호를 동시에 이용하여 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환할 수 있다.
본 명세서의 다른 하나의 실시예에 따른 인버터 회로의 제어 방법에 있어서, 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 단계; 상기 직류 전압에 의한 전력을 DC 링크 캐패시터에 저장하는 단계; 및 상기 DC 링크 캐패시터에 저장된 전력을 이용하여 상기 압축기를 구동하는 단계;를 포함하되, 상기 변환하는 단계는, 상기 압축기의 부하대응 모드에서, 상기 정류부에 포함된 복수의 정류기들을 이용하여 상기 변환을 수행하고, 상기 압축기의 저소비전력 모드에서, 상기 복수의 정류기들 중 선택된 하나의 정류기를 이용하여 상기 변환을 수행한다.
또한, 상기 저소비전력 모드에서, 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 상기 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 미리 설정된 범위 이내로 제어할 수 있다.
또한, 상기 압축기를 구동하는 다이오드부에 대하여 회생제어를 수행함으로써 상기 DC 링크 전압을 제어할 수 있다.
또한, 상기 다이오드부에 흐르는 회생전류를 최대값으로 증폭시킴으로써 상기 DC 링크 전압을 제어할 수 있다.
또한, 상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면 상기 환류(free wheeling)를 차단하고, 상기 일부 다이오드에 흐르는 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환할 수 있다.
또한, 상기 일부 다이오드 중 선택된 하나의 다이오드에 상기 미리 설정된 PWM 신호를 인가함으로써, 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환할 수 있다.
또한, 상기 일부 다이오드 중 선택되지 않은 다른 하나의 다이오드를 오프(off)할 수 있다.
또한, 상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면, 상기 환류(free wheeling) 및 상기 PWM 신호를 동시에 이용하여 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환할 수 있다.
본 명세서에 따른 인버터 회로에 따르면, 인버터를 구동하는 데에 사용되는 전력 소비량을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한, 본 명세서에 따르면, PWM 제어 기술로 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 모터 설계에 따른 레퍼런스 전압으로 유지할 수 있다.
또한, 본 명세서에 따르면, DC 링크 전압을 깆누 전압으로 유지함으로써, 정류기 다이오드 수를 줄일 수 있다.
또한, 본 명세서에 따르면, 정류기의 다이오드 수를 감소시킴으로써, 리니어 압축기의 소비전력 및 제작 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 정파 정류기가 포함된 인버터 회로를 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따라 제어되는 DC 링크 전압을 나타낸 그래프이다.
도 3은 정방향의 전류가 흐르는 인버터 회로를 도시한다.
도 4는 역방향의 전류가 흐르는 인버터 회로를 도시한다.
도 5는 종래 기술에 따른 일반적인 인버터 회로를 도시한다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 전파 정류기가 포함된 인버터 회로를 도시한다.
도 7은 본 명세서의 실시예에 따른 반파 정류기가 포함된 인버터 회로를 도시한다.
도 8은 본 명세서의 실시예에 따른 제1 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 9는 본 명세서의 실시예에 따른 제2 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 10은 본 명세서의 실시예에 따른 제3 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 11은 본 명세서의 실시예에 따른 제4 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 12는 본 명세서의 실시예에 따른 PWM 신호의 하나의 예를 도시한다.
도 13은 본 명세서의 실시예에 따른 PWM 신호의 다른 하나의 예를 도시한다.
도 14는 본 명세서의 실시예에 따른 제1 모드, 제2 모드에서 인버터 회로에 흐르는 전압/전류를 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 명세서의 실시예에 따른 제3 모드, 제4 모드에서 인버터 회로에 흐르는 전압/전류를 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 명세서의 실시예에 따른 인버터 회로의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
본 명세서의 용어
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 명세서(discloser)의 용어는 document, specification, description 등의 용어로 대체할 수 있다.
종래 기술에 따른 정파 정류기(Full Bridge Rectifier)
도 1 설명
도 1은 종래 기술에 따른 정파 정류기가 포함된 인버터 회로를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 인버터 회로(100)는 복수의 다이오드(111, 112, 113, 114)가 포함된 정파 정류기를 포함할 수 있다.
복수의 다이오드는 전원부(101)에 의해 발생된 교류 전원을 DC 링크 캐패시터(121)로 전달할 수 있다.
DC 링크 캐패시터(121)에 저장된 전력은 복수의 다이오드(141, 142, 143, 144)들을 통해 리니어 압축기(L-Comp)(131)로 전달됨으로써, 리니어 압축기가 구동될 수 있다.
도 1에 도시되지 않았으나, 인버터 회로는 노이즈 필터(Noise filter)를 더 포함할 수 있다.
도 2 설명
도 2는 종래 기술에 따라 제어되는 DC 링크 전압을 나타낸 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인버터 회로는 교류 전압(213)을 정류기 및 다이오드를 이용하여 직류 전압(211)으로 변환한다.
여기서, DC 링크 전압(212)는 압축기에서 사용하는 전력 만큼 전압이 드랍(Drop)된다. 이어서, DC 링크 전압은 교류 전압에 의해 다시 충전/방전을 반복할 수 있다.
종래 인버터 회로의 문제점
도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술에 따른 인버터 회로의 경우, 정류부의 4개의 다이오드를 통해 소비되는 전력이 증가할 수 있다. 예를 들어, 정류부의 4개의 다이오드에 흐르는 전류가 정방향이거나 역방향인 경우, 전류가 도통되는 다이오드에서 전압 강하(Voltage Drop)이 발생하고, 이에 따라 전력 손실(power loss)이 발생할 수 있다.
도 3 설명
도 3은 정방향의 전류가 흐르는 인버터 회로를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 인버터 회로(300)의 전원부(301)로부터 교류 전력이 발생되면, 교류 전력에 의한 교류 전류가 정류부의 제1 다이오드(311) 및 제4 다이오드(314)로 도통된다(정방향 전류).
정류부의 제1 다이오드 및 제4 다이오드로 도통되는 교류 전력은 DC 링크 캐패시터(321)에 교류 전압 형태로 저장되고, 정류부의 복수의 다이오드(341, 342, 343, 344)를 통해 리니어 압축기(331)로 전달된다.
이 경우, 정류부의 제1 다이오드 및 제4 다이오드에서 앞서 설명한 정방향 전류에 의한 전압 강하 및 전력 손실이 발생한다.
도 4 설명
도 4는 역방향의 전류가 흐르는 인버터 회로를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 인버터 회로(400)의 전원부(401)로부터 교류 전력이 발생되면, 교류 전력에 의한 교류 전류가 정류부의 제2 다이오드(412) 및 제3 다이오드(413)로 도통된다(역방향 전류).
정류부의 제2 다이오드 및 제3 다이오드로 도통되는 교류 전력은 DC 링크 캐패시터(421)에 교류 전압 형태로 저장되고, 정류부의 복수의 다이오드(441, 442, 443, 444)를 통해 리니어 압축기(431)로 전달된다.
이 경우, 정류부의 제2 다이오드 및 제3 다이오드에서 앞서 설명한 역방향 전류에 의한 전압 강하 및 전력 손실이 발생한다.
본 명세서의 인버터 회로
상기에서 설명한 바와 같이, 반파 정류기를 사용할 때, 부하 전류가 클 경우, DC 전압 강하가 커져 사용 전압 범위가 줄어드는 단점이 있다. 이런 단점을 개선하기 위해, 압축기에서 발전하는 구간에 환류(Free wheeling)으로 전력을 소비하지 않고 DC 링크 캐패시터를 충전해줌으로써 DC 전압 강하를 최소화하고자 한다. 이때 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 일정한 값이 되도록 제어하기 위해 적절한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 기술이 필요하다. 즉, 새로운 PWM 제어 기술로 DC 링크 전압을 어느 값 이상으로 유지함으로써 정류부의 다이오드 수를 줄일 수 있고 결과적으로 유지 비용 및 소비전력을 저감할 수 있다.
도 5 설명
도 5는 종래 기술에 따른 일반적인 인버터 회로를 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따르면, 일반적인 인버터 회로의 전원부(501)에 의해 교류 전원이 발생하면, 인버터 회로의 제어부(미도시)는 전파 정류기(510)의 4개의 다이오드(511, 512, 513, 514)를 모두 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다.
이 경우, 정류기의 4개의 다이오드 중 2개 이상의 다이오드를 이용하게 되며, 이용되는 다이오드에 의해 전력 손실이 발생한다.
도 6 설명
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 전파 정류기가 포함된 인버터 회로를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 실시예에 따르면, 인버터 회로의 제어부는 전원부(601)에 의해 발생된 교류 전압을 압축기의 동작 모드에 따라서 정류기의 다이오드 중 일부만을 이용하여 직류 전압으로 변환할 수 있다.
예를 들어, 제어부는 정류기 다이오드(611, 612, 613, 614) 중에서도 일부만을 선택하기 위하여, 스위치(651)를 작동시킬 수 있다.
예를 들어, 압축기가 저 소비전력 모드인 경우, 제어부는 스위치를 아래로 내려서 정류기 다이오드 중 1개만을 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다.
예를 들어, 압축기가 부하 대응 모드인 경우, 제어부는 스위치를 위로 올려서 정류기 다이오드 4개를 모두 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다.
이와 같이, 압축기의 동작 모드에 기반하여 정류기 다이오드 중에서 일부 다이오드만을 이용할 경우, 정류기 다이오드에 도통되는 전류에 의한 전압 강하를 최소화할 수 있고, 정류기 다이오드에 의해 발생하는 전력 손실을 최소화할 수 있다.
도 7 설명
도 7은 본 명세서의 실시예에 따른 반파 정류기가 포함된 인버터 회로를 도시한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 인버터 회로의 제어부는 전원부(701)에 의해 발생된 교류 전압을 반파 정류기(710)에 포함된 하나의 정류기 다이오드(711)만을 이용하여 직류 전압으로 변환할 수 있다.
여기서, 압축기가 저 소비전력 모드인 경우, 제어부는 종래 기술에 따른 PWM 제어 기술을 적용할 수 있다. 이 경우, 도 6의 스위치는 아래로 내려간 상태가 될 수 있다.
여기서, 압축기가 부하 대응 모드인 경우, 제어부는 다이오드부에 흐르는 회생전류를 극대화하고, PWM 신호를 이용하여 압축기를 구동시킬 수 있다. 이에 대해서는 아래의 도 8 내지 도 15을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
본 명세서의 회생 제어
도 8 설명
도 8은 본 명세서의 실시예에 따른 제1 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제어부는 제1 모드(도 8과 같은 회생 제어 모드)에서, 전원부(801)에 의해 발생된 교류 전압을 복수의 정류기 다이오드(811, 812, 813, 814)를 이용하여 직류 전압으로 변환한다 .
여기서, 직류 전압에 의한 전류는 다이오드부의 복수의 다이오드(841, 842, 843, 844) 중에서 S1 다이오드(841)을 통해 압축기로 도통되고, 이어서 S4 다이오드(844)로 도통될 수 있으며, 이를 회생 전류라고 정의할 수 있다.
제1 모드에서, 회생 전류는 S1 다이오드 및 S4 다이오드로만 도통되고, S2 다이오드나 S3 다이오드로는 도통되지 않는다고 정의할 수 있다.
여기서, 제어부는 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 S1 다이오드, S4 다이오드를 통해 도통된 전류가 DC 링크 캐패시터로 흘러드러가도록 할 수 있으며, 이를 통해 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 충전시킬 수 있다.
도 9 설명
도 9는 본 명세서의 실시예에 따른 제2 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 9의 윗부분에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따르면, 제2 모드(도 8과 같은 회생 제어 모드)에서, 전원부(901) 및 정류부로부터 전달된 전류는 S3 다이오드(943) 및 S4 다이오드(944)로 도통될 수 있으며, 이를 환류(Free Wheeling)로 정의할 수 있다. 여기서, S3 다이오드 및 S4 다이오드로 환류가 도통되고, S1 다이오드 또는 S2 다이오드로는 환류가 도통되지 않는다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 도 9의 아랫부분에 도시된 바와 같이, 제어부는 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 S4 다이오드(944)를 턴오프(off)시킬 수 있으며, 이를 회생제어라고 정의할 수 있다. 제어부는, S4 다이오드를 턴오프시키고, 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 S3 다이오드에 흐르는 전류를 압축기 및 S2 다이오드(942)를 통해 다시 DC 링크 캐패시터로 흐르도록 할 수 있다.
도 10 설명
도 10은 본 명세서의 실시예에 따른 제3 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 전원부(1001)에 의해 발생된 교류 전압은 직류 전압으로 변환되고, 직류 전압에 의해 S2 다이오드(1042), 압축기 및 S3 다이오드(1043)에 전류가 도통될 수 있다.
제어부는 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 S2 다이오드, S3 다이오드를 통해 도통된 전류를 DC 링크 캐패시터로 흘러드러가도록 할 수 있으며, 이를 이용하여 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 충전시킬 수 있다.
도 11 설명
도 11은 본 명세서의 실시예에 따른 제4 모드에서의 인버터 회로를 도시한다.
도 11의 윗부분과 같이, 종래 기술에 따르면, 전원부(1101)에 의해 발생된 교류 전압은 직류 전압으로 변환되고, 직류 전압에 의해 S3 다이오드(1143) 및 S4 다이오드(1144)에 전류가 도통되며, 이는 환류로 정의할 수 있다.
도 11의 아랫부분과 같이, 본 명세서의 실시예에 따르면, 제어부는 미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 S3 다이오드를 턴오프 시키고, S4로 도통된 전류가 압축기 및 S1 다이오드(1141)를 통해 DC 링크 캐패시터로 흘러들어가도록 전환시킬 수 있다. 이에 따라, DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압이 충전될 수 있으며, 이를 제어부의 회생 제어라고 정의할 수 있다.
도 12 설명
도 12는 본 명세서의 실시예에 따른 PWM 신호의 하나의 예를 도시한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 부하대응 모드(제1 모드, 제2 모드)에서, 제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S1 다이오드에 제1 PWM 신호(1201)를 인가할 수 있다. 제1 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S1 다이오드를 턴오프시킬 수 있다.
제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S2 다이오드에 제2 PWM 신호(1202)를 인가할 수 있다. 제2 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S2 다이오드를 턴오프 시킬 수 있다.
제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S3 다이오드에 제3 PWM 신호(1203)를 인가할 수 있다. 제3 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S3 다이오드를 턴온 시킬 수 있다.
제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S4 다이오드에 제4 PWM 신호(1204)를 인가할 수 있다. 제4 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S4 다이오드를 턴온 시킬 수 있다.
인버터에 전류(1211)는 사인함수 형태를 나타낼 수 있다.
도 13 설명
도 13은 본 명세서의 실시예에 따른 PWM 신호의 다른 하나의 예를 도시한다.
도 13에 도시된 바와 같이, DC 링크 전압 강하 최소화 PWM 방식(제3 모드 및 제4 모드)에서, 제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S1 다이오드에 제1 PWM 신호(1301)를 인가할 수 있다. 제1 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S1 다이오드를 턴오프시킬 수 있다.
제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S2 다이오드에 제2 PWM 신호(1302)를 인가할 수 있다. 제2 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S2 다이오드를 턴오프 시킬 수 있다.
제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S3 다이오드에 제3 PWM 신호(1303)를 인가할 수 있다. 제3 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S3 다이오드를 턴오프 시킬 수 있다.
제어부는 도 8 내지 도 11에 도시된 S4 다이오드에 제4 PWM 신호(1304)를 인가할 수 있다. 제4 PWM 신호는 첫번째 점선 박스 부분 및 두번째 점선 박스 부분에서 S4 다이오드를 턴오프 시킬 수 있다.
상기한 바를 통해, 제어부는 기존 PWM 방식과 환류 제어 방식의 비율을 조절하여, 미리 설정된 범위의 DC 링크 전압을 DC 링크 캐패시터 양단에 형성시킬 수 있다.
도 14 설명
도 14는 본 명세서의 실시예에 따른 제1 모드, 제2 모드에서 인버터 회로에 흐르는 전압/전류를 나타낸 그래프이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제어부는 부하 대응 모드(제1 모드, 제2 모드)에서 회생 전류(1411)의 양을 조절함으로써, DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압(1401)이 미리 설정된 범위를 유지할 수 있도록 제어할 수 있다.
도 15 설명
도 15는 본 명세서의 실시예에 따른 제3 모드, 제4 모드에서 인버터 회로에 흐르는 전압/전류를 나타낸 그래프이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제어부는 DC 링크 전압 강화 최소화 PWM 방식(제3 모드, 제4 모드)에서, 회생 전류(1511)의 양을 각 다이오드에 인가되는 PWM 신호(1521, 1522, 1523, 1524)를 이용하여 제어함으로써, DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압(1501)을 일정 범위 이내로 조절할 수 있다.
본 명세서의 FLOW
도 16 설명
도 16은 본 명세서의 실시예에 따른 인버터 회로의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 실시예에 따른 인터버 회로의 제어 방법(1600)은 S1601, S1603 및 S1605 단계를 포함하며, 상세한 설명은 하기와 같다.
먼저, 인버터 회로의 제어부는 전원부에 의해 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다(S1601).
구체적으로, 제어부는 압축기의 부하대응 모드에서, 정류부에 포함된 복수의 정류기들을 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다. 또한, 제어부는 압축기의 저소비전력 모드에서, 복수의 정류기들 중 선택된 하나의 정류기를 이용하여 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다.
이어서, 제어부는 직류 전압에 의한 전력을 DC 링크 캐패시터에 저장할 수 있다(S1603).
그 다음, 제어부는 DC 링크 캐패시터에 저장된 전력을 이용하여 압축기를 구동시킬 수 있다(S1605).
본 명세서의 해석
앞에서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

Claims (16)

  1. 압축기를 구동하는 인버터 회로에 있어서,
    전원부;
    상기 전원부의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부;
    상기 정류부에 전기적으로 병렬 연결되며, 상기 직류 전압에 의한 전력을 저장하는 DC 링크 캐패시터;
    상기 정류부 및 상기 DC 링크 캐패시터에 전기적으로 병렬 연결되며, 상기 DC 링크 캐패시터에 저장된 전력을 이용하여 상기 압축기를 구동하는 다이오드부; 및
    제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 압축기의 부하대응 모드에서, 상기 정류부에 포함된 복수의 정류기들을 이용하여 상기 변환을 수행하고,
    상기 압축기의 저소비전력 모드에서, 상기 복수의 정류기들 중 선택된 하나의 정류기를 이용하여 상기 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 저소비전력 모드에서,
    미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 상기 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 미리 설정된 범위 이내로 제어하는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다이오드부에 대하여 회생제어를 수행함으로써 상기 DC 링크 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다이오드부에 흐르는 회생전류를 최대값으로 증폭시킴으로써 상기 DC 링크 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면 상기 환류(free wheeling)를 차단하고, 상기 일부 다이오드에 흐르는 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환시키는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일부 다이오드 중 선택된 하나의 다이오드에 상기 미리 설정된 PWM 신호를 인가함으로써, 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환시키는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일부 다이오드 중 선택되지 않은 다른 하나의 다이오드를 오프(off)시키는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면, 상기 환류(free wheeling) 및 상기 PWM 신호를 동시에 이용하여 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환시키는 것을 특징으로 하는,
    인버터 회로.
  9. 인버터 회로의 제어 방법에 있어서,
    교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 단계;
    상기 직류 전압에 의한 전력을 DC 링크 캐패시터에 저장하는 단계; 및
    상기 DC 링크 캐패시터에 저장된 전력을 이용하여 상기 압축기를 구동하는 단계;를 포함하되,
    상기 변환하는 단계는,
    상기 압축기의 부하대응 모드에서, 상기 정류부에 포함된 복수의 정류기들을 이용하여 상기 변환을 수행하고,
    상기 압축기의 저소비전력 모드에서, 상기 복수의 정류기들 중 선택된 하나의 정류기를 이용하여 상기 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 저소비전력 모드에서,
    미리 설정된 PWM 신호를 이용하여 상기 DC 링크 캐패시터의 DC 링크 전압을 미리 설정된 범위 이내로 제어하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 압축기를 구동하는 다이오드부에 대하여 회생제어를 수행함으로써 상기 DC 링크 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다이오드부에 흐르는 회생전류를 최대값으로 증폭시킴으로써 상기 DC 링크 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면 상기 환류(free wheeling)를 차단하고, 상기 일부 다이오드에 흐르는 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환시키는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 일부 다이오드 중 선택된 하나의 다이오드에 상기 미리 설정된 PWM 신호를 인가함으로써, 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환시키는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 일부 다이오드 중 선택되지 않은 다른 하나의 다이오드를 오프(off)시키는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 다이오드부 중 일부 다이오드에 환류가 도통되면, 상기 환류(free wheeling) 및 상기 PWM 신호를 동시에 이용하여 상기 환류를 상기 DC 링크 캐패시터가 배치된 방향으로 전환시키는 것을 특징으로 하는,
    방법.
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