고효율 트랜스레스 정현파 인버터의고효율 트랜스레스 정현파 인버터의고효율 트랜스레스 정현파 인버터의고효율 트랜스레스 정현파 인버터의

설계 기술지원설계 기술지원설계 기술지원설계 기술지원

2006. 04.2006. 04.2006. 04.2006. 04.

지원기관지원기관지원기관지원기관 전자부품연구원전자부품연구원전자부품연구원전자부품연구원::::

위탁기관위탁기관위탁기관위탁기관 월드탑텍 주월드탑텍 주월드탑텍 주월드탑텍 주: ( ): ( ): ( ): ( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 고효율 트랜스레스 정현파의 인버터의 설계에 관한 기술지원 지원기“ ”(

간 과제의 기술지원 성과보고서로 제출합니다: 2005. 05. 01~2006. 04. 30) .

2006. 04. 30.2006. 04. 30.2006. 04. 30.2006. 04. 30.

지원기관 기관명 전자부품 연구원지원기관 기관명 전자부품 연구원지원기관 기관명 전자부품 연구원지원기관 기관명 전자부품 연구원: ( ): ( ): ( ): ( )

대표자 김 춘 호대표자 김 춘 호대표자 김 춘 호대표자 김 춘 호( )( )( )( )

지원기업 기업명 월드탑텍 주지원기업 기업명 월드탑텍 주지원기업 기업명 월드탑텍 주지원기업 기업명 월드탑텍 주: ( ) ( ): ( ) ( ): ( ) ( ): ( ) ( )

대표자 이 동 향대표자 이 동 향대표자 이 동 향대표자 이 동 향( )( )( )( )

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 :::: 민 수 영 수석연구원민 수 영 수석연구원민 수 영 수석연구원민 수 영 수석연구원

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 :::: 고 재 진 선임연구원고 재 진 선임연구원고 재 진 선임연구원고 재 진 선임연구원

이 영 수 소장 월드탑텍이 영 수 소장 월드탑텍이 영 수 소장 월드탑텍이 영 수 소장 월드탑텍( )( )( )( )

안 상 혁 부장 월드탑텍안 상 혁 부장 월드탑텍안 상 혁 부장 월드탑텍안 상 혁 부장 월드탑텍( )( )( )( )

윤 병 달 가장 월드탑텍윤 병 달 가장 월드탑텍윤 병 달 가장 월드탑텍윤 병 달 가장 월드탑텍( )( )( )( )

- 3 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

고효율 트랜스레스 정현파 인버터의 설계 기술 및 상품화 지원*

최적화 설계 기술을 통한 소형 슬림화 추진 및 상품화 기술 지원- system ,

정현파 발생 장치의 화에 따른 대응 기술 지원- AC module RF

회로의 특성을 이용한 출력 파형의 왜율개선 기술지원- Reactor bridge AC

전력용 의 기술 지원- Inverter function integration

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

고집적화 설계 기술 적용을 위한 효율 개선 기술 지원* System

를 수용하기 위한 응용 설계기술- High current pattern

소자의 에 대한 응답속도 개선에 따른- Switching high current & frequence

보완기술shoot

소자의 의 에 대한 기생- inductor high current & frequence passing

에 의한 개선 기술capacitance spike noise

정현파 발생 장치 내부의 소자의 구성* AC module switching driving circuit

기술 지원

주파수 변조에 따른 개선 기술- harmonics

정현파 발생 회로를 하기위한 기술- drive software program

위상 동기화 및 출력 파형의 왜율개선 기술- AC

설계 기술 지원* Embedded system

구성을 위한 고집적 회로 설계 기술 지원- Embedded System

처리를 위한 시스템 설계 기술- real-time processing

구동을 위한 기술- Embedded Module Firmware programing

고집적 정현파 설계 및 개발 기술 지원* Inverter module monitoring system

설계 및 개발 기술- Inverter monitoring host system

설계 및 개발 기술- Real-time monitoring precess

설계 및 개발 기술- Monitoring interface protocol

- 4 -

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

고집적화 System

설계기술 적용을

위한 효율개선

효율이 출력 왜- 75%, AC

율이 이하로 집적회로5%

설계하는 데는 발열 처리 및

상호 간섭에 따른 발진으로

한계를 보임

효율개선 이상 및- (85% ) AC

왜율 감쇄 이하 개선으로(3% )

기존 보다 이상 줄SIZE 30%

임으로서 유동성 개선

고집적 Embedded

개발Module

기존 구분- Circuit Block

관리에 대한 테크닉 부족

을 분- Embedded Module

리하여 개 블록을 개로2 4

분리하여 실장Parts

를 높임Density

D/A Inverter

module driving

개발soft ware

정현파 발생 장치의- AC

D/A Inverter driving soft

무ware

정현파 발생 장치의- AC

용D/A Inverter driving

개발software module

정현파 위상동기-AC

용 개발control soft ware

양산 기술 및 상품

화 지원

제어용-module soft ware

구축 기술 부족

주변회로 및 최적화 측정-

기술 지원

시장 변화에 대한 정보-

신뢰성 기술 부족- test

자체 제어용- Module

구축 기술 습득software

의 와-Inverter hard ware

혼용의 구조를 이software

해하고 공정의 측정기술 습

득

- 5 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명o : PURE SINEWAVE POWER INVERTER

모 델 명o : WP11000-12-2

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원전 지원후

경쟁제품 대비

품질

하이텍 효율P&K (

80%

미만THD:8% )

대등 효율( :80%

미만THD:5% )

우수 효율( :90%

미만THD:3% )

SIZE &

는WEIGHT

당사 제품이

약 1/2

이하로 작음

경쟁제품 대비

가격하이텍P&K (750$) 700US$ 500US$

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년300 / ( 10 %)

인건비 절감 백만원 년100 / ( 5 %)

계 백만원 년400 / ( 7.5 %)

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분당해연도

매출차년도 예상매출

전년대비

증가비율비고

내 수 백만원 년500 / 백만원 년2,000 / 400%

수 출 천달러 년1,000 / 천달러 년5,000 / 400%

계 백만원 년1,500 / 백만원 년7,000 / 450%

- 6 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명당해연도

수입액차년도 수입액 수입대체금액 비고

WPI100-12-2 천달러 년500 / 천달러 년2,000 / 천달러2,500

천달러 년/ 천달러 년/ 천달러

계 천달러 년500 / 천달러 년2,000 / 천달러2,500

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

초소형 슬림화된 의 생산 기술 확보* Power Inverter

고 집적 설계 기술 확보* embedded module

의 발진 회로를 화 전환 기술 확보* pwm mode s/w program

의 출력 위상 동기화 설계 기술 확보* Inverter AC control module

설계 및 관리 기술 습득* real-time monitoring process field data

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

기존의 에서* power inverter

를 삭제하고 출력을 구현- linear iron transformer pure sine wave

화한 을 설계함으로써 부피 무게의 축소에- function bloc embedded module &

한계를 극복

소형 화 된 의 출시- slim power inverter

산업용 인버터 시장의 개혁*

의 대중화를 앞당길 수 있는 전기를 마련* Solar energy

차량용 인버터의 혁신*

- 7 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

가 규격 인증획득가 규격 인증획득가 규격 인증획득가 규격 인증획득. ,. ,. ,. ,

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

NeP Power InverterNEP-2004-087

(EM)산자부 2006. 01. 01

나 지적재산권나 지적재산권나 지적재산권나 지적재산권....

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록( ,

출원)

일본특허정현파

발생장치3737815 이 동향 월드탑텍 주( ) 월드탑텍 주( ) 등록

한국특허 “ 0452767 이 동향 월드탑텍 주( ) 월드탑텍 주( ) 등록

미국특허 “ 10/688,594 월드탑텍 월드탑텍 주( ) 월드탑텍 주( ) 출원중

중국특허 “20031010059

5.X이 동 향 월드탑텍 주( ) 월드탑텍 주( ) 출원중

- 8 -

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

지수지 원 성 과

기술정보제공 건3

미주 미국 캐나다 일본 업체 현황 자료 조사* ( , ),

경쟁사 모듈 규격 자료 제공*

대구 경북지역 파워 일렉트로닉스 업체 현황자* /

료 조사

시제품제작 건6

규격 수립* Power Inverter

개발 환경 수립 및 제공*

총 차 테스트 진행 완료* 5

구동용 설계* fet s/w

출력 위상 동기 개발* AC control s/w program

시제품 신호 파형 분석 및 수정 보완사항*

양산화개발 건1 제작 일정 및 양산 모델 결정* sample

공정개선 건0

품질향상 건0

시험분석 건2인버터 블록별 성능 평가*

인버터 테스트용 제작* s/w

수출 및 해외바이어발굴 건0

교육훈련 건0

기술마케팅 경영자문/ 건2마케팅 및 사업화 방안 제시*

지역별 기업 현황 인식 및 접근 방법제시*

정책자금알선 건0

논문게재 및 학술발표 건0

기타 건1 기술지원 과제 진행사항 협의*

- 9 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

당 고효율 트랜스레스 정현파 인버터의 설계기술 지원은 기존 아이디어 특허를

유지하고 있는 사항을 실용화하여 상품화 시키는 로 설계기술Project pattern ,

부품 실장기술 화 관리기술 생산 검사 및 사후관리, embedded system block ,

기술 등을 집약적으로 함축시켰고 제품의 양산체제가 구축되면 기존의 파워 인,

버터 시장이 철심 트랜스의 사용으로 부피와 무게가 절대적으로 크고 무거워 상

용화하기에는 많은 제약 조건이 따랐으나 금번 개발 제품은 부피와 무게는, half

정도이고 효율 및 출력 왜율 보정 면에서도 상당히 뛰어나다 이미 선진 주AC .

요국들에도 특허를 등록했거나 출원중에 있으며 이러한 시점에서 당 의, project

개발 완성은 인버터를 소형 슬림화 시키는 작업도 이번 과제 개발을 계기로 본

격 실현 궤도에 오르리라고 본다 기존에 많은 업체들이 소형 슬림화를 위해 노.

력을 해오고 있었으나 상기와 같은 난관에 봉착하여 어려움을 격어 왔기 때문

에 금번 지원을 통해 개발된 는 친환경에너지 및 웰빙 를 추, Power Inverter life

구하는 시대에 환경 친화 에너지의 일환으로 및 지열을Solar & Wind Energy

로 사용하는 곳에서의 수요 창출은 무궁 무진 하다 할 것임source .

- 10 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술 지원의 필요성제 절 기술 지원의 필요성제 절 기술 지원의 필요성제 절 기술 지원의 필요성1111

제 절 기술 지원의 목표제 절 기술 지원의 목표제 절 기술 지원의 목표제 절 기술 지원의 목표2222

제 절 기술 지원 내용제 절 기술 지원 내용제 절 기술 지원 내용제 절 기술 지원 내용3333

제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

기술 지원의 달성 정도기술 지원의 달성 정도기술 지원의 달성 정도기술 지원의 달성 정도1.1.1.1.

수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용2.2.2.2.

지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도3.3.3.3.

제 절 기술 지원 수행제 절 기술 지원 수행제 절 기술 지원 수행제 절 기술 지원 수행2222

기술지원 추진일정기술지원 추진일정기술지원 추진일정기술지원 추진일정1.1.1.1.

담당업무담당업무담당업무담당업무2.2.2.2.

수행방법 및 기자재 등의 활용수행방법 및 기자재 등의 활용수행방법 및 기자재 등의 활용수행방법 및 기자재 등의 활용3.3.3.3.

제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론3333

제 절 인버터 성능개선 비교제 절 인버터 성능개선 비교제 절 인버터 성능개선 비교제 절 인버터 성능개선 비교1111

제 절 기술지원 결과제 절 기술지원 결과제 절 기술지원 결과제 절 기술지원 결과2222

부록 기술지원보고 및 세부기술지원실적부록 기술지원보고 및 세부기술지원실적부록 기술지원보고 및 세부기술지원실적부록 기술지원보고 및 세부기술지원실적1 :1 :1 :1 :

부록 고효율 정현파 인버터 모니터링 프로그램 핵심코드부록 고효율 정현파 인버터 모니터링 프로그램 핵심코드부록 고효율 정현파 인버터 모니터링 프로그램 핵심코드부록 고효율 정현파 인버터 모니터링 프로그램 핵심코드2 :2 :2 :2 :

- 11 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

인버터 개요인버터 개요인버터 개요인버터 개요1.1.1.1.

전원 공급 장치 는 를 로 변환하여 공급하는 와(power supply) AC DC converter DC

를 로 변환하여 공급하는 로 크게 두 종류로 구분 할 수 있으며 컨버터AC Inverter , ,

인버터와 같은 파워 일렉트로닉스는 전력분야 뿐만 아니라 산업기기 정보통신기기,

및 가정용 기기 등 다양한 분야에 적용되고 있다 인버터의 기본적 원리는 입력전.

압을 이용하여 제어회로를 구동시키고 그 제어회로는 입력전원을 고주파로 단속

하여 그 단속전압을 인버터변압기 고주파면압기 에 가하게 되면 원하는(chopper) ( )

출력을 얻을 수 있다 인버터는 전류형 인버터와 전압형 인버터로 구분된다 전류형. .

인버터는 입력이나 출력 전압에 상관없이 일정한 전류를 출력하며 전류파형이 구,

형파를 전압파형이 정현파를 나타낸다 전류형 인버터의 구조는 다음 그림 과 같. 1

다.

그림 전류형 인버터 구조그림 전류형 인버터 구조그림 전류형 인버터 구조그림 전류형 인버터 구조1.1.1.1.

전압용 인버터는 입력전압이나 부하에 의해 전류가 변하여도 항상 일정한 출력전압

을 가지며 전류파형이 정현파 전압파형이 구형파를 나타낸다 전압용 인버터의 구, , .

조는 다음 그림 와 같다2 .

- 12 -

그림 전압형 인버터 구조그림 전압형 인버터 구조그림 전압형 인버터 구조그림 전압형 인버터 구조2.2.2.2.

범용 인버터는 다음과 같이 에너지 절약 제품 품질 항상 유지보수 향상 승차감, , ,

향상 등과 같은 장점 때문에 여러 산업분야에 적용되고 있다.

에너지 절약o :

팬 펌프 등의 요구유량 압력 등 부하상태에 따라 팬 펌프의 회전수를 손쉽게- , , ,

제어함으로써 전동기 구동전력을 절감하여 유량 압력 센서신호로 자동제어 가능,

제품 품질 향상o

생간에 필요한 최적속도 제어가 가능하고 각 기계장비간의 속도 조절로써 제품의-

품질 향상 및 생산선 향상

유지보수 능력 향상o :

기계 구동부에 무리를 주지 않는 기동장치 무부하시의 저속 운전에 의해 설비의- ,

수명연장이 가능 전동기를 전동기로 교체함으로써 기존의 구조를 그대로, DC AC

사용 가능

승차감 향상o :

엘리베이터 에스컬레이터 와 같은 이송장치에서 부드러운 가감속에 의해 승차감- ,

향상 화물 이동형 장비에서 무게중심 제어가 쉬움,

범용 인버터의 활용 범위는 다음 표 과 같다1 .

- 13 -

표 범용 인버터의 활용범위표 범용 인버터의 활용범위표 범용 인버터의 활용범위표 범용 인버터의 활용범위1.1.1.1.

분야 용도

건설 토목기계, 터널 굴진기 포장기계,

식료품가공기계 제빵기 제과기 제분기 등, ,

운송기계크레인 컨베이어 리프트 엘리베이터 에스컬레이터 주, , , , ,

차시설 등

섬유기계 방사기 직기 편기 염색사상기, , ,

화학기계 믹서 압출기 원심분리기 도장기 파쇄기 성형기, , , , ,

포장기계 내장기 외장기 랩포장기, ,

목재가공기계 제재기 목공기 합판기, ,

금속공작기계 선반 연삭반 연마반, ,

금속가공기계 각종롤 제관기 신선기 기계프레스, , ,

팬 펌프,공조시스템 각종팬 상 하수도용 급배수펌프 클, , Blower, ,ㆍ

린룸 건조기 등,

제지 인쇄기계, 초지기 와인더 스립터 제본기 인쇄기, , , ,

관련기기IT반도체 액정제조장치 전자부품 제조 조립기계, , / , UPS,

등SMPS

건강 의료 관련기기ㆍ ㆍ 승강장치 렌트겐장치 등,

엔터테인먼트관련기기 무대장치

환경 생활관련기기ㆍ 세탁기 세차기 집진기 등, ,

전력용 인버터전력용 인버터전력용 인버터전력용 인버터2. (Power Inverter)2. (Power Inverter)2. (Power Inverter)2. (Power Inverter)

전력용 인버터는 차량용 레저용 인버터 및 등 다양한 분야에서 활용, UPS, SMPS

되고 있다 기존의 전력용 인버터는 를 로 변환시키기 위하여 인버터 내에 철. DC AC

심트랜스를 반드시 사용하는 방식이 지금까지 많이 사용되었으나 이로 인하여 인,

버터 와 무게를 줄이는데 한계가 있어왔다 현재 철심트랜스를 제거하여 크기와size .

무게를 줄이고 손실 전력을 최소화하며 전자기기 보호를 위한 정현파 출력을 위한,

인버터 기술들이 개발되어 제품을 출시하고 있다.

- 14 -

국 내외 인버터 시장동향국 내외 인버터 시장동향국 내외 인버터 시장동향국 내외 인버터 시장동향3.3.3.3. ㆍㆍㆍㆍ

가 국외 시장동향가 국외 시장동향가 국외 시장동향가 국외 시장동향....

미국과 캐나다를 비롯한 북미의 전반적인 인버터 시장은 안정된 고품격- DC-AC

파워의 수요가 증가하고 있다 출장이나 레저 여행 등 외부에서의 활동이 늘어나면. ,

서 플레이어 노트북 비디오 게임 콘솔 휴대폰 등 다양한 전기 디바이스들을DVD , , ,

사용하기 위하여 인버터가 사용되고 있다DC-AC .

일본전기공업회 의 조사에서 일본의 인버터 전체 생산액은 년도- (JEMA) 2002 785

억 엔 년도 억 엔을 비롯하여 년도에 억 엔으로 점점 증가하고, 2003 887 2004 918

있다 또한 환경보호 및 에너지 절약의 요구 증대 고기능 고부가가치 요구 확대. , , ,

가변속 수요의 확대 등 시장의 요구사항에 따라 인버터의 활용은 더욱 더 늘어날

것으로 전망하고 있다.

표 연도별 일본 범용 인버터 시장통계표 연도별 일본 범용 인버터 시장통계표 연도별 일본 범용 인버터 시장통계표 연도별 일본 범용 인버터 시장통계2.2.2.2.

나 국내 시장동향나 국내 시장동향나 국내 시장동향나 국내 시장동향....

국내 인버터 시장은 년 영향으로 급속히 감소하여 년 부터 의 영1998 IMF 2000 IMF

향에서 벗어난 것으로 추정되며 통계청의 광업 제조업 산업총조사 를 분석한 결, ‘ [ ]ㆍ

과 년 개 사업체가 년 개로 연평균 증가하였으며 출하량은2000 407 2003 473 5.2% ,

년 억원에서 억원으로 연평균 증가하고 있다2000 1,678 2,578 15.24% .

- 15 -

표 연도별 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 분석표 연도별 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 분석표 연도별 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 분석표 연도별 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 분석3.3.3.3.

자료출처 통계청 광업 제조업 산업총조사: , “ [ ]”, 2005. 6.ㆍ

그림 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 산업분석 그래프그림 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 산업분석 그래프그림 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 산업분석 그래프그림 국내 기타 발전기 및 전기변환 장치 제조업 산업분석 그래프3.3.3.3.

또한 생산량은 년 에서 년 로 매년 평균, 2000 790,853KVA 2004 1,634,806KVA

성장하고 있으며 출하량 역시 년 에서 년19.9% , 2000 913,203KVA 2004

로 연평균 의 성장률을 보이고 있다1,608,943KVA 22.56% .

- 16 -

표 연도별 국내 인버터 시장통계표 연도별 국내 인버터 시장통계표 연도별 국내 인버터 시장통계표 연도별 국내 인버터 시장통계4.4.4.4.

자료출처 통계청 광공업 동태조사 품목별: , “ [ ]”, 1995~2005.

그림 연도별 인버터 시장통계그림 연도별 인버터 시장통계그림 연도별 인버터 시장통계그림 연도별 인버터 시장통계4.4.4.4.

년까지 출하량 기준으로 수요예측을 실시한 결과 출하량은 년2007 2004

에서 년 로 증가할 것으로 예상되어 앞으로의 국1,608,943KVA 2007 2,427,892KVA

내 인버터 시장은 계속 확대될 것으로 예상된다.

- 17 -

표 국내 인버터의 중장기 시장 예측표 국내 인버터의 중장기 시장 예측표 국내 인버터의 중장기 시장 예측표 국내 인버터의 중장기 시장 예측5.5.5.5.

출처 주 밸류애드: ( ) , 2004,12

국 내외 업체 동향국 내외 업체 동향국 내외 업체 동향국 내외 업체 동향4.4.4.4. ㆍㆍㆍㆍ

가 국외 업체 동향가 국외 업체 동향가 국외 업체 동향가 국외 업체 동향....

미국과 캐나다를 비롯한 북미에서는- Vector, Targus, Coleman, Xantrex, Wagan

과 같은 범용 인버터 제조업체가 급 제품을 출시하고 있다95~800 Watt .

일본의 경우 도시바산업기기시스템에서 산업용 인버터 및 소형 인버터를 개발 판-

매하고 있으며 후지전기기기제어는 범용 인버터 시리즈 를 주력으, “FRENIC-Eco ”

로 다기능화 소형화 경제성 해외규격대응 등을 추구해 팬 및 펌프 용도의 인버터, , ,

를 개발하고 있다 또한 미쓰비시전기에서 범용인버터 시리즈를. , “FREQROL-A700” ,

야스카와전기에서 등의 제품을 출시하고 있다“VarispeedF7” .

- 18 -

나 국내 업체 동향나 국내 업체 동향나 국내 업체 동향나 국내 업체 동향....

인버터 관련 제조업체는 무역협회의 전기통신용 기기 인버터 와 기타 인버터 자료

를 분석한 결과 다음 표 과 같은 업체에서 범용 인버터를 개발하고 있다6 .

표 인버터 관련 제조업체 리스트 상장기업표 인버터 관련 제조업체 리스트 상장기업표 인버터 관련 제조업체 리스트 상장기업표 인버터 관련 제조업체 리스트 상장기업6. ( )6. ( )6. ( )6. ( )

전기통신용 기기 인버터

산전 주 삼성전기 주 주 삼아코리아 주 유라시스LC ( ), ( ), ( ) , ( ) ,

비오이 하이디스 테크놀러지 주 영성실업 전자 주( ), , LC ( ),

하나엘시디 주 오비트론 주 코펙스, ( ) , ( )

범용 인버터

디피씨 주 보성파워텍 주 서울전자통신 주( ), ( ), ( ),

주 썬코라이전자 아비코전자 주 알루코 주 주 에스피지( ) , ( ), ( ), ( ) ,

주 엑사이엔씨 구 이림테크 주 엘리코파워( ) ( : ), ( ) ,

이화전기공업 주 크로바하이텍 주 코리언일렉트로닉스( ), ( ),

파워소스 주 주 퓨어텍 플래닛팔이 주( ), ( ) , ( )

- 19 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

기본목표기본목표기본목표기본목표1.1.1.1.

가 전력용 인버터 기술의 시장동항 분석.

전력용 인버터 기술의 국내외 시장동향 및 제조업체 동향 분석하여 고효율-

인버터를 상품화하기 위한 타당성 분석 지원Trans-less type

나 최적화 설계 기술을 통한 의 소형 슬림화 추진 및 상품. System Power Inverter ,

화 기술 지원

기존 전력 와 마찬 가지로 시장도 소형 슬림화 하여 유- devices Pewer inverter ,

동성과 장착성 등의 불편함으로 많은 어려움이 있었으나 철심 트랜스의 사용 등 몇

몇의 이유로 를 축소하는데 한계점에 봉착하고 있었다 따라서 당 에서size . project

는 회로의 을 화 하여 을 집중 개발함으로써 소형function block embedded module ,

슬림화에 주력하고 시장이 요구하는 에도 관심을 기울여 상품, well-being design

부가가치의 향상에 노력하고자 한다.

다 정현파 발생 장치의 화에 따른 대응 기술 지원. AC module RF

고속 에 의한 에 의한 등으로 발생하는- switching leakage spike noise, shoot RF

노이즈 성분에 대한 감쇄 대응방안 모색.

회로의 특성 및 발진 회로의 관계에 외한 출- Reactor bridge switching cross AC

력 파형의 왜율개선 기술 지원

라 및 개발 지원. Power Inverter monitoring soft ware system

제품의 양산을 위한 신뢰성 측정 및 확보 관련 지원을 수행하며 모듈의 공정-

기술 전수하고 관련 의 제작과 사용 제작 지원test jig manual

- 20 -

의 제어를 위한 개발을 지원 하고- power inverter Monitoring Host System pc

연계 형을 위한 위상 동기조정 개발 구축 지원soft ware

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

설계 기술 지원설계 기술 지원설계 기술 지원설계 기술 지원1. Embedded system1. Embedded system1. Embedded system1. Embedded system

가 구성을 위해 기능별로 화 하고 이를 이용한 고 집적. embedded module block

회로 설계 기술

나 처리를 위한 설계 기술. real-time processing system

다 구동을 위한 기술. embedded module firmware programing

내부 스위칭 소자의 구성기술 지원내부 스위칭 소자의 구성기술 지원내부 스위칭 소자의 구성기술 지원내부 스위칭 소자의 구성기술 지원2. DC/AC power inverter drive circuit2. DC/AC power inverter drive circuit2. DC/AC power inverter drive circuit2. DC/AC power inverter drive circuit

가 정현파 회로의 검증 기술.

나 주파수 변조에 따른 개선 기술. harmonics

다 정현파 발생 회로를 하기 위한 기술. drive soft ware programing

고 집적 설계 및 개발 기술 지원고 집적 설계 및 개발 기술 지원고 집적 설계 및 개발 기술 지원고 집적 설계 및 개발 기술 지원3. inverter module monitering system3. inverter module monitering system3. inverter module monitering system3. inverter module monitering system

가 설계 및 개발 기술. inverter monitoring host system

나 설계 및 개발 기술. real-time monitoring process

다 설계 및 개발 기술. monitoring interface protocol

- 21 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

기술 지원의 달성 정도기술 지원의 달성 정도기술 지원의 달성 정도기술 지원의 달성 정도1.1.1.1.

지원 항목 세부 항목 달성도

embedded system

설계 기술 및 상품

화 기술 지원

설계를 위한 구분- embedded module function block

기술

제작을 위한 화 관- embedded module function block

련 기술 세미나

발생 장치 주변회로 설계 세미나 및 최적- AC module

화 측정 기술 지원 주변회로 설계 세미나 및 신호 측정:

방법 설명

100%

양산 기술 지원

의 신뢰성 및 방안 모색- power inverter test

양산 를 위한 의 신호 및- test embedded module

기술 세미나function test

설계 관련 설명회- inverter interface layout

외부 및 관련 기술- inverter design function display

세미나

외국 전문업체 제품 구입 검토 비교 분석 세- inverter

미나

100%

및driving circuit

function

관련monitoring

프로그램soft ware

개발 지원

회로 용 개- boost up let gate drive soft ware program

발

발생장치의 생성 설계 및 개- AC sine wave soft ware

발

출력 위상 동기조정용 설계 및 구축- AC soft ware

양산을 하기위한 신뢰성 용- embedded nodule test jig

제작관련 회의

100%

기능 및 외관 개선

효율개선- power inverter (70% - 80%)

출력 파형 왜율개선 이하 이하- AC (5% - 3% )

기존 제품 대비 약 로 소형 경량- size & weight ( 1/2

화 됨)

100%

기술 동향 및 관련

자료 제공

관련 규격 표준 입수- safety UL

규격 표준 입수- EU & IEC

국 내외 제품 동향 및 마케팅 관련 자료 제공 제품- / :

동향 및 시장 분석 자료 제공

100%

- 22 -

수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용수행한 기술지원 내용2.2.2.2.

가 설계를 이용한 제품 사이즈 및 부피 개선가 설계를 이용한 제품 사이즈 및 부피 개선가 설계를 이용한 제품 사이즈 및 부피 개선가 설계를 이용한 제품 사이즈 및 부피 개선. Embedded. Embedded. Embedded. Embedded

그림 기존 제품과의 높이그림 기존 제품과의 높이그림 기존 제품과의 높이그림 기존 제품과의 높이5.5.5.5.

비교비교비교비교

그림 기존 제품과의그림 기존 제품과의그림 기존 제품과의그림 기존 제품과의6.6.6.6.

길이비교길이비교길이비교길이비교

그림 기존제품과의 전체 외관 비교그림 기존제품과의 전체 외관 비교그림 기존제품과의 전체 외관 비교그림 기존제품과의 전체 외관 비교7.7.7.7.

- 23 -

기존의 에서 를 삭제하고- power inverter linear iron transformer pure sine wave

출력을 구현 화한 을 설계함으로서 부피와 무게, function block embedded module

의 축소에 한계를 극복하여 소형 화 된 이다slim power inverter .

그림 기술지원으로 개발된 인버터 시제품 패턴그림 기술지원으로 개발된 인버터 시제품 패턴그림 기술지원으로 개발된 인버터 시제품 패턴그림 기술지원으로 개발된 인버터 시제품 패턴8. PCB8. PCB8. PCB8. PCB

그림 기술지원으로 개발된 고효율 인버터 사진그림 기술지원으로 개발된 고효율 인버터 사진그림 기술지원으로 개발된 고효율 인버터 사진그림 기술지원으로 개발된 고효율 인버터 사진9.9.9.9.

- 24 -

그림 및그림 및그림 및그림 및10. DC-DC Converter AC Generator Board10. DC-DC Converter AC Generator Board10. DC-DC Converter AC Generator Board10. DC-DC Converter AC Generator Board

그림 부의그림 부의그림 부의그림 부의11. DC-DC Converter Display Board11. DC-DC Converter Display Board11. DC-DC Converter Display Board11. DC-DC Converter Display Board

- 25 -

나 및 모니터링 소프트웨어 개발 지원나 및 모니터링 소프트웨어 개발 지원나 및 모니터링 소프트웨어 개발 지원나 및 모니터링 소프트웨어 개발 지원. driving circuit function. driving circuit function. driving circuit function. driving circuit function

모니터링 소프트웨어의 구조는 다음 그림 와 같이 와- DC-DC Converter AC

를 각각 별도의 프로세서가 제어하는 구조로 구성되어 있으며Generator , DC-DC

보드의 시스템 동작상태를 파악하기 위한 를 통하여 이상 유무를 파Converter LCD

악할 수 있도록 설계하였다.

모니터링 프로그램의 이상감지 알고리즘은 보드에서 최종- DC-DC Converter AC

출력의 출력전압과 출력 전류 및 회로의 과열상태를 항상 감시하여 이상이 발생하

면 즉시 경고를 알려주며 각각의 에러 항목으로 에 표시한다 이때 각 에러의, LCD .

측정간이 출력의 차단을 요구하는 기준치 이상일 때는 즉시 시스템 출력을 차단AC

한다.

와 모니터링 시스템과의 통신을 위하여 를 이용하여- PC RS-485 DC-DC

에서 측정한 모든 데이터들을 로 전송할 수 있으며 하나의 중앙 에Convertor PC , PC

서는 여러 인버터를 동시에 모니터링 할 수 있도록 시스템을 설계하였다 모니터링.

프로그램과 와의 통신 프레임 구조는 다음 표 와 같으며 상세 내용은 표 과PC 9 , 10

같다.

- 26 -

표 통신 프레임 구조표 통신 프레임 구조표 통신 프레임 구조표 통신 프레임 구조9.9.9.9.

표 필드별 상세내용표 필드별 상세내용표 필드별 상세내용표 필드별 상세내용10.10.10.10.

항목 길이 내용 기타

ID 1 각기기의 통신 ID : (30H ~ 39H)

STS 1

상태코드 상위 는 로 고정 하고 하위: 2bit ‘01’ 6 Bit

로 각 에러상태를 표현한다.

참고 : 01xxxxxx

전압 전압b5: DC ,b4:AC

과전류 과열b3: ,b2:

주파수이상b1: ,b0:

FRQ 3발진 주파수는 세자리의 숫자를 보내며 마지막 숫자는

소수점 밑 첫 번째 숫자이다00.0 ~ 99.9

TMP 3온도값은 세자리의 숫자를 보내며 마지막 숫자는 소수

점 밑 첫 번째 숫자이다.00.0 ~ 91.0

AC 3전류는 세자리의 숫자를 보내며 마지막 숫자는AC 2

소수점 이하 자리이다.0.00 ~ 5.50

DC 3전류는 세자리의 숫자를 보내며 마지막 숫자는 소DC

수점 밑 첫 번째 숫자이다.

SV 4태양전지의 전압은 네자리의 숫자를 보내며 마지막 2

숫자는 소수점 이하숫자이다10.50 ~ 15.60

AV 4전압은 네자리의 숫자를 보내며 마지막 숫자는 소AC

수점 밑 첫 번째 숫자이다.198.0 ~ 242.0

DV 4전압은 네자리의 숫자를 보내며 마지막 숫자는DC 2

소수점 이하 자리이다.10.50 ~ 15.60

ECC 2

부터 까지 모든 를 한 뒤ID DV Byte(27 Bytes) XOR 1

을 더하는 식으로 계산하여 마지막 값을 상하위로 나

누어 으로 보낸다HEX String .

ETX 1 - 0x0d

- 27 -

다 성능 비교 실험환경 구축다 성능 비교 실험환경 구축다 성능 비교 실험환경 구축다 성능 비교 실험환경 구축....

선형 부하 테스트 환경선형 부하 테스트 환경선형 부하 테스트 환경선형 부하 테스트 환경1)1)1)1)

의 선형성을 이용한 부하사용- R

성분 백열전구 사용R : 220V 100W/200W

그림 선형부하테스트를 위한 백열전구 판넬그림 선형부하테스트를 위한 백열전구 판넬그림 선형부하테스트를 위한 백열전구 판넬그림 선형부하테스트를 위한 백열전구 판넬13. JIG13. JIG13. JIG13. JIG

그림 선형부하 테스트그림 선형부하 테스트그림 선형부하 테스트그림 선형부하 테스트14.14.14.14.

- 28 -

비선형 부하 테스트 환경비선형 부하 테스트 환경비선형 부하 테스트 환경비선형 부하 테스트 환경2)2)2)2)

의 비선형성을 이용한 부하사용- C

성분C : DC Capacitor (450V 330uF X 3EA)

직렬 저항 병렬 저항: 200W 4 / : 400W 750 X 10EAΩ Ω

그림 비선형부하테스트를 위한 저항 판넬그림 비선형부하테스트를 위한 저항 판넬그림 비선형부하테스트를 위한 저항 판넬그림 비선형부하테스트를 위한 저항 판넬15. , Cap JIG15. , Cap JIG15. , Cap JIG15. , Cap JIG

그림 비선형부하 테스트그림 비선형부하 테스트그림 비선형부하 테스트그림 비선형부하 테스트16.16.16.16.

- 29 -

라 전력용 인버터 기술의 시장동향 분석 및 고효율 인버터 상품화 지. Trans-less

원

기술지원 업체는 및 산업용 의 설계 및 제- banking system SMPS, inverter&ups

조를 전문으로 하는 업체로써 주요 생산품은 국내 대기업에 으로 납품하여 내oem

수와 수출에 주력하고 있다 따라서 화 선진 시장에의 전략적인 대응을 위해. global

서는 고 부가가치의 핵심 부품 개발에 의한 가격 및 품질에서의 경쟁력 확보가 절

실히 필요한 상황이다.

기술지원 업체는 전문 인력의 부족으로 제품에 필요한 요소품들에 대한 체계적인-

분석 선진기술의 이해 및 흡수 발전이 미흡하여 주파수 변조에 따른 개harmonics

선 및 출력 파형에 대한 왜율 또는 등의 개선 기술 등이 미흡한 면을AC RF noise

보이고 있어 제품을 슬림 경량화하기 위한 화하기 위inverter , embedded module

해서는 개발 환경 개선기술 지원 인력 및 장비가 부족한 상황이다.

따라서 본 과제를 통하여 기술 지원 업체가 고 부가가치 제품의 창출로- global

시장에 대응하기 위하여

내부를 화하여 고집적화 시킴으로써inverter function block embedded system●

에 적응 할 수 있도록 하였으며,

고집적 회로로의 추진에 따르는 고 전류 오 주파수에 의한 와leakage noise RF●

등을 제거 하기위한 기술 지원하였다noise by-pass .

양산 공정 를 진행하기 위한 개발 및test jig embedded module test program●

개발 기술 지원이 이루어 졌으며soft ware ,

국내 외 기술 동향 및 시장분석이 지원되었다/ .●

- 30 -

지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도지원 내용의 기업 전략에의 기여도3.3.3.3.

가 월드탑텍 주 은 용. ( ) banking system(ATM, CD etc.) power supply, ups, power

를 주요 생산품으로 하는 업체로 구분 기능에 대한 지적 재산권은 다량으로inverter

보유하고 있으나 대부분 중소 기업의 공통 애로 사항 중의 하나인 전문 인력 및 장

비 부족으로 경쟁력 있는 상품화 작업으로의 추진 실적이 저조한 편으로 대표이사

및 임직원들은 신규 고 부가가치의 제품을 창출하기 위해 어려운 여건 하에서도 불

철주야 노력하고 있으며 이러한 노력의 결과로 를, trans-less type power inverter

상용화하기에 이르렀다.

나 기술 연구소에서 추진되어지고 있는 신 재생 에너지 사업인. , solar home

등 사업을 본격적으로 추진할 수 있게 되었으며 신 재system, sollar street light , ,

생에너지 사업은 국가가 적극 장려 하고 있는 과제이기도 하지만 당사가 금년부터

주력 사업으로 전환을 시도하고 있는 상황이다 따라서 당사에서는 전략 사업으로.

신 재생 에너지 사업을 진행 하고 있으며 전문 인력의 충원 및 전용장비를 확보하, ,

여 일대로 도약 할 수 있는 기회로 삼고 있다.

다 아쉬운 부분이 있다면 중소기업 지원하는 차원에서 기초 프로젝트만 지원 하는.

것으로 서가 아니라 자금력과 전문 연구 인력이 부족한 신청 지원 중소기project

업에게는 기술력 평가를 실시하여 보다 더 실질적으로 성과를 거둘 수 있도록 끝까

지 지원 관리하는 의 제도의 필요가 절실하지 않나 하는 것 이다 당사에서system .

도 금번 가 의욕적인 주력사업의 전환 기회로 삼고 총력을 기울이고 있지만project

전문 인력의 부재 장비구입 자금 여력 부족에 의한 준비 기간의 장기화 등에 따른,

절대 적기의 기회를 놓칠 수 있는 우려가 있다 충분한 자생력이 있는 회사라고 주.

위에서 인정을 받고 있는 회사이지만 주변의 열악한 환경에 의해 이중적인 고통을

겪고 있는 것이 아쉽다.

- 31 -

라 시장의 변화와 신 재생 에너지 시장의 긍정적인 변화에 따라. Power inverter ,

당시 기업에서 추진하던 주력 사업군 으로의 전환이 가능 할 것으로 예상 된다.

- 32 -

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

기술지원 추진일정기술지원 추진일정기술지원 추진일정기술지원 추진일정1.1.1.1.

- 33 -

담당업무담당업무담당업무담당업무2.2.2.2.

구 분 직급 성명 세부담당 역할

지원기관

책임

연구원민수영 고집적 회로 설계기술 지도

선임

연구원고재진 기술지도Driver firmware

수행방법 및 기자재 등의 활용수행방법 및 기자재 등의 활용수행방법 및 기자재 등의 활용수행방법 및 기자재 등의 활용3.3.3.3.

위 업무를 수행하기 위하여 총괄업무를 담당하고 있는 과제책임자는 인버터의 소-

형화를 위한 화 설계 기술 및 주변회로 최적화 설계에 대한 기술지원을 수행Block

하였으며 모니터링 시스템 및 지원을 위한 연구원은 통신을, software Embedded

위한 세미나 및 통신 프로토콜 스펙 지원 그리고 구조 설계에 대한 기술, Software

지원을 수행하였다 또한 외부 전문가 및 시장 분석 자료를 통하여 인버터 시장동.

향에 대한 세미나 및 인버터 성능개선을 위한 세미나를 통하여 기술 이전 과제를

수행 하였다.

인버터 성능 향상을 위하여- THD Meter, Oscilloscope, Current AMP, EMC

등의 장비가 사용되었으며 모니터링 개발을 위하여 언어와 어셈Tester , Software C

블리 언어가 사용되었다.

- 34 -

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

절 인버터 성능개선 비교절 인버터 성능개선 비교절 인버터 성능개선 비교절 인버터 성능개선 비교1 .1 .1 .1 .

선형부하 테스트에 의한 효율 비교선형부하 테스트에 의한 효율 비교선형부하 테스트에 의한 효율 비교선형부하 테스트에 의한 효율 비교1.1.1.1.

인버터에 인가되는 입력전력과 상용전원이 나오는 출력전력의 비율로서 효율이-

계산되며 효율이 낮을수록 인버터 내부의 전력계통소자의 과열 등이 발생하며 입,

력 대비 사용손실이 많아진다 이에 출력전력과 입력 전류 전압을 측정하여 비교제. ,

품 사 인버터와의 효율을 비교한다P .

가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형. P. P. P. P

그림 출력 전력 비교제품 사그림 출력 전력 비교제품 사그림 출력 전력 비교제품 사그림 출력 전력 비교제품 사17. 989.9 Watt( P )17. 989.9 Watt( P )17. 989.9 Watt( P )17. 989.9 Watt( P )

- 35 -

그림 입력전압 전류그림 입력전압 전류그림 입력전압 전류그림 입력전압 전류18. 12.2Vdc / 115.5Arms18. 12.2Vdc / 115.5Arms18. 12.2Vdc / 115.5Arms18. 12.2Vdc / 115.5Arms

비교제품 사비교제품 사비교제품 사비교제품 사( P )( P )( P )( P )

선형부하 시 비교제품 사의 효율- (1KW) P : 70.3%

나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형....

그림 출력 전력 기술지원 기업그림 출력 전력 기술지원 기업그림 출력 전력 기술지원 기업그림 출력 전력 기술지원 기업19. 986.8 Watt ( )19. 986.8 Watt ( )19. 986.8 Watt ( )19. 986.8 Watt ( )

- 36 -

그림 입력전압 전류그림 입력전압 전류그림 입력전압 전류그림 입력전압 전류20. 12.1Vdc / 100.8Arms20. 12.1Vdc / 100.8Arms20. 12.1Vdc / 100.8Arms20. 12.1Vdc / 100.8Arms

기술지원 업체기술지원 업체기술지원 업체기술지원 업체( )( )( )( )

선형부하 시 기술지원 업체의 효율- (1KW) 80.9%

비선형부하 테스트에 의한 효율 비교비선형부하 테스트에 의한 효율 비교비선형부하 테스트에 의한 효율 비교비선형부하 테스트에 의한 효율 비교2.2.2.2.

인버터에 인가되는 입력전력과 상용전원이 나오는 출력전력의 비율로서 효율이-

계산되며 효율이 낮을수록 인버터 내부의 전력계통소자의 과열 등이 발생하며 입,

력 대비 사용손실이 많아진다 이에 출력전력과 입력 전류 전압을 측정하여 비교제. ,

품 사 인버터와의 효율을 비교한다 단 비교제품 사의 인버터는 이상P . , P 700Watt

비선형부하 인가 시 동작이 불가하여 의 비선형 부하 테스트를 하였다660Watt .

- 37 -

가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형가 비교제품 사의 출력전력 및 입력전류 파형. P. P. P. P

그림 출력 전력 비교제품 사그림 출력 전력 비교제품 사그림 출력 전력 비교제품 사그림 출력 전력 비교제품 사21. 646.8 Watt ( P )21. 646.8 Watt ( P )21. 646.8 Watt ( P )21. 646.8 Watt ( P )

그림 입력전압 전류 피크전류그림 입력전압 전류 피크전류그림 입력전압 전류 피크전류그림 입력전압 전류 피크전류22. 12.3 Vdc/ 102.35Arms22. 12.3 Vdc/ 102.35Arms22. 12.3 Vdc/ 102.35Arms22. 12.3 Vdc/ 102.35Arms

비교제품 사비교제품 사비교제품 사비교제품 사190A ( P )190A ( P )190A ( P )190A ( P )

비선형부하 시 비교제품 사의 효율- (660W) P : 51.5%

- 38 -

나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형나 기술지원 기업의 출력전력 및 입력전류 파형....

그림 출력 전력 기술지원 업체그림 출력 전력 기술지원 업체그림 출력 전력 기술지원 업체그림 출력 전력 기술지원 업체23. 587.8 Watt ( )23. 587.8 Watt ( )23. 587.8 Watt ( )23. 587.8 Watt ( )

그림 전압 전류 피크전류그림 전압 전류 피크전류그림 전압 전류 피크전류그림 전압 전류 피크전류24. 12.3Vdr / 69.15Arms, 80A24. 12.3Vdr / 69.15Arms, 80A24. 12.3Vdr / 69.15Arms, 80A24. 12.3Vdr / 69.15Arms, 80A

기술지원 업체기술지원 업체기술지원 업체기술지원 업체( )( )( )( )

비선형부하 시 기술지원 업체의 효율- (660W) : 74.98%

- 39 -

왜율 및 비교왜율 및 비교왜율 및 비교왜율 및 비교3. (Distortion) THD3. (Distortion) THD3. (Distortion) THD3. (Distortion) THD

인버터의 입력 인가 시 에서 로 전력변환 과정 중에 고조파- DC AC (Harmonics)

성분이 생기는데 이 성분과 입력신호와의 비율을 THD(Total Harmonic Distortion)

이라하며 일반적으로 왜율이라고도 한다, .

이 고조파 함유율이 높을수록 전력계통측의 등 전력계통소자외 손실증가Condenser

와 과열현상을 유발하고 제어기기의 성능을 불안정하게 할 수 있으며, , Data

장치에의 를 발생시킴으로서 를 유발하여 운용에 큰 장Process Noise Error System

애요인을 가지게 될 수 있다 이런 고조파 성분은 출력파형인 의 일그러. sin-wave

짐의 정도를 통해 어느 정도 확인될 수 있다.

이에 따라 무부하 최대부하 비선형부하 시의 출력전압파형의 찌그러, (1KW), (660W)

짐을 비교하고 를 측정한다, HD .

가 무부하시 출력 전압 파형가 무부하시 출력 전압 파형가 무부하시 출력 전압 파형가 무부하시 출력 전압 파형....

그림 첨두치에서 파형이 찌그러짐 현상 기존제품그림 첨두치에서 파형이 찌그러짐 현상 기존제품그림 첨두치에서 파형이 찌그러짐 현상 기존제품그림 첨두치에서 파형이 찌그러짐 현상 기존제품25. ( )25. ( )25. ( )25. ( )

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그림 파형의 찌그러짐이 개선됨 기술지원 이후그림 파형의 찌그러짐이 개선됨 기술지원 이후그림 파형의 찌그러짐이 개선됨 기술지원 이후그림 파형의 찌그러짐이 개선됨 기술지원 이후26. ( )26. ( )26. ( )26. ( )

나 최대 부하시 출력 전압 파형 부하 백열전구 사용나 최대 부하시 출력 전압 파형 부하 백열전구 사용나 최대 부하시 출력 전압 파형 부하 백열전구 사용나 최대 부하시 출력 전압 파형 부하 백열전구 사용. (1kW) ( : ). (1kW) ( : ). (1kW) ( : ). (1kW) ( : )

그림 곡면에서 굴절 및 발진성 노이즈 발생 기존 제품그림 곡면에서 굴절 및 발진성 노이즈 발생 기존 제품그림 곡면에서 굴절 및 발진성 노이즈 발생 기존 제품그림 곡면에서 굴절 및 발진성 노이즈 발생 기존 제품27. ( )27. ( )27. ( )27. ( )

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그림 파형 유지 상태에서만 미세 노이즈 발생 기술이전 이후그림 파형 유지 상태에서만 미세 노이즈 발생 기술이전 이후그림 파형 유지 상태에서만 미세 노이즈 발생 기술이전 이후그림 파형 유지 상태에서만 미세 노이즈 발생 기술이전 이후28. ( )28. ( )28. ( )28. ( )

다 최대 부하시 축정 부하 백열전구 사용다 최대 부하시 축정 부하 백열전구 사용다 최대 부하시 축정 부하 백열전구 사용다 최대 부하시 축정 부하 백열전구 사용. THD ( ). THD ( ). THD ( ). THD ( )

그림 전압 기존제품그림 전압 기존제품그림 전압 기존제품그림 전압 기존제품29. THD 2.17% ( )29. THD 2.17% ( )29. THD 2.17% ( )29. THD 2.17% ( )

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그림 전압 기술이전 이후그림 전압 기술이전 이후그림 전압 기술이전 이후그림 전압 기술이전 이후30. THD 1.89% ( )30. THD 1.89% ( )30. THD 1.89% ( )30. THD 1.89% ( )

라 비선형 부하 인가시 출력 전압 파형라 비선형 부하 인가시 출력 전압 파형라 비선형 부하 인가시 출력 전압 파형라 비선형 부하 인가시 출력 전압 파형. 660W. 660W. 660W. 660W

그림 기존제품그림 기존제품그림 기존제품그림 기존제품31.31.31.31.

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그림 기술이전 이후그림 기술이전 이후그림 기술이전 이후그림 기술이전 이후32.32.32.32.

절 기술지원 결과절 기술지원 결과절 기술지원 결과절 기술지원 결과2222

본 기술 지원 과제를 통하여 철심 트랜스를 제거하고 를 이용하여Reactor Pure

를 출력 하는 의 상용화를 추진함으로써 현재까지 산업Sine wave power inverter

장비용 시장에서 주로 사용 되어 지고 있던 고 부가 가치가 있는 외국산inverter

제품 보다 상대적으로 품질면에서 우수하고 가 약 정도로 줄어들size, weight 1/2

며 는 기존의 선으로 저렴한 제품을 개발 할 수 있었다 다, price about 70 ~ 80% .

음 표 과 같이 기존의 제품과 비교하여 개선된 성능을 나타내 주고 있다13 .

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표 기존 제품과의 비교표 기존 제품과의 비교표 기존 제품과의 비교표 기존 제품과의 비교13.13.13.13.

항목 기술이전 이후 기존 제품 비고

용량 1.0 kW 1.0 kW

크기345 × 235 × 75(mm)

(100%)

470 × 237 × 138(mm)

(253%)

중량 6.4 kg (100%) 15 kg (230%)

왜율선형< 2.0% THD( )

비선형< 4.5% THD( )

선형< 2.5% THD( )

비선형< 6.0% THD( )

비선형 부하시

IEC61000-2-2

허용치 최대

8% THD

효율선형80.9%( )

비선형74.98% ( )

선형70.3% ( )

비선형51.2% ( )

당초 기술이전 요청 기업의 애로 기술 이었던

의 지적인 기술에 대한 인지는 하고 있으나 요소품들에 대한 체계* Power Inverter

적으로 분석할 수 있는 장비의 부족 과 전문 인력의 부족으로 선진 제품에 대한 자

체적인 기술 분석 수행이 어려움

내부에 혼조하고 있는 주파수 성분에 따른 개선 기술 미흡* system harmonics

정현파 발생 회로내의 특성을 이용한 회로 구성시 전압과 전류의* Reactor bridge

위상차에 의한 변조에 따른 출력 파형의 왜율개선 기술 미흡AC .

분리로 제품의 슬림 경량화를 위한 들의 고 집적* Function block module

화 추진 기술 부족(Embedded) .

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제품의 양산을 위한 개발 기술 부족* inverter monitoring system : Embedded

에 개발된 고 집적화된 을 적용시 하고 할system module monitoring debugging

수 있는 개발환경 지원 기술 부족

등의 문제를 기술 인력 지원에 의한 설계 지원 신뢰성software program , test jig

개발 지원 장비 지원 양산 구축 지원 제어 코드의 개발 설계기술지, , line , , module

원 등의 방법을 이용하여 해결 하였으며 기술 요청 지원 업체는 기술 지원의 결과

로써 급의 를 총 회의 제품을 개발하여 양1.0 kWatt power inverter 5 proto type

산을 준비하고 있는 상황이다 이러한 제품은 철도청의 필드 테스트를 통하여 동작.

성능이 검증 되었으며 필드 테스트시 나타났던 마이너한 문제점들은 완전히 보완,

이 수행 될 수 있었다.

이러한 지원 과제를 통한 기술 지원의 결과로 월드탑텍 주 은 기존의 아날로그 회( )

로 설계 기술을 기반으로 하여 및 용 를banking industrial p/s, ups, power inverter

개발하여 제조 생산 하는 기업에서 당당히 신청사의 특화된 기술인 정현파oem “

발생장치 를 이용하여 금번 에 적용되어 상품화된” project “Trans-Less Type Pure

가 신청사 로 출시되고 이를 이용한Sinewave Power Inverter” brand Solar Home

및 가 시장의 좋은 반응으로 해서 특화된 기반System Street light power inverter

의 훌륭한 부품 소재 전문 기업으로 변신이 가능 할 것으로 예상된다.

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