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열처리용 인버터-고주파 변압기형 전력 변환 장치에 있어서,입력된 3상 교류전압이 3상 다이오드 정류기에 의해 직류전압으로 정류되고, 커패시터에 의해 리플 성분이 제거된 직류링크 전압을 검출하는 전압 검출부;상기 커패시터로부터 출력된 전압을 인가받고, 제1, 제2 타이머를 이용하여 단일 펄스폭을 변조하여 교류 전압을 출력하는 단상 인버터;상기 단상 인버터로부터 출력되는 교류 전압의 크기를 기준 전압으로 조정하여 히터에 인가하는 고주파 변압기;상기 검출된 직류링크 전압과 상기 고주파 변압기의 권선 수를 이용하여 상기 단일 펄스폭을 변조하기 위한 위상변위각을 연산하는 연산부; 및상기 히터의 온도값을 히스테리시스 온도값이 반영된 기준 히터 온도값과 비교하여, 비교 결과에 따라 결정된 위상변위각을 상기 단상 인버터에 전달하는 히터 온도 제어부를 포함하고,상기 단상 인버터는,상기 고주파 변압기의 동작주파수를 설정 범위의 주파수로 변환하고, 상기 커패시터로부터 출력된 전압에 상기 위상변위각을 반영하여 상기 단일 펄스폭을 변조하는 전력 변환 장치
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제1항에 있어서,상기 기준 전압은 실효치 60V이고,상기 단상 인버터는,제1, 제2 스위칭 소자를 제어하기 위한 상기 제1 타이머와, 제3, 제4 스위칭 소자를 제어하기 위한 제2 타이머의 위상변위제어를 이용하여 출력 전압의 주파수 및 크기를 제어하는 전력 변환 장치
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제2항에 있어서,상기 연산부는,다음의 수학식에 의해 상기 히터에 인가되는 전압을 상기 기준 전압으로 유지시키기 위한 위상변위각을 산출하는 전력 변환 장치:여기서, Φ는 상기 위상변위각, VDC는 상기 직류링크전압, n은 상기 고주파 변압기의 권선비(n1/n2), Vo*는 실효치 60V인 상기 기준 전압이다
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제3항에 있어서,다음의 수학식을 이용하여 상기 단상 인버터 내 동시에 도통되는 두 개의 스위칭 소자에 대한 전압강하와, 상기 단상 인버터 데드타임(dead time)에 의한 출력 전압 감소를 보상하기 위한 위상변위각을 연산하는 전압강하 연산부를 더 포함하는 전력 변환 장치:여기서, Φc는 상기 전압강하와 출력 전압 감소를 보상하기 위한 위상변위각, VCE(sat)는 상기 단상 인버터 내에 포함되는 스위칭 소자 도통 시 스위칭 소자의 컬렉터와 에미터 사이의 포화전압, fs는 상기 단상 인버터의 출력전압 주파수, td는 단상 인버터 데드타임이다
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제4항에 있어서,상기 히터 온도 제어부는, 상기 히터의 온도를 기준 온도로 제어하기 위해 히스테리시스 온오프 제어 방식을 이용하되, 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도와 히스테리시스 온도의 합보다 높은 경우 상기 단상 인버터로부터 출력되는 교류 전압의 크기가 0V가 되도록 상기 위상변위각(Φ)을 180도로 설정하고,상기 히터의 온도가 상기 기준 온도와 히스테리시스 온도의 차보다 낮은 경우 상기 단상 인버터로부터 출력되는 교류 전압의 크기가 상기 기준 전압이 되도록 상기 위상변위각(Φ)을 상기 전압강하와 출력 전압 감소를 보상하기 위한 위상변위각(Φc)으로 설정하는 전력 변환 장치
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제5항에 있어서,상기 단상 인버터는,상기 제1 타이머의 주기값과 상기 제1 타이머의 최대값의 1/2인 값을 비교하여 듀티비가 50%인 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자의 게이팅 신호를 발생시키는 전력 변환 장치
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제6항에 있어서,상기 단상 인버터는,상기 제1 타이머에 대하여 상기 위상변위각(Φ) 만큼 지연된 상기 제2 타이머의 주기값과 상기 제2 타이머의 최대값의 1/2인 값을 비교하여 듀티비가 50%인 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자의 게이팅 신호를 발생시키는 전력 변환 장치
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