KR20220139019A - Power converting apparatus - Google Patents

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KR20220139019A
KR20220139019A KR1020210045113A KR20210045113A KR20220139019A KR 20220139019 A KR20220139019 A KR 20220139019A KR 1020210045113 A KR1020210045113 A KR 1020210045113A KR 20210045113 A KR20210045113 A KR 20210045113A KR 20220139019 A KR20220139019 A KR 20220139019A
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KR1020210045113A
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유승보
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엘지전자 주식회사
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Abstract

According to an aspect of the present invention, a power converting device comprises: a DC stage capacitor in which DC power is stored; a discharge resistance unit connected in parallel to the DC stage capacitor; a switching unit including a switch disposed between the discharge resistance unit and the ground; and a switch control unit operated to supply a predetermined voltage for turning on the switch to the switch when power is not inputted.

Description

전력변환장치{Power converting apparatus}Power converting apparatus

본 개시(disclosure)는, 전력변환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력변환장치의 dc단(DC Link) 방전 회로에 관한 것이다.The present disclosure (disclosure) relates to a power conversion device, and more particularly, to a dc terminal (DC Link) discharge circuit of the power conversion device.

에너지 저장장치, 홈 어플라이언스(Home appliance) 등 많은 전자기기는, 전력변환장치를 구비하고, 전력변환장치를 통해 전원을 변환하여 이용하고 있다. Many electronic devices, such as an energy storage device and a home appliance, are provided with a power conversion device, and are used by converting power through the power conversion device.

에너지 저장장치는, 외부로부터의 전원을 저장 또는 충전하였다가, 외부로 저장된 전원을 출력 또는 방전하는 장치이다. 이를 위해, 에너지 저장장치는 배터리를 구비하며, 배터리로의 전원 공급 또는 배터리로부터의 전원 출력 등을 위해 전력변환장치가 사용된다.An energy storage device is a device that stores or charges external power, and then outputs or discharges externally stored power. To this end, the energy storage device includes a battery, and a power converter is used for supplying power to the battery or outputting power from the battery.

전력변환장치는, 입력 전원을 홈 어플라이언스 등 전자기기를 구동하기 위한 전원으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 전력변환장치는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 부하에 공급하거나 모터 등을 구동할 수 있다.The power converter may convert input power into power for driving electronic devices such as home appliances. For example, the power converter may convert AC power into DC power and supply it to a load or drive a motor.

전력변환장치는, dc전압이 충전되는 dc단 커패시터(Capacitor)을 포함한다. 시스템 오프(off)시, 안전사고 및 오동작을 방지하기 위해 dc단 커패시터에 충전된 고전압을 방전해야 한다. 따라서, 전력변환장치에서는 dc단(DC Link) 방전을 위한 회로가 필요하다. The power conversion device includes a dc terminal capacitor (Capacitor) to which the dc voltage is charged. When the system is off, the high voltage charged in the DC terminal capacitor should be discharged to prevent safety accidents and malfunctions. Therefore, in the power conversion device, a circuit for dc terminal (DC Link) discharge is required.

일반적으로 dc단 방전을 위해 많이 사용하는 방법은 저항을 dc단에 병렬로 연결하는 것이다. 이 방법은 dc단 방전이 필요없는 순간에도 dc단에 병렬로 연결된 저항을 통해 방전이 되고 있기 때문에 저항의 발열 및 시스템 효율에 문제가 있다. dc단 커패시터가 충전되면, dc단에 병렬로 연결된 저항에는 항상 전류가 흐르기 때문에, 저항에 흐르는 전류는 불필요한 전력 손실 및 발열을 발생시킨다. 또한, 방전저항에서의 전력 소비는 대기전력모드에서 소비 전력를 증가시키는 큰 원인이 된다. 그렇기 때문에 dc단 방전을 효과적으로 수행할 수 있는 기술들이 제안되고 있다. In general, the most used method for dc terminal discharge is to connect a resistor to the dc terminal in parallel. In this method, there is a problem in the heat generation of the resistor and system efficiency because the discharge occurs through the resistor connected in parallel to the dc terminal even at the moment when the dc terminal discharge is not required. When the dc terminal capacitor is charged, since a current always flows in the resistor connected in parallel to the dc terminal, the current flowing in the resistor causes unnecessary power loss and heat generation. In addition, power consumption in the discharge resistor is a major cause of increasing power consumption in the standby power mode. For this reason, techniques for effectively performing dc terminal discharge have been proposed.

예를 들어, 선행 문헌(한국 등록특허공보 제10-0802679호)은, 차량 키-오프시, dc단 전압을 12V 보조배터리로 충전되도록 방전시키는 하이브리드 인버터 DC링크 전압 방전 시스템 및 방법을 제안하고 있다.For example, the prior literature (Korean Patent Publication No. 10-0802679) proposes a hybrid inverter DC link voltage discharge system and method for discharging the dc terminal voltage to be charged to a 12V auxiliary battery when the vehicle is key-off. .

하지만, 선행 문헌에 따른 장치는, 회로 구성 및 제어가 복잡할 뿐만 아니라, 보조배터리 등을 구비하는 경우에만 사용할 수 있어, 보조배터리를 구비하지 않는 다양한 제품에서 사용할 수 없다는 단점이 있다. However, the device according to the prior art has a disadvantage in that circuit configuration and control are complicated, and it can be used only when an auxiliary battery is provided, and thus cannot be used in various products that do not include an auxiliary battery.

본 개시는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present disclosure aims to solve the above and other problems.

본 개시의 목적은, 제품 전원 오프(off)시, 자동으로 dc단을 방전할 수 있는 전력변환장치를 제공함에 있다.An object of the present disclosure is to provide a power conversion device capable of automatically discharging the dc terminal when the product power is off.

본 개시의 목적은, 필요시에만 dc단 전압을 방전하여 발열 및 전력 소비를 저감할 수 있는 전력변환장치를 제공함에 있다.An object of the present disclosure is to provide a power conversion device capable of reducing heat generation and power consumption by discharging the dc terminal voltage only when necessary.

본 개시의 목적은, 안전하게 dc단 전압을 방전할 수 있는 전력변환장치를 제공함에 있다.An object of the present disclosure is to provide a power converter capable of safely discharging the dc terminal voltage.

본 개시의 목적은, 소비 전력, 특히 대기전력모드에서의 소비 전력을 감소시킬 수 있는 전력변환장치를 제공함에 있다.An object of the present disclosure is to provide a power conversion device capable of reducing power consumption, in particular, power consumption in a standby power mode.

본 개시의 목적은, dc단 방전회로를 저비용으로 구성하고, 간단하게 제어할 수 있는 전력변환장치를 제공함에 있다.An object of the present disclosure is to provide a power conversion device that can configure a dc stage discharge circuit at a low cost and can control it simply.

본 개시의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 개시의 다른 목적 및 장점들은 본 개시의 실시 예에 따른 상세한 설명에 의해서 이해될 수 있다.The purpose of the present disclosure is not limited to the above-mentioned purpose, and other objects and advantages of the present disclosure that are not mentioned may be understood by the detailed description according to an embodiment of the present disclosure.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치 및 그 동작 방법은, 방전저항에 연결된 스위치의 스위칭 동작에 따라 제품 전원 오프(off)시, 자동으로 dc단 전압을 방전할 수 있다.In order to achieve the above or other object, the power conversion device and its operating method according to one aspect of the present disclosure automatically discharge the dc terminal voltage when the product power is off according to the switching operation of the switch connected to the discharge resistor. can

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치 및 그 동작 방법은, 방전회로의 온/오프(ON/OFF) 제어를 통해 필요시에 dc단 전압을 방전시킬 수 있다.In order to achieve the above or other object, the power conversion device and its operating method according to an aspect of the present disclosure may discharge the dc terminal voltage when necessary through ON/OFF control of the discharge circuit.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치 및 그 동작 방법은, 필요시에만 dc단 전압을 방전시켜 발열 및 전력 소비를 저감할 수 있다.In order to achieve the above or other object, the power conversion device and its operating method according to an aspect of the present disclosure can reduce heat generation and power consumption by discharging the dc terminal voltage only when necessary.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치는, 직류 전원이 저장되는 dc단 커패시터, 상기 dc단 커패시터에 병렬로 접속되는 방전저항부, 상기 방전저항부와 그라운드(ground) 사이에 배치되는 스위치를 포함하는 스위칭부, 및, 전원이 입력되지 않으면, 상기 스위치를 온(on)시키는 소정 전압이 상기 스위치로 공급되도록 동작하는 스위치제어부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above or other object, a power conversion device according to an aspect of the present disclosure is a dc terminal capacitor in which DC power is stored, a discharge resistor unit connected in parallel to the dc terminal capacitor, the discharge resistor unit and a ground (ground) ) may include a switching unit including a switch disposed between, and, when no power is input, a switch control unit operable to supply a predetermined voltage for turning on the switch to the switch.

상기 방전저항부는, 직렬로 연결된 방전저항들을 포함할 수 있다.The discharge resistor unit may include discharge resistors connected in series.

상기 방전저항부는, 직렬로 연결된 방전저항들을 포함하는 제1 방전저항부와 직렬로 연결된 방전저항들을 포함하는 제2 방전저항부를 포함하고, 상기 제1 방전저항부와 상기 제2 방전저항부는 병렬로 연결될 수 있다.The discharge resistor unit includes a first discharge resistor unit including discharge resistors connected in series and a second discharge resistance unit including discharge resistors connected in series, and the first discharge resistance unit and the second discharge resistance unit are parallel to each other. can be connected

또한, 상기 스위칭부는, 상기 제1 방전저항부와 상기 그라운드 사이에 직렬로 연결된 제1 스위치, 및, 상기 제2 방전저항부와 상기 그라운드 사이에 직렬로 연결된 제2 스위치를 포함할 수 있다.The switching unit may include a first switch connected in series between the first discharge resistor unit and the ground, and a second switch connected in series between the second discharge resistance unit and the ground.

상기 스위치는, 모스펫(MOSFET)이고, 상기 스위치제어부는, 상기 모스펫의 게이트(gate)에 상기 소정 전압이 인가되도록 동작할 수 있다.The switch may be a MOSFET, and the switch controller may operate such that the predetermined voltage is applied to a gate of the MOSFET.

또한, 본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치는, 상기 게이트와 상기 그라운드 사이에 배치되는 제너 다이오드;를 더 포함할 수 있다.In addition, the power conversion device according to an aspect of the present disclosure may further include a Zener diode disposed between the gate and the ground.

또한, 본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치는, 상기 게이트와 상기 스위치제어부 사이에 배치되는 제한저항;을 더 포함할 수 있다.In addition, the power conversion device according to an aspect of the present disclosure may further include a limiting resistor disposed between the gate and the switch control unit.

상기 스위치제어부는, 상기 방전저항부에 병렬로 연결되는 하나 이상의 저항을 포함하는 보호저항부를 포함할 수 있다.The switch control unit may include a protection resistor unit including one or more resistors connected in parallel to the discharge resistance unit.

상기 스위치제어부는, 1차단에 상기 전원이 입력되지 않으면, 2차단이 오프(off)되는 포토커플러를 포함하고, 상기 포토커플러의 오프에 따라, 상기 dc단 커패시터에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 게이트로 인가될 수 있다.The switch control unit includes a photocoupler in which the second stage is turned off when the power is not input to the first stage, and according to the photocoupler's off, the voltage based on the DC power stored in the dc stage capacitor is the It can be applied to the gate.

또한, 상기 1차단에 전원이 입력되면, 상기 2차단이 온(on)되어, 상기 게이트가 상기 그라운드에 연결될 수 있다.In addition, when power is input to the first terminal, the second terminal may be turned on, so that the gate may be connected to the ground.

상기 스위치제어부는, 일단이 상기 방전저항부에 연결되고, 타단이 상기 게이트 및 상기 포토커플러에 연결되는 보호저항부를 더 포함할 수 있다.The switch controller may further include a protection resistor having one end connected to the discharge resistor and the other end connected to the gate and the photocoupler.

상기 스위치제어부는, 제1 단자에는 상기 전원이 입력되고, 제2 단자에는 기준전압이 입력되는 비교기를 포함할 수 있다.The switch controller may include a comparator to which the power is input to a first terminal and a reference voltage is input to a second terminal.

또한, 상기 제1 단자는 비반전 단자이고, 상기 제2 단자는 반전 단자이며, 상기 비교기는 상기 비반전 단자의 입력 전압이 상기 기준 전압보다 작으면, 하이(high) 레벨 전압을 출력할 수 있다.In addition, the first terminal may be a non-inverting terminal, the second terminal may be an inverting terminal, and the comparator may output a high level voltage when the input voltage of the non-inverting terminal is less than the reference voltage. .

본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치는, 복수의 스위칭 소자를 포함하고 상기 dc단 커패시터와 배터리에 연결되는 스위치 모듈;을 더 포함하고, 상기 스위치 모듈의 스위칭 동작에 따라, 상기 배터리에 상기 직류 전원을 저장할 수 있다.The power conversion device according to an aspect of the present disclosure further includes a switch module including a plurality of switching elements and connected to the dc stage capacitor and the battery, and according to the switching operation of the switch module, the direct current to the battery You can save power.

또한, 본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치는, 상기 dc단 커패시터에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하거나, 외부의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 양방향 인버터;를 더 포함할 수 있다.In addition, the power conversion device according to an aspect of the present disclosure may further include; a bidirectional inverter that converts and outputs the DC power stored in the DC terminal capacitor into AC power, or converts external AC power into DC power. .

본 개시의 일 측면에 따른 전력변환장치는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터; 상기 dc단 커패시터에 저장된 직류 전원에 기초하여, 모터를 구동하는 인버터;를 더 포함하고, 상기 dc단 커패시터는 상기 컨버터의 출력단에 연결될 수 있다.A power conversion device according to an aspect of the present disclosure includes: a converter for converting input AC power into DC power; An inverter for driving a motor based on the DC power stored in the dc terminal capacitor may be further included, wherein the dc terminal capacitor may be connected to an output terminal of the converter.

본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 제품 전원 오프(off)시, 자동으로 dc단 전압을 방전할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present disclosure, when the product is powered off, the dc terminal voltage may be automatically discharged.

또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 필요시에 dc단 전압을 방전할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present disclosure, the dc terminal voltage may be discharged when necessary.

또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안전하게 dc단 전압을 방전할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present disclosure, it is possible to safely discharge the dc terminal voltage.

또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 소비 전력, 특히 대기전력모드에서의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present disclosure, power consumption, particularly, power consumption in the standby power mode may be reduced.

본 개시의 목적은, 필요시에만 dc단 전압을 방전하여 발열 및 전력 소비를 저감할 수 있다.An object of the present disclosure is to discharge the dc terminal voltage only when necessary to reduce heat generation and power consumption.

또한, 본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, dc단 방전회로를 저비용으로 구성하고, 간단하게 제어할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present disclosure, the dc stage discharge circuit can be configured at a low cost and can be easily controlled.

한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 개시의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.On the other hand, various other effects will be disclosed directly or implicitly in the detailed description according to the embodiment of the present disclosure to be described later.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치의 일예이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로의 주요 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로의 동작에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로의 스위치 구동에 관한 설명에 참조되는 도면이다.1 is a view showing a power conversion system according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a view showing a power conversion device according to an embodiment of the present disclosure.
3 is an example of a power conversion device according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a block diagram illustrating a main configuration of a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram illustrating a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.
7 to 9 are diagrams referenced for the description of the operation of the discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.
10 is a diagram referenced in the description of a switch driving of a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 개시는 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to these embodiments and may be modified in various forms, of course.

도면에서는 본 개시를 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. In the drawings, in order to clearly and briefly describe the present disclosure, the illustration of parts irrelevant to the description is omitted, and the same reference numerals are used for the same or extremely similar parts throughout the specification.

한편, 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.On the other hand, the suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not give a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.

또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다. Also, in this specification, terms such as first and second may be used to describe various elements, but these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환 시스템을 도시한 도면이다.1 is a view showing a power conversion system according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환 시스템(10)은, 적어도 하나의 발전 장치(30), 에너지 저장 장치(100) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the power conversion system 10 according to an embodiment of the present disclosure may include at least one power generation device 30 , an energy storage device 100 , and the like.

에너지 저장 장치(100)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치(200)를 포함하고, 전력변환장치(200)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로를 포함할 수 있다.The energy storage device 100 may include a power converter 200 according to an embodiment of the present disclosure, and the power converter 200 may include a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.

본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환 시스템(10)은, 부하(70), 및 계통(90)을 더 포함할 수 있다.The power conversion system 10 according to an embodiment of the present disclosure may further include a load 70 and a system 90 .

부하(70)는, 건물 내에 전력을 소비하는 부하로서, 냉장고, 세탁기, 에어컨, TV, 로봇 청소기, 로봇 등의 홈 어플라이언스 또는, 차량, 드론 등의 이동형 전자 기기 등을 포함할 수 있다.The load 70 is a load that consumes power in a building, and may include home appliances such as refrigerators, washing machines, air conditioners, TVs, robot cleaners, and robots, or mobile electronic devices such as vehicles and drones.

어도 하나의 발전 장치(30)는, 태양광을 이용하여 직류 전원을 출력하는 태양광 장치(PV), 풍력을 이용하여 직류 전원을 출력하는 풍력 발전 장치, 수력을 이용하여 직류 전원을 출력하는 수력 발전 장치, 조력을 이용하여 직류 전원을 출력하는 조력 발전 장치, 또는 지열 등의 열을 이용하여 직류 전원을 출력하는 열 발전 장치 등을 포함할 수 있다. At least one power generation device 30 is a photovoltaic device (PV) that outputs DC power using sunlight, a wind power generator that outputs DC power using wind power, and hydraulic power that outputs DC power using hydraulic power It may include a power generation device, a tidal power generation device for outputting DC power using tidal power, or a thermal power generation device for outputting DC power using heat such as geothermal heat.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 발전 장치(30)로 태양광 장치를 중심으로 기술한다.Hereinafter, for convenience of description, the solar device will be mainly described as the power generation device 30 .

에너지 저장 장치(100)는, 외부로부터의 전원을 배터리 등에 저장하였다가, 외부로 전원을 출력할 수 있다.The energy storage device 100 may store external power in a battery or the like, and then output power to the outside.

예를 들어, 에너지 저장 장치(100)는, 외부로부터의 직류 전원 또는 교류 전원을 입력받아, 배터리 등에 저장하였다가, 외부로 직류 전원 또는 교류 전원을 출력할 수 있다.For example, the energy storage device 100 may receive DC power or AC power from the outside, store it in a battery, etc., and then output the DC power or AC power to the outside.

한편, 배터리(205)는 주로 직류 전원을 저장하므로, 에너지 저장 장치(100)는, 주로 적어도 하나의 직류 전원 소스로부터 직류 전원을 입력받아, 이를 배터리(205)에 저장하고, 배터리(205)에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 계통(90) 또는 부하(70)에 공급할 수 있다.Meanwhile, since the battery 205 mainly stores DC power, the energy storage device 100 mainly receives DC power from at least one DC power source, stores it in the battery 205 , and stores it in the battery 205 . The stored DC power may be converted into AC power and supplied to the system 90 or the load 70 .

이때, 에너지 저장 장치(100) 내의 전력변환장치(200)가, 외부로부터의 직류 전원 또는 배터리(205)로부터의 직류 전원을 입력받아, 전력 변환을 수행하고, 전력 변환에 따라, 배터리(205)로 전압 충전하거나, 배터리(205)에 저장된 직류 전원을 계통(90) 또는 부하(70)에 공급할 수 있다.At this time, the power conversion device 200 in the energy storage device 100 receives the DC power from the outside or the DC power from the battery 205, performs power conversion, and according to the power conversion, the battery 205 It may be charged with a low voltage, or the DC power stored in the battery 205 may be supplied to the system 90 or the load 70 .

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a power conversion device according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 전력변환장치(200)는, 복수의 상암 스위칭 소자(Qa,Qb)와 복수의 하암 스위칭 소자(Q'a,Q'b)를 구비하고, 배터리(205)로부터의 직류 전원을 스위칭하여 dc단(a-b단)에 직류 전원을 출력하는 스위치 모듈(IBTa)과, dc단(a-b단)에 배치되는 dc단 커패시터(C)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the power conversion device 200 includes a plurality of upper-arm switching elements Qa, Qb and a plurality of lower-arm switching elements Q'a, Q'b, and direct current from the battery 205 is provided. It may include a switch module (IBTa) for outputting DC power to the dc terminal (a-b terminals) by switching power, and a dc terminal capacitor (C) disposed in the dc terminal (a-b terminals).

스위치 모듈(IBTa)은, dc단 커패시터(C)와 배터리(205)에 연결되어, 스위칭 동작에 따라, 상기 배터리(205)에 직류 전원을 저장하거나 상기 배터리(205)에 저장된 직류 전원을 가져와 부하(70) 등에 공급할 수 있다. 릴레이(Rm)는 전력변환장치(200)와 배터리(205) 사이를 연결하거나 차단할 수 있다.The switch module IBTa is connected to the dc terminal capacitor C and the battery 205 and stores DC power in the battery 205 or takes the DC power stored in the battery 205 according to a switching operation to load the load. (70), etc. can be supplied. The relay Rm may connect or block between the power converter 200 and the battery 205 .

본 개시의 일 실시 예와 관련된 전력변환장치(200)는, 배터리(205)로부터의 직류 전원 또는 발전 장치(30)로부터의 직류 전원을 입력받을 수 있다.The power conversion device 200 related to an embodiment of the present disclosure may receive DC power from the battery 205 or DC power from the power generation device 30 .

즉, 2개의 직류 전원 소스로부터 직류 전원을 각각 입력받을 수 있다.That is, DC power may be respectively received from the two DC power sources.

이때, 전력변환장치(200)는, 배터리(205)로부터의 직류 전원의 전력변환을 위해 제1 스위치 모듈(IBTa)과, 발전 장치(30)로부터의 직류 전원의 전력변환을 위해 제2 스위치 모듈(IBTb)을 구비할 수 있다.At this time, the power conversion device 200, the first switch module (IBTa) for power conversion of the DC power from the battery 205, and the second switch module for power conversion of the DC power from the power generation device (30) (IBTb) may be provided.

예를 들어, 배터리(205)의 방전 모드 또는 충전 모드시, 제1 스위치 모듈(IBTa)이 동작할 수 있다. 또한, 발전 장치(30)의 발전 모드시, 제2 스위치 모듈(IBTb)이 동작할 수 있다. 그리고, 계통에 의한 충전 모드시, 제1 스위치 모듈(IBTa)이 동작할 수 있다.For example, in the discharging mode or charging mode of the battery 205 , the first switch module ITa may operate. Also, in the power generation mode of the power generation device 30 , the second switch module IBTb may operate. In addition, in the charging mode by the system, the first switch module ITa may operate.

한편, 본 개시의 실시 예에 따른 전력변환장치(200)는, dc단(a-b단)의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하거나, 외부의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 양방향 인버터(340)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the power conversion device 200 according to an embodiment of the present disclosure converts the DC power of the dc stage (a-b stage) to AC power and outputs, or a bidirectional inverter 340 for converting external AC power into DC power. may further include.

도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치의 일예이다.3 is an example of a power conversion device according to an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치(300)는, 입력 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터(310), 컨버터 제어부(315), 상기 dc단에 접속되는 커패시터(C), 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 커패시터(C)로부터의 직류 전원을 교류 변환하는 인버터(320), 및 상기 인버터(320)를 제어하는 인버터 제어부(330)를 포함할 수 있다. 전력변환장치(300)는, 입력 전압 검출부(A), dc단 전압 검출부(B), 입력 전류 검출부(D), 및 출력전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the power conversion device 300 according to an embodiment of the present disclosure includes a converter 310 that converts input power into DC power and outputs it to a dc terminal, a converter control unit 315, and the dc terminal. A capacitor (C) connected to the inverter having a plurality of switching elements, the inverter 320 for converting the DC power from the capacitor (C) to AC, and an inverter control unit 330 for controlling the inverter 320. can The power converter 300 may further include an input voltage detection unit (A), a dc terminal voltage detection unit (B), an input current detection unit (D), and an output current detection unit (E).

한편, 도 3에서는 전력변환장치(300)가 상용 교류 전원(301)에서 입력되는 전원을 변환하여 모터(350)에 공급하는 모터 구동 장치로 사용되는 경우를 예시하였다. 이 경우에, 전력변환장치(300)는 모터 구동 장치, 모터 구동부 등으로 명명될 수 있다. 또는, 전력변환장치(300)는 입력 전원을 변환하여 부하로 공급할 수 있다. 도 3에서는 전력변환장치(300)가 모터 구동 장치로 실시되는 예를 중심으로 기술하지만 본 개시는 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, in FIG. 3 , the power converter 300 is used as a motor driving device for converting power input from the commercial AC power source 301 and supplying it to the motor 350 . In this case, the power conversion device 300 may be referred to as a motor driving device, a motor driving unit, or the like. Alternatively, the power converter 300 may convert the input power and supply it to the load. In FIG. 3 , the power conversion device 300 is mainly described as an example implemented as a motor driving device, but the present disclosure is not limited thereto.

컨버터(310)는, 상용 교류 전원(301)을 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. 이를 위해, 컨버터(310)는, 정류부(미도시)를 구비할 수 있다. 그외, 리액터(미도시)를 더 구비하는 것도 가능하다.The converter 310 may convert the commercial AC power 301 into a DC power and output the converted power. To this end, the converter 310 may include a rectifying unit (not shown). In addition, it is also possible to further include a reactor (not shown).

컨버터(310)의 출력단에는, 평활 커패시터(C)가 접속된다. 커패시터(C)는, 컨버터(310)에서 출력되는 전원을 저장할 수 있다. 컨버터(310)에서 출력되는, 전원은 dc 전원이므로, 커패시터(C)는, dc단 커패시터라 명명할 수 있다.A smoothing capacitor C is connected to the output terminal of the converter 310 . The capacitor C may store power output from the converter 310 . Since the power output from the converter 310 is dc power, the capacitor C may be referred to as a dc terminal capacitor.

상기 인버터(320)는, 상기 변환된 교류 전원을 모터(350)로 출력할 수 있다.The inverter 320 may output the converted AC power to the motor 350 .

도 3을 참조하면, 입력 전압 검출부(A)는, 입력 교류 전원(301)으로부터의 입력 전압(Vs)을 검출할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the input voltage detection unit A may detect an input voltage Vs from the input AC power source 301 .

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, 인버터 제어부(330)에 인가될 수 있다. The input voltage detection unit A may include a resistance element, an OP AMP, and the like for voltage detection. The detected input voltage Vs may be applied to the inverter controller 330 as a discrete signal in the form of a pulse.

한편, 입력 전압 검출부(A)에 의해, 입력 전압의 제로 크로싱 지점도 검출할 수 있게 된다.On the other hand, the zero crossing point of the input voltage can also be detected by the input voltage detection unit A.

입력 전류 검출부(D)는, 상용 교류 전원(301)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(D)로, CT(current trnasformer), 션트(Shunt) 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(digcrete signal)로서, 소비전력 연산을 위해, 인버터 제어부(330)에 입력될 수 있다.The input current detection unit D may detect an input current is input from the commercial AC power supply 301 . To this end, as the input current detector D, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used. The detected input current is, as a discrete signal in the form of a pulse, may be input to the inverter controller 330 for power consumption calculation.

다음, 컨버터(310)의 출력단에는, 컨버터(310)에서 전력 변환된 전원을 저장 또는 평활하기 위한, 커패시터(C)가 구비될 수 있다. 이때의 커패시터(C) 양단은, dc단이라 명명할 수 있다. 따라서, 커패시터(C)를 dc단 커패시터라 할 수도 있다.Next, a capacitor C may be provided at the output terminal of the converter 310 to store or smooth the power converted by the converter 310 . At this time, both ends of the capacitor C may be referred to as dc terminals. Accordingly, the capacitor C may be referred to as a dc terminal capacitor.

한편, 컨버터 제어부(315)는, 입력 전압(Vs), 입력 전류(Is), dc단 전압(Vdc)에 기초하여, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 생성하고, 이를 컨버터(310)에 출력할 수 있다.Meanwhile, the converter control unit 315 generates a converter switching control signal Scc based on the input voltage Vs, the input current Is, and the dc terminal voltage Vdc, and outputs it to the converter 310 . can

dc단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(330)에 입력될 수 있다. The dc terminal voltage detector B may detect the dc terminal voltage Vdc, which is both ends of the smoothing capacitor C. To this end, the dc terminal voltage detection unit B may include a resistance element, an amplifier, and the like. The detected dc terminal voltage Vdc may be input to the inverter controller 330 as a discrete signal in the form of a pulse.

인버터(320)는, 모터(350)를 구동할 수 있다. 이를 위해, 인버터(320)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 동기 모터(350)에 출력할 수 있다. The inverter 320 may drive the motor 350 . To this end, the inverter 320 includes a plurality of inverter switching elements, and converts the smoothed DC power Vdc by the on/off operation of the switching elements into three-phase AC power of a predetermined frequency, and the three-phase synchronous motor 350 ) can be printed.

인버터(320)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자 및 하암 스위칭 소자가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결된다. 각 스위칭 소자에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. In the inverter 320, a pair of upper-arm switching elements and lower-arm switching elements connected in series with each other, respectively, a total of three pairs of upper-arm switching elements and lower-arm switching elements are connected to each other in parallel. A diode is connected in antiparallel to each switching element.

인버터(320) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(330)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(350)에 출력되게 된다. The switching elements in the inverter 320 turn on/off the respective switching elements based on the inverter switching control signal Sic from the inverter controller 330 . Accordingly, the three-phase AC power having a predetermined frequency is output to the three-phase synchronous motor 350 .

인버터 제어부(330)는, 인버터(320)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(330)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The inverter controller 330 may control a switching operation of the inverter 320 . To this end, the inverter control unit 330 may receive the output current i o detected by the output current detection unit E .

인버터 제어부(330)는, 인버터(320)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(320)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. The inverter controller 330 outputs the inverter switching control signal Sic to the inverter 320 in order to control the switching operation of the inverter 320 . The inverter switching control signal Sic is a pulse width modulation (PWM) switching control signal, and is generated and output based on the output current value i o detected by the output current detection unit E .

출력전류 검출부(E)는, 인버터(320)와 삼상 모터(350) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(350)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia, ib, ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.The output current detection unit E detects the output current i o flowing between the inverter 320 and the three-phase motor 350 . That is, the current flowing through the motor 350 is detected. The output current detection unit E may detect all of the output currents ia, ib, and ic of each phase, or may detect the output currents of two phases using three-phase balance.

출력전류 검출부(E)는 인버터(320)와 모터(350) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detection unit E may be positioned between the inverter 320 and the motor 350 , and a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used to detect the current.

션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(320)와 동기 모터(350) 사이에 위치하거나, 인버터(320)의 3개의 하암 스위칭 소자에 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(320) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.When shunt resistors are used, it is possible that three shunt resistors are located between the inverter 320 and the synchronous motor 350 , or that one end is each connected to three lower arm switching elements of the inverter 320 . On the other hand, using three-phase equilibrium, it is also possible that two shunt resistors are used. Meanwhile, when one shunt resistor is used, the shunt resistor may be disposed between the above-described capacitor C and the inverter 320 .

검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(330)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. The detected output current i o may be applied to the inverter control unit 330 as a discrete signal in the form of a pulse, and based on the detected output current i o , the inverter switching control signal Sic is created

한편, 모터(350)는, 삼상 모터일 수 있다. 모터(350)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. Meanwhile, the motor 350 may be a three-phase motor. The motor 350 includes a stator and a rotor, and each phase AC power of a predetermined frequency is applied to the coils of the stators of each phase (a, b, c phase), and the rotor rotates. .

이러한 모터(350)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기모터(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기모터(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 모터(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 모터(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다. The motor 350 includes, for example, a Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor (SMPMSM), an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM), and a synchronous relaxation motor. It may include a Synchronous Reluctance Motor (Synrm) and the like. Among them, SMPMSM and IPMSM are Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) applied with permanent magnet, and Synrm is characterized by no permanent magnet.

본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치(300)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로를 포함할 수 있다.The power conversion device 300 according to an embodiment of the present disclosure may include a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.

도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로의 주요 구성을 도시한 블럭도이다.4 is a block diagram illustrating a main configuration of a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전력변환장치(200, 300)는, 직류 전원이 저장되는 dc단 커패시터(C), 상기 dc단 커패시터(C)에 병렬로 접속되는 방전저항부(410), 상기 방전저항부(410)와 그라운드(ground) 사이에 배치되는 스위치를 포함하는 스위칭부(420), 및, 전원이 입력되지 않으면, 상기 스위치를 온(on)시키는 소정 전압이 상기 스위치로 공급되도록 동작하는 스위치제어부(430)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the power conversion devices 200 and 300 according to an embodiment of the present disclosure include a dc terminal capacitor (C) in which DC power is stored, and a discharge resistor connected in parallel to the dc terminal capacitor (C). A unit 410, a switching unit 420 including a switch disposed between the discharge resistor unit 410 and a ground, and, when no power is input, a predetermined voltage for turning on the switch It may include a switch control unit 430 that operates to be supplied to the switch.

방전저항부(410)는, 상기 dc단 커패시터(C)에 병렬로 접속되는 하나 이상의 저항을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방전저항부(410)는, 직렬로 연결된 방전저항들을 포함할 수 있다.The discharge resistor unit 410 may include one or more resistors connected in parallel to the dc terminal capacitor (C). For example, the discharge resistor unit 410 may include discharge resistors connected in series.

스위칭부(420)는 방전저항부(410)가 구비하는 저항에 직렬로 연결되는 스위치를 하나 이상 포함할 수 있다. 방전저항부(410)의 하나 이상의 저항과 스위칭부(420)의 하나 이상의 스위치는 직렬로 연결되고, 직렬로 연결되 저항과 스위치는 상기 dc단 커패시터(C)에 병렬로 연결될 수 있다. The switching unit 420 may include one or more switches connected in series to a resistor included in the discharge resistance unit 410 . One or more resistors of the discharge resistor unit 410 and one or more switches of the switching unit 420 may be connected in series, and the resistor and the switch may be connected in parallel to the dc terminal capacitor C.

또한, 스위칭부(420)의 스위치는 일단이 상기 방전저항부(410)에 연결되고, 타단이 상기 그라운드에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 스위칭부(410)의 스위치가 온(on)되면, 방전저항부(410)는 그라운드와 연결되고, 상기 dc단 커패시터(C), 상기 방전저항부(410), 스위칭부(420), 그라운드로 연결되는 패스(path)를 형성할 수 있다. In addition, the switch of the switching unit 420 may have one end connected to the discharge resistor unit 410 and the other end connected to the ground. Accordingly, when the switch of the switching unit 410 is turned on, the discharge resistance unit 410 is connected to the ground, and the dc terminal capacitor C, the discharge resistance unit 410, and the switching unit 420 are connected to the ground. ), a path connected to the ground may be formed.

스위치제어부(430)는, 시스템 전원 등 전원 입력이 없으면, 상기 스위칭부(420)에 구비되는 스위치를 온(on)시키는 소정 전압(스위치의 구동 전압)이 공급되도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 시스템 전원은 SMPS(Switching Mode Power Supply)에서 공급하는 15V, 5V, 24V 등의 직류 전원일 수 있다. The switch control unit 430 may operate so that, when there is no power input such as system power, a predetermined voltage (the driving voltage of the switch) for turning on the switch provided in the switching unit 420 is supplied. For example, the system power may be a DC power such as 15V, 5V, or 24V supplied from a switching mode power supply (SMPS).

한편, 스위치제어부(430)는, 시스템 전원 등 전원 입력이 있으면, 구동 전압이 스위치에 공급되지 않도록 동작함으로써, 스위치는 오프(off) 상태를 유지하고, 방전이 진행되지 않는다.Meanwhile, the switch control unit 430 operates so that the driving voltage is not supplied to the switch when there is a power input such as system power, so that the switch maintains an off state and discharge does not proceed.

한편, 상기 스위치제어부(430)는, 시스템 전원 등으로부터의 출력 전압이 입력되지 않으면, 직접 소정 전압을 가지는 신호를 상기 스위칭부(420)로 출력하거나, 상기 스위칭부(420)로 소정 전압이 공급되는 패스(path)를 형성할 수 있다. 즉, 상기 스위치제어부(430)에 전원 측 입력이 없으면, 상기 스위칭부(420)의 스위치가 온되어 , 상기 dc단 커패시터(C), 상기 방전저항부(410), 상기 스위칭부(420), 상기 그라운드로 연결되는 패스(path)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 시스템 오프, 전원 공급 이상 발생 등 전원 입력이 없거나 불안정한 상황에서 자동으로 상기 dc단(a-b단)의 고전압을 방전시킬 수 있다.On the other hand, when the output voltage from the system power source is not input, the switch control unit 430 directly outputs a signal having a predetermined voltage to the switching unit 420 or supplies the predetermined voltage to the switching unit 420 . path can be formed. That is, if there is no power-side input to the switch control unit 430, the switch of the switching unit 420 is turned on, and the dc terminal capacitor C, the discharge resistor unit 410, the switching unit 420, A path connected to the ground may be formed. Accordingly, it is possible to automatically discharge the high voltage of the dc terminals (a-b terminals) in a situation where there is no power input or is unstable, such as when the system is turned off or a power supply error occurs.

기존에는, 방전이 불필요한 경우에도 dc단 커패시터(c)에 병렬 연결된 방전저항을 통해 DC Link 방전을 하고 있기 때문에, 저항의 발열 및 시스템 효율에도 문제가 있었다. 특히 대기전력모드에서 소비 전력에 큰 영샹을 주고, 대기전력이 높아지는 문제가 있었다.Conventionally, even when discharging is unnecessary, since DC link discharge is performed through a discharge resistor connected in parallel to the dc terminal capacitor (c), there is a problem in heat generation of the resistor and system efficiency. In particular, in the standby power mode, there is a problem in that the power consumption is greatly affected and the standby power is increased.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, SMPS 전원과 스위치를 이용하여, 시스템 전원이 OFF 되어 SMPS 출력 전압이 0가 되면, 방전저항과 연결되어 있는 스위치를 ON 시켜 DC Link 방전을 수행할 수 있다. 시스템 전원이 OFF될 때만 방전저항을 경유하는 패스로 DC Link 방전을 수행함으로써, 안전성과 효율 측면에서 모두 뛰어난 장점이 있다. According to an embodiment of the present disclosure, using the SMPS power supply and the switch, when the system power is OFF and the SMPS output voltage becomes 0, the switch connected to the discharge resistor is turned ON to perform DC Link discharge. By performing DC Link discharge in a path through the discharge resistor only when the system power is turned OFF, there are excellent advantages in terms of safety and efficiency.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 필요시에만 DC Link 방전 함으로써, 제품 동작 중에 방전으로 인한 전력 소비를 방지할 수 있다. 특히, 대기전력모드에서 불필요한 전력 소비를 방지하고, 대기전력모드에서의 전력 소비를 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by discharging the DC link only when necessary, power consumption due to discharging during product operation can be prevented. In particular, it is possible to prevent unnecessary power consumption in the standby power mode and minimize power consumption in the standby power mode.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 필요시에만 DC Link 방전 함으로써 시스템 효율 및 저항의 발열이 문제가 되지 않는다. 또한, 필요시에만 DC Link 방전 함으로써, 방전저항부(410)에 포함되는 저항의 크기 및 수량을 줄이는 설계 가능한 장점이 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by discharging the DC Link only when necessary, system efficiency and heat generation of the resistor are not a problem. In addition, by discharging the DC link only when necessary, there is an advantage that can be designed to reduce the size and quantity of resistors included in the discharge resistor unit 410 .

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, SMPS가 OFF 시점에만 DC Link 방전 기능을 사용 가능한 것은 아니다. SMPS 등 시스템 전원 오프 경우 외에도, 안전, 절전 등의 목적으로 방전 기능 수행을 원하는 상황에 스위치 제어부(430)가 동작함으로써 DC Link 방전 기능을 사용할 수 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present disclosure, it is not possible to use the DC Link discharge function only when the SMPS is OFF. In addition to the case of turning off the system power such as SMPS, the DC link discharge function can be used by operating the switch control unit 430 in a situation where the discharge function is desired for the purpose of safety and power saving.

도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.

도 5를 참조하면, dc단 커패시터(C)에는 방전저항부(410)와 스위칭부(420)가 병렬로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 5 , a discharge resistor unit 410 and a switching unit 420 may be connected in parallel to the dc terminal capacitor C.

스위칭부(420)는 일단은 방전저항부(410)에 연결되고 타단은 그라운드에 연결되는 하나 이상의 스위치(421)를 포함할 수 있다.The switching unit 420 may include one or more switches 421 having one end connected to the discharge resistor unit 410 and the other end connected to the ground.

상기 스위치(421)는, 모스펫(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)일 수 있다. 또는, 상기 스위치(421)는, 바이폴라 접합 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor, BJT)일 수 있다. The switch 421 may be a Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET). Alternatively, the switch 421 may be a bipolar junction transistor (BJT).

한편, 상기 스위치제어부(430)는, 상기 MOSFET 또는 BJT 스위치(421)의 게이트(gate)에 상기 소정 전압이 인가되도록 동작할 수 있다.Meanwhile, the switch control unit 430 may operate such that the predetermined voltage is applied to a gate of the MOSFET or BJT switch 421 .

상기 스위치제어부(430)에는, 시스템 전원 등으로부터의 출력 전압(예를 들어, SMPS의 직류 전압(Vdc1))이 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력(Vdc1)은 SMPS에서 공급하는 15V, 5V, 24V 등의 직류 전원일 수 있다. An output voltage (eg, a DC voltage (Vdc1) of the SMPS) may be input to the switch controller 430 . For example, the input Vdc1 may be a DC power such as 15V, 5V, or 24V supplied from the SMPS.

상기 스위치제어부(430)는, 시스템 전원 등으로부터의 출력 전압(Vdc1)이 입력되지 않으면, 직접 소정 전압을 가지는 신호를 상기 스위치(421)로 출력하거나, 상기 스위치(421)로 소정 전압이 공급되는 패스(path)를 형성할 수 있다. 즉, 상기 스위치제어부(430)에 전원 측 입력(Vdc1)이 없으면, 상기 스위치(421)가 온되어, 상기 dc단 커패시터(C), 상기 방전저항부(410), 상기 스위치(421), 상기 그라운드로 연결되는 패스(path)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 시스템 오프, 전원 공급 이상 발생 등 전원 입력이 없거나 불안정한 상황에서 자동으로 상기 dc단(a-b단)의 고전압을 방전시킬 수 있다. When the output voltage Vdc1 from the system power supply or the like is not input, the switch control unit 430 directly outputs a signal having a predetermined voltage to the switch 421 or a predetermined voltage is supplied to the switch 421 . A path can be formed. That is, if there is no power-side input Vdc1 in the switch control unit 430, the switch 421 is turned on, and the dc terminal capacitor C, the discharge resistor unit 410, the switch 421, and the A path connected to the ground may be formed. Accordingly, it is possible to automatically discharge the high voltage of the dc terminals (a-b terminals) in a situation where there is no power input or is unstable, such as when the system is turned off or a power supply error occurs.

도 5를 참조하면, 상기 스위치제어부(430)는, 상기 dc단 커패시터(C) 및 상기 방전저항부(410)에 병렬로 연결되는 하나 이상의 저항을 포함하는 보호저항부(435)를 포함할 수 있다. 보호저항부(435)는 dc단의 쇼트(short)를 방지하고 전류를 제한하여 부품 소자들을 보호할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the switch control unit 430 may include a protection resistor unit 435 including one or more resistors connected in parallel to the dc terminal capacitor C and the discharge resistance unit 410 . have. The protection resistor 435 may prevent a short circuit of the dc terminal and limit the current to protect the components.

한편, 상기 스위치제어부(430)에 전원 측 입력(예를 들어, SMPS의 직류 전압(Vdc1))이 있으면, 구동 전압이 입력되지 않아, 상기 스위치(421)는 오프(off) 상태를 유지하게 되고, 상기 방전저항부(410)를 통과하는 패스가 형성되지 않는다. 이에 따라, 상기 스위치제어부(430)에 전원 측 입력(Vdc1)이 있으면, 방전 기능이 수행되지 않는다.On the other hand, if there is a power-side input (for example, the DC voltage Vdc1 of the SMPS) to the switch control unit 430, the driving voltage is not input, and the switch 421 maintains an off state. , a path passing through the discharge resistor unit 410 is not formed. Accordingly, when the power-side input Vdc1 is present in the switch control unit 430 , the discharge function is not performed.

한편, 상기 스위치(421)의 온/오프 제어를 위한 상기 스위치제어부(430)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.Meanwhile, the switch control unit 430 for on/off control of the switch 421 may be implemented in various ways.

예를 들어, 상기 스위치제어부(430)는, 포토커플러(431)를 포함할 수 있다. DC Link 전압과 SMPS의 전압의 그라운드(GROUND)가 다른 경우가 많으므로, 상기 스위치제어부(430)는 절연을 위해 포토커플러(431)를 사용하는 것이 더 바람직할 수 있다. For example, the switch control unit 430 may include a photocoupler 431 . Since the ground (GROUND) of the DC link voltage and the voltage of the SMPS is often different, the switch control unit 430 may more preferably use a photocoupler 431 for insulation.

상기 포토커플러(431)는, 1차단(1-2)에 상기 전원이 입력되지 않으면, 2차단(3-4)이 오프(off)될 수 있다.In the photocoupler 431 , when the power is not input to the first block 1 - 2 , the second block 3 - 4 may be turned off.

상기 포토커플러(431)의 상기 1차단(1-2)에 전원이 입력되면, 상기 2차단(3-4)이 온(on)되어, 상기 스위치(421)는 상기 그라운드에 연결될 수 있다.When power is input to the first block 1 - 2 of the photocoupler 431 , the second block 3 - 4 is turned on, and the switch 421 may be connected to the ground.

상기 스위치(421)가 MOSFET, BJT 등 반도체 스위칭 소자인 경우에, 상기 포토커플러(431)의 상기 1차단(1-2)에 전원이 입력되면, 상기 2차단(3-4)이 온(on)되어, 상기 스위치(421)의 게이트가 상기 그라운드에 연결될 수 있다. 즉, 단자 3과 단자 4가 도통되면 상기 스위치(421)의 게이트에는 그라운드가 연결되고, 게이트 전압이 0V로 상기 스위치(421)는 온(on)되지 않는다.When the switch 421 is a semiconductor switching device such as a MOSFET or a BJT, when power is input to the first block 1-2 of the photocoupler 431, the second block 3-4 is turned on. ), the gate of the switch 421 may be connected to the ground. That is, when the terminal 3 and the terminal 4 become conductive, the ground is connected to the gate of the switch 421 , and the gate voltage is 0V, and the switch 421 is not turned on.

상기 스위치제어부(430)는, 일단이 상기 dc단 커패시터(C) 및 상기 방전저항부(410)에 연결되고, 타단이 상기 포토커플러(431)에 연결되는 보호저항부(435)를 더 포함할 수 있다. The switch control unit 430 may further include a protection resistor unit 435 having one end connected to the dc stage capacitor C and the discharge resistance unit 410 and the other end connected to the photocoupler 431 . can

상기 포토커플러(431)의 2차단(3-4) 오프에 따라, 상기 dc단 커패시터(C)에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 스위치(421)로 인가될 수 있다. 포토커플러(431)의 2차단(3-4)이 오프(off)되면, 상기 dc단 커패시터(C)에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 보호저항부(435)를 거쳐 상기 스위치(421)로 인가될 수 있다. As the second stage 3 - 4 of the photocoupler 431 is turned off, a voltage based on the DC power stored in the dc stage capacitor C may be applied to the switch 421 . When the second terminal 3 - 4 of the photocoupler 431 is turned off, a voltage based on the DC power stored in the dc terminal capacitor C is transferred to the switch 421 through the protection resistor 435 . may be authorized

상기 스위치(421)가 MOSFET, BJT 등 반도체 스위칭 소자인 경우에, 상기 보호저항부(435)는 일단이 상기 dc단 커패시터(C) 및 상기 방전저항부(410)에 연결되고, 타단이 상기 포토커플러(431) 및 상기 스위치(421)의 게이트에 연결될 수 있다.When the switch 421 is a semiconductor switching device such as a MOSFET or a BJT, one end of the protection resistor 435 is connected to the dc terminal capacitor C and the discharge resistor 410, and the other end is the photo It may be connected to the coupler 431 and the gate of the switch 421 .

상기 포토커플러(431)의 상기 1차단(1-2)에 전원이 입력되지 않으면, 상기 차단(3-4)이 오프(off)되어, 상기 dc단 커패시터(C)에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 보호저항부(435)를 거쳐 상기 스위치(421)의 게이트로 인가될 수 있다. When power is not input to the first terminal 1-2 of the photocoupler 431, the cut-off 3-4 is turned off, and a voltage based on the DC power stored in the DC terminal capacitor C It may be applied to the gate of the switch 421 through the protection resistor 435 .

상기 스위치(421)의 게이트로 구동 전압 이상의 전압이 공급됨에 따라, 상기 스위치(421)는 온된다. 상기 스위치(421)가 온되면, 상기 dc단 커패시터(C), 상기 방전저항부(410), 상기 스위치(421)를 거치는 패스가 형성되고, 상기 dc단의 방전 동작이 수행될 수 있다.As a voltage equal to or greater than the driving voltage is supplied to the gate of the switch 421 , the switch 421 is turned on. When the switch 421 is turned on, a path passing through the dc terminal capacitor C, the discharge resistor 410, and the switch 421 is formed, and a discharging operation of the dc terminal may be performed.

도 5를 참조하면, 상기 스위치(421)와 상기 그라운드 사이에 제너 다이오드(ZD)가 배치될 수 있다. 더욱 상세하게는 상기 스위치(421)의 게이트와 상기 그라운드 사이에 제너 다이오드(ZD)가 배치될 수 있다. 제너 다이오드(ZD)는 상기 스위치(421)의 게이트에 인가되는 전압을 일정하게 유지할 수 있다. Referring to FIG. 5 , a Zener diode ZD may be disposed between the switch 421 and the ground. In more detail, a Zener diode ZD may be disposed between the gate of the switch 421 and the ground. The Zener diode ZD may maintain a constant voltage applied to the gate of the switch 421 .

한편, 상기 dc단 커패시터(C)에 저장된 직류 전원은 고전압이므로 그대로 상기 스위치(421) 등 회로 소자들에 인가되는 경우에 회로 소자들이 소손될 수 있다. 따라서, 제너 다이오드(ZD)로 상기 스위치(421)의 게이트 전압 등 회로 소자에 입력되는 전압을 낮추어 상기 스위치(421) 등 회로 소자들을 보호할 수 있다.Meanwhile, since the DC power stored in the dc terminal capacitor C is a high voltage, circuit elements may be damaged when applied to circuit elements such as the switch 421 as it is. Accordingly, it is possible to protect circuit elements such as the switch 421 by lowering a voltage input to a circuit element such as a gate voltage of the switch 421 with the Zener diode ZD.

실시 예에 따라서, 상기 스위치(421) 등 회로 소자들의 보호를 위해 다른 정전압다이오드(voltage regulator diode)를 사용하는 것도 가능하다.According to an embodiment, it is also possible to use another voltage regulator diode for protection of circuit elements such as the switch 421 .

도 5를 참조하면, 상기 스위치(421)와 상기 스위치제어부 사이에 전류를 제한하는 제한저항(R1)이 배치될 수 있다. 특히, 상기 스위치(421)의 게이트 단에 상기 제한저항(R1)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 5 , a limiting resistor R1 for limiting current may be disposed between the switch 421 and the switch controller. In particular, the limiting resistor R1 may be disposed at a gate terminal of the switch 421 .

또한, 상기 스위치(421)의 게이트 단에는 커패시터(C1)이 배치될 수 있다. 커패시터(C1)는 상기 스위치(421)의 게이트와 소스 사이에 배치되어 돌입 전류를 방지하고 임피던스를 조정할 수 있다.Also, a capacitor C1 may be disposed at the gate terminal of the switch 421 . The capacitor C1 may be disposed between the gate and the source of the switch 421 to prevent inrush current and adjust the impedance.

본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, dc단 방전회로를 저비용으로 구성하고, 간단하게 제어할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present disclosure, the dc stage discharge circuit can be configured at a low cost and can be easily controlled.

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로를 도시한 도면이고, 도 7 내지 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로의 동작에 관한 설명에 참조되는 도면이다.6 is a diagram illustrating a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure, and FIGS. 7 to 9 are diagrams referenced in the description of the operation of the discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure.

도 6에서 예시된 실시 예는, 저항부(410, 435)가 복수의 저항들(410a, 410b, 435a, 453b)을 포함하고, 스위칭부(420)도 복수의 스위치(421a, 421b)를 포함하는 점에서 도 5에서 예시된 실시 예와 차이가 있다. 따라서, 도 6에서 예시된 실시 예도 도 5를 참조하여 설명한 본 개시의 특징들을 대부분 포함한다. 이하에서는 공통 부분은 생략하거나 간략히 설명한다.In the embodiment illustrated in FIG. 6 , the resistor units 410 and 435 include a plurality of resistors 410a, 410b, 435a, and 453b, and the switching unit 420 also includes a plurality of switches 421a and 421b. It is different from the embodiment illustrated in FIG. 5 in that it does. Accordingly, the embodiment illustrated in FIG. 6 also includes most of the features of the present disclosure described with reference to FIG. 5 . Hereinafter, common parts are omitted or briefly described.

도 6을 참조하면, 상기 보호저항부(435)는 보호저항부(435)는 복수의 저항(435a, 453b)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 저항(435a, 453b)은 직렬로 연결될 수 있다. 상기 dc단 커패시터(C) 및 상기 방전저항부(410)에 병렬로 연결되는 하나 이상의 저항을 포함하는 보호저항부(435)를 포함할 수 있다. 상기 보호저항부(435)는 dc단의 쇼트(short)를 방지하고 전류를 제한하여 부품 소자들을 보호할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the protection resistor unit 435 may include a plurality of resistors 435a and 453b. The plurality of resistors 435a and 453b may be connected in series. A protection resistor unit 435 including one or more resistors connected in parallel to the dc terminal capacitor C and the discharge resistor unit 410 may be included. The protection resistor unit 435 may prevent a short circuit of the dc terminal and protect the components by limiting the current.

도 6을 참조하면, 상기 방전저항부(410)는, 직렬로 연결된 방전저항들을 포함하는 제1 방전저항부(410a)와 직렬로 연결된 방전저항들을 포함하는 제2 방전저항부(410b)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the discharge resistor unit 410 includes a first discharge resistor unit 410a including discharge resistors connected in series, and a second discharge resistance unit 410b including discharge resistors connected in series. can do.

상기 제1 방전저항부(410a)와 상기 제2 방전저항부(410b)는 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 방전저항부(410)는, 상기 dc단 커패시터(C)에 병렬로 연결된다. 따라서, 상기 제1 방전저항부(410a)와 상기 제2 방전저항부(410b)는 각각 상기 dc단 커패시터(C)에 병렬로 연결될 수 있다. The first discharge resistance unit 410a and the second discharge resistance unit 410b may be connected in parallel. In addition, the discharge resistor unit 410 is connected in parallel to the dc terminal capacitor (C). Accordingly, the first discharge resistance unit 410a and the second discharge resistance unit 410b may be connected in parallel to the dc terminal capacitor C, respectively.

또한, 상기 스위칭부(420)는, 상기 제1 방전저항부(410a)와 상기 그라운드 사이에 직렬로 연결된 제1 스위치(421a), 및, 상기 제2 방전저항부(410b)와 상기 그라운드 사이에 직렬로 연결된 제2 스위치(421b)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 스위치(421a)는 상기 제1 방전저항부(410a)를 통과하는 패스(path)를 형성하거나 차단할 수 있고, 상기 제2 스위치(421b)는 상기 제2 방전저항부(410b)를 통과하는 패스(path)를 형성하거나 차단할 수 있다.In addition, the switching unit 420 includes a first switch 421a connected in series between the first discharge resistance unit 410a and the ground, and between the second discharge resistance unit 410b and the ground. A second switch 421b connected in series may be included. That is, the first switch 421a may form or block a path passing through the first discharge resistance unit 410a, and the second switch 421b may include the second discharge resistance unit 410b. It can form or block a path passing through.

즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 방전저항부(410a), 상기 제1 스위치(421a)를 통과하는 패스(path), 및, 상기 제2 방전저항부(410b), 상기 제2 스위치(421b)를 통과하는 패스(path)의 2채널(channel)로 방전을 수행할 수 있다.That is, according to an embodiment of the present disclosure, a path passing through the first discharge resistance unit 410a, the first switch 421a, and the second discharge resistance unit 410b, the first Discharge may be performed through two channels of a path passing through the two switches 421b.

이에 따라, 상대적으로 적은 용량의 스위치들(421a, 421b)로 dc단 커패시터(C)의 고전압을 안전하게 방전할 수 있다. Accordingly, it is possible to safely discharge the high voltage of the DC terminal capacitor C with the switches 421a and 421b having a relatively small capacity.

또한, 실시 예에 따라서, 복수의 저항과 스위치를 이용하여 2채널 이상의 복수의 채널을 구성하고, 복수의 채널에 각각 배치된 스위치의 스위칭 동작으로 복수의 채널을 이용하여 상기 dc단 커패시터(C)의 고전압을 방전할 수 있다. In addition, according to an embodiment, a plurality of channels of two or more channels are configured using a plurality of resistors and switches, and the dc terminal capacitor (C) is used as a switching operation of a switch respectively disposed in the plurality of channels using a plurality of channels. high voltage can be discharged.

상기 포토커플러(431)는 상기 1차단(1-2)이 전원 측에 연결되고, 상기 2차단(3-4)이 상기 제1,2 스위치(421a, 421b) 측에 연결될 수 있다. 상기 단자 3은 상기 그라운드에 연결될 수 있다. 상기 단자 4는 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트에 연결될 수 있다. 또한, 상기 단자 4는 상기 보호저항부(435)에 연결될 수 있다.In the photocoupler 431 , the first terminal 1-2 may be connected to a power supply side, and the second terminal terminal 3-4 may be connected to the first and second switches 421a and 421b. The terminal 3 may be connected to the ground. The terminal 4 may be connected to the gates of the first and second switches 421a and 421b. Also, the terminal 4 may be connected to the protection resistor unit 435 .

상기 제1,2 스위치(421a, 421b) 보호를 위해 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트에는, 제너 다이오드(ZD)가 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b) 보호를 위해, 제한저항(R1)과 커패시터(R1)를 더 포함할 수 있다.A Zener diode ZD may be connected to gates of the first and second switches 421a and 421b to protect the first and second switches 421a and 421b. In addition, to protect the first and second switches 421a and 421b, a limiting resistor R1 and a capacitor R1 may be further included.

상기 단자 4, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트, 상기 보호저항부(435)의 일단은 노드 n에 연결될 수 있다. 노드 n과 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트 사이에는 제한저항(R1)이 배치될 수 있다.The terminal 4, the gates of the first and second switches 421a and 421b, and one end of the protection resistor unit 435 may be connected to the node n. A limiting resistor R1 may be disposed between the node n and the gates of the first and second switches 421a and 421b.

한편, 상기 포토커플러(431)는 상기 1차단(1-2)에 전원이 입력되면, 상기 2차단(3-4)이 온(on)될 수 있다. 도 7은 상기 포토커플러(431)의 상기 1차단(1-2)에 SMPS 출력 15V 등 직류 전원(Vdc1) 입력이 있는 경우를 예시한다.On the other hand, in the photocoupler 431 , when power is input to the first block 1 - 2 , the second block 3 - 4 may be turned on. FIG. 7 exemplifies a case in which a DC power supply (Vdc1) input such as an SMPS output 15V is provided to the first block 1-2 of the photocoupler 431 .

도 7을 참조하면, 직류 전원(Vdc1)의 입력에 따라, 상기 2차단(3-4)이 온(on)될 수 있다. 그러면, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트는 상기 그라운드에 연결될 수 있다. 즉, 단자 3과 단자 4가 도통되면, 노드 n의 전압은 0V가 된다. 이에 따라, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트 전압이 0V가 되고, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)는 오프 상태를 유지한다.Referring to FIG. 7 , according to the input of the DC power source Vdc1 , the second block 3 - 4 may be turned on. Then, the gates of the first and second switches 421a and 421b may be connected to the ground. That is, when the terminals 3 and 4 conduct, the voltage at the node n becomes 0V. Accordingly, the gate voltage of the first and second switches 421a and 421b becomes 0V, and the first and second switches 421a and 421b maintain an off state.

따라서, SMPS 출력 15V 등 직류 전원(Vdc1) 입력이 있는 상태에서는 방전이 수행되지 않는다. 또한, 상기 제1,2 방전저항부(410a, 410b)에 전류가 흐르지 않으므로 상기 제1,2 방전저항부(410a, 410b)에서의 전력 소모 및 발열이 없다.Therefore, discharging is not performed in a state in which a DC power supply (Vdc1) input such as SMPS output 15V is present. In addition, since no current flows in the first and second discharge resistors 410a and 410b, there is no power consumption and no heat generation in the first and second discharge resistors 410a and 410b.

SMPS 전원 15V가 출력되고 있을 경우, 상기 포토커플러(431)가 동작하여 상기 포토커플러(431)의 2상기 2차단(3-4)이 온(on)될 수 있다. 이에 따라, 상기 보호저항부(435)의 dc단 쇼트(Short) 방지 저항(435a, 435b)에 전압이 걸리며, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트에는 전압이 걸리지 않아 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)는 오프(OFF) 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1,2 방전저항부(410a, 410b)에 전압이 걸리지 않아 방전이 되지 않는다.When the SMPS power supply 15V is being output, the photocoupler 431 may be operated to turn on the second block 3 - 4 of the photocoupler 431 . Accordingly, a voltage is applied to the dc terminal short prevention resistors 435a and 435b of the protection resistor 435 , and no voltage is applied to the gates of the first and second switches 421a and 421b, so that the first ,2 The switches 421a and 421b may maintain an OFF state. Accordingly, no voltage is applied to the first and second discharge resistors 410a and 410b, so that no discharge occurs.

한편, 상기 포토커플러(431)는, 1차단(1-2)에 상기 전원이 입력되지 않으면, 2차단(3-4)이 오프(off)될 수 있다. 도 8은 상기 포토커플러(431)의 상기 1차단(1-2)에 SMPS 출력 15V 등 직류 전원(Vdc1) 입력이 없는 경우를 예시한다.On the other hand, in the photocoupler 431 , when the power is not input to the first block 1 - 2 , the second block 3 - 4 may be turned off. FIG. 8 exemplifies a case in which there is no DC power supply Vdc1 input such as an SMPS output 15V to the first block 1-2 of the photocoupler 431 .

도 8을 참조하면, 상기 포토커플러(431)의 2차단(3-4) 오프에 따라, 상기 dc단 커패시터(C)에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)로 인가될 수 있다. 포토커플러(431)의 2차단(3-4)이 오프(off)되면, 상기 dc단 커패시터(C)에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 보호저항부(435)를 거쳐 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)로 인가될 수 있다. Referring to FIG. 8 , according to the second circuit (3-4) off of the photocoupler 431, the voltage based on the DC power stored in the dc terminal capacitor C is changed to the first and second switches 421a and 421b. may be authorized as When the second terminal 3 - 4 of the photocoupler 431 is turned off, the voltage based on the DC power stored in the dc terminal capacitor C passes through the protection resistor 435 to the first and second switches (421a, 421b) may be applied.

상기 포토커플러(431)의 상기 1차단(1-2)에 전원이 입력되지 않으면, 상기 2차단(3-4)이 오프(off)되어, 상기 dc단 커패시터(C)에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 보호저항부(435)를 거쳐 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트로 인가될 수 있다. When power is not input to the first terminal 1-2 of the photocoupler 431, the second terminal 3-4 is turned off, based on the DC power stored in the DC terminal capacitor C. A voltage may be applied to the gates of the first and second switches 421a and 421b through the protection resistor 435 .

상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트로 구동 전압 이상의 전압이 공급됨에 따라, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)는 온된다. 도 9는 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)가 온된 경우에 형성되는 전류 패스를 예시한다.As a voltage equal to or greater than the driving voltage is supplied to the gates of the first and second switches 421a and 421b, the first and second switches 421a and 421b are turned on. 9 illustrates a current path formed when the first and second switches 421a and 421b are turned on.

도 9를 참조하면, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)가 온됨에 따라, 상기 dc단 커패시터(C), 상기 방전저항부(410), 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)를 거치는 패스가 형성되고, 상기 dc단의 방전 동작이 수행될 수 있다. Referring to FIG. 9 , as the first and second switches 421a and 421b are turned on, the dc terminal capacitor C, the discharge resistor unit 410, and the first and second switches 421a and 421b are turned on. A passing path is formed, and the discharging operation of the dc terminal may be performed.

도 9를 참조하면, 상기 제1 방전저항부(410a), 상기 제1 스위치(421a)를 통과하는 패스(path), 및, 상기 제2 방전저항부(410b), 상기 제2 스위치(421b)를 통과하는 패스(path)가 형성되고, 상기 dc단의 방전 동작이 수행될 수 있다. Referring to FIG. 9 , a path passing through the first discharge resistor unit 410a, the first switch 421a, and the second discharge resistance unit 410b and the second switch 421b A path passing through is formed, and the discharging operation of the dc terminal may be performed.

도 8과 도 9를 참조하면, SMPS 전원 15V가 0V일 경우(시스템 전원 OFF), 상기 포토커플러(431)가 오프(OFF)되고, 2차단(3-4)이 오프(off)될 수 있다. 이때 DC 단 전압을 이용하여 상기 보호저항부(435)를 거쳐 게이트에 전압을 인가함으로써 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)가 온(on)될 수 있다.8 and 9 , when the SMPS power supply 15V is 0V (system power is OFF), the photocoupler 431 may be turned off, and the second blocker 3-4 may be turned off. . At this time, the first and second switches 421a and 421b may be turned on by applying a voltage to the gate through the protection resistor 435 using the DC terminal voltage.

상기 제1,2 스위치(421a, 421b)가 온(on)되면, 상기 방전저항부(410)를 통해서 dc단을 방전할 수 있다. When the first and second switches 421a and 421b are turned on, the dc terminal may be discharged through the discharge resistor unit 410 .

한편, dc단 전압이 높을 경우, 고전압이 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)의 게이트(Gate)로 바로 인가되면, 부품 소손이 있을 수 있다. 따라서, 제너 다이오드(ZD) 등 정전압 회로를 추가하여 게이트에 인가되는 전압이 기준치(예, 18V) 이상 올라가지 않도록 설계할 수 있다.On the other hand, when the dc terminal voltage is high, when the high voltage is directly applied to the gates of the first and second switches 421a and 421b, component damage may occur. Therefore, by adding a constant voltage circuit such as a Zener diode (ZD), it is possible to design so that the voltage applied to the gate does not rise above a reference value (eg, 18V).

한편, dc단 전압과 SMPS 전압의 GROUND 가 다른 회로에 적용되기 때문에, 절연을 위해, 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)를 동작시키는 제어 수단으로, 상기 포토커플러(431)를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.On the other hand, since the ground of the dc terminal voltage and the SMPS voltage are applied to different circuits, it is better to use the photocoupler 431 as a control means for operating the first and second switches 421a and 421b for insulation. more preferably.

한편, 절연이 필요없을 경우, 상기 포토커플러(431)외에 다른 스위칭 제어 수단을 이용할 수 있다. 예를 들어, SMPS OFF시, 스위치제어부(430)는 스위칭부(420)의 스위치를 온(on)시키는 제어신호를 직접 생성하여 공급할 수 있다.Meanwhile, when insulation is not required, other switching control means may be used in addition to the photocoupler 431 . For example, when the SMPS is OFF, the switch control unit 430 may directly generate and supply a control signal for turning on the switch of the switching unit 420 .

또한, SMPS OFF가 아닌 다른 제어신호로 상기 제1,2 스위치(421a, 421b)를 동작시킬 수 있다.Also, the first and second switches 421a and 421b may be operated with a control signal other than SMPS OFF.

도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 방전회로의 스위치 구동에 관한 설명에 참조되는 도면으로, 상술한 상기 포토커플러(431)를 이용하는 스위칭 구동과는 다른 스위칭 구동 예를 도시한 것이다.10 is a diagram referenced in the description of a switch driving of a discharge circuit according to an embodiment of the present disclosure, and shows an example of a switching driving different from the above-described switching driving using the photocoupler 431 .

도 10을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 스위치제어부(432)는, 제1 단자에는 SMPS 전원 등으로부터의 직류 전압(Vdc2)이 입력되고, 제2 단자에는 기준전압이 입력되는 비교기(1010)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 단자는 비반전 단자이고, 상기 제2 단자는 반전 단자일 수 있다. 각 단자가 도 10의 예시와 반대로 연결되는 것도 가능할 것이다.Referring to FIG. 10 , the switch control unit 432 according to an embodiment of the present disclosure includes a comparator ( Vdc2 ) input from an SMPS power source to a first terminal and a reference voltage to a second terminal ( 1010) may be included. Here, the first terminal may be a non-inverting terminal, and the second terminal may be an inverting terminal. It may also be possible for each terminal to be connected oppositely to the example of FIG. 10 .

한편, 상기 제2 단자에는 기준 전압을 설정하기 위해 분배저항(1021, 1022)이 연결될 수 있다. 상기 제2 단자는 상기 분배저항(1021, 1022) 사이의 노드에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 분배저항(1021)의 저항값이 제2 분배저항(1022)의 저항값의 4배라고 한다면, 기준전압은 직류 전압(Vdc2)의 20%가 될 수 있다.Meanwhile, division resistors 1021 and 1022 may be connected to the second terminal to set a reference voltage. The second terminal may be connected to a node between the distribution resistors 1021 and 1022 . For example, if the resistance value of the first division resistor 1021 is four times the resistance value of the second division resistor 1022 , the reference voltage may be 20% of the DC voltage Vdc2 .

한편, 상기 비교기(1010)는 비반전 단자(+)의 기준 전압과 반전 단자(-)의 입력을 비교하여 출력할 수 있다. 즉, 상기 비교기(1010)는 상기 비반전 단자의 입력 전압이 상기 기준 전압보다 작으면, 하이(high) 레벨 전압을 출력할 수 있다. 이에 따라, 입력 전원이 0이거나 기준 전압보다 작으면, 상기 비교기(1010)는 하이(high) 레벨 전압을 스위칭부(420)의 스위치로 인가하고, 스위치가 온(on)될 수 있다. Meanwhile, the comparator 1010 may compare and output the reference voltage of the non-inverting terminal (+) and the input of the inverting terminal (-). That is, the comparator 1010 may output a high level voltage when the input voltage of the non-inverting terminal is less than the reference voltage. Accordingly, when the input power is 0 or less than the reference voltage, the comparator 1010 may apply a high level voltage to the switch of the switching unit 420 , and the switch may be turned on.

본 개시에 따른 방전회로 및 이를 구비하는 전력변환장치는, 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.Discharge circuit according to the present disclosure and a power conversion device having the same, the configuration and method of the embodiments described above are not limitedly applicable, but the embodiments are the embodiments of each embodiment so that various modifications can be made. All or a part may be selectively combined and configured.

또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and the present disclosure belongs to the technical field without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims. Various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present disclosure.

방전저항부: 410
스위칭부: 420
스위치제어부: 430Discharge resistance part: 410
Switching unit: 420
Switch control unit: 430

Claims (16)

직류 전원이 저장되는 dc단 커패시터;
상기 dc단 커패시터에 병렬로 접속되는 방전저항부;
상기 방전저항부와 그라운드(ground) 사이에 배치되는 스위치를 포함하는 스위칭부; 및,
전원이 입력되지 않으면, 상기 스위치를 온(on)시키는 소정 전압이 상기 스위치로 공급되도록 동작하는 스위치제어부;를 포함하는 전력변환장치.a dc stage capacitor for storing direct current power;
a discharge resistor connected in parallel to the dc terminal capacitor;
a switching unit including a switch disposed between the discharge resistor unit and a ground; and,
Power conversion device comprising a; when no power is input, a switch control unit operable to supply a predetermined voltage for turning on the switch to the switch. 제1항에 있어서,
상기 방전저항부는, 직렬로 연결된 방전저항들을 포함하는 전력변환장치.According to claim 1,
The discharge resistor unit, a power conversion device comprising a series of discharge resistors. 제1항에 있어서,
상기 방전저항부는, 직렬로 연결된 방전저항들을 포함하는 제1 방전저항부와 직렬로 연결된 방전저항들을 포함하는 제2 방전저항부를 포함하고,
상기 제1 방전저항부와 상기 제2 방전저항부는 병렬로 연결되는 전력변환장치.According to claim 1,
The discharge resistor unit includes a first discharge resistor unit including discharge resistors connected in series and a second discharge resistance unit including discharge resistors connected in series;
The first discharge resistor unit and the second discharge resistor unit are connected in parallel. 제3항에 있어서,
상기 스위칭부는, 상기 제1 방전저항부와 상기 그라운드 사이에 직렬로 연결된 제1 스위치, 및, 상기 제2 방전저항부와 상기 그라운드 사이에 직렬로 연결된 제2 스위치를 포함하는 전력변환장치.4. The method of claim 3,
The switching unit may include a first switch connected in series between the first discharge resistor unit and the ground, and a second switch connected in series between the second discharge resistance unit and the ground. 제1항에 있어서,
상기 스위치는, 모스펫(MOSFET)이고,
상기 스위치제어부는, 상기 모스펫의 게이트(gate)에 상기 소정 전압이 인가되도록 동작하는 전력변환장치.According to claim 1,
The switch is a MOSFET,
The switch control unit, a power conversion device operating so that the predetermined voltage is applied to the gate (gate) of the MOSFET. 제5항에 있어서,
상기 게이트와 상기 그라운드 사이에 배치되는 제너 다이오드;를 더 포함하는 전력변환장치.6. The method of claim 5,
Power conversion device further comprising a; Zener diode disposed between the gate and the ground. 제5항에 있어서,
상기 게이트와 상기 스위치제어부 사이에 배치되는 제한저항;을 더 포함하는 전력변환장치.6. The method of claim 5,
The power conversion device further comprising a; limiting resistor disposed between the gate and the switch control unit. 제1항에 있어서,
상기 스위치제어부는, 상기 방전저항부에 병렬로 연결되는 하나 이상의 저항을 포함하는 보호저항부를 포함하는 전력변환장치.According to claim 1,
The switch control unit, the power conversion device including a protective resistor comprising one or more resistors connected in parallel to the discharge resistor unit. 제1항에 있어서,
상기 스위치제어부는, 1차단에 상기 전원이 입력되지 않으면, 2차단이 오프(off)되는 포토커플러를 포함하고,
상기 포토커플러의 오프에 따라, 상기 dc단 커패시터에 저장된 직류 전원에 기초한 전압이 상기 게이트로 인가되는 전력변환장치.According to claim 1,
The switch control unit, if the power is not input to the first block, the second block comprises a photocoupler that is turned off (off),
In response to the photocoupler being turned off, a voltage based on the DC power stored in the dc terminal capacitor is applied to the gate. 제9항에 있어서,
상기 1차단에 전원이 입력되면, 상기 2차단이 온(on)되어, 상기 게이트가 상기 그라운드에 연결되는 전력변환장치.10. The method of claim 9,
When power is input to the first block, the second block is turned on, and the gate is connected to the ground. 제9항에 있어서,
상기 스위치제어부는, 일단이 상기 방전저항부에 연결되고, 타단이 상기 게이트 및 상기 포토커플러에 연결되는 보호저항부를 더 포함하는 전력변환장치.10. The method of claim 9,
The switch control unit, one end connected to the discharge resistor unit, the other end of the power conversion device further comprises a protection resistor connected to the gate and the photocoupler. 제1항에 있어서,
상기 스위치제어부는, 제1 단자에는 상기 전원이 입력되고, 제2 단자에는 기준전압이 입력되는 비교기를 포함하는 전력변환장치. According to claim 1,
The switch control unit, a power conversion device comprising a comparator to which the power is input to a first terminal and a reference voltage is input to a second terminal. 제1항에 있어서,
상기 제1 단자는 비반전 단자이고, 상기 제2 단자는 반전 단자이며,
상기 비교기는 상기 비반전 단자의 입력 전압이 상기 기준 전압보다 작으면, 하이(high) 레벨 전압을 출력하는 전력변환장치. The method of claim 1,
The first terminal is a non-inverting terminal, the second terminal is an inverting terminal,
The comparator is a power conversion device for outputting a high (high) level voltage when the input voltage of the non-inverting terminal is less than the reference voltage. 제1항에 있어서,
복수의 스위칭 소자를 포함하고 상기 dc단 커패시터와 배터리에 연결되는 스위치 모듈;을 더 포함하고,
상기 스위치 모듈의 스위칭 동작에 따라, 상기 배터리에 상기 직류 전원을 저장하는 전력변환장치. The method of claim 1,
A switch module including a plurality of switching elements and connected to the dc terminal capacitor and the battery; further comprising,
A power converter for storing the DC power in the battery according to a switching operation of the switch module. 제14항에 있어서,
상기 dc단 커패시터에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 출력하거나, 외부의 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 양방향 인버터;를 더 포함하는 전력변환장치. 15. The method of claim 14,
The power conversion device further comprising a; a bidirectional inverter for converting the DC power stored in the dc terminal capacitor to output AC power, or to convert the external AC power to DC power. 제1항에 있어서,
입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;
상기 dc단 커패시터에 저장된 직류 전원에 기초하여, 모터를 구동하는 인버터;를 더 포함하고,
상기 dc단 커패시터는 상기 컨버터의 출력단에 연결되는 전력변환장치.
According to claim 1,
a converter that converts input AC power into DC power;
Based on the DC power stored in the DC stage capacitor, the inverter for driving the motor; further comprising,
The dc terminal capacitor is a power converter connected to the output terminal of the converter.
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