Operational Reliability Improvement of Power Converter by Improving the Inrush Current Limiter

This paper describes the performance improvement of an inrush current limiter to prevent damage or malfunctions in power converters due to the inrush current. When the power converter of military radar is operated, the circuit breaker of the power converter is often activated because the overcurrent flows through the circuit breaker of the power converter. Therefore, this study performed a cause analysis of the problem, which is a larger current flow than the intended current(250A). The operation principle of an inrush current limiter and SCR (Silicon Controlled Rectifier) used in the inrush current limiter was analyzed. As a result, the overcurrent flow through the circuit breaker was found to be due to dv/dt triggering of SCR. Based on cause analysis, this paper proposes a technique by adding the resistor in front of the SCR to prevent an unnecessary inrush current. Finally, the effectiveness of the improvement was verified by measuring the output current in the inrush current limiter. The power converter equipped with the improved inrush current limiter operated for more than 1 year without the circuit breaker of the power converter being activated.

돌입전류 제한회로 개선을 통한 전원변환장치 운용신뢰성 향상

본 논문에서는 돌입전류로부터 전원변환장치를 보호하고 오동작을 예방하기 위해서 돌입전류 제한회로의 성능 향상방법에 관해 서술하였다. 군용 레이더의 전원변환장치를 운용하던 도중 회로차단기가 간헐적으로 동작하여 장비운용에 불편함이 초래되었다. 돌입전류 제한회로의 출력 전류를 측정해 본 결과 간헐적으로 250A이상 과전류가 발생하여 회로차단기가 동작하였다. 돌입전류 제한회로에 사용된 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 분석, 돌입전류 제한회로의 동작원리 분석을 통해 의도치 않게 dv/dt triggering 방식으로 SCR이 도통되면서 과도한 전류가 발생한다는 것을 알 수 있었다, 분석한 원인을 바탕으로 SCR 양단에 급격한 전압 변화가 생기지 않도록 하고, SCR이 gate triggering 이외의 방식으로 도통 되어도 의도한 전류이상으로 돌입전류가 발생하지 않도록 SCR 앞단에 저항이 위치 하도록 회로를 변경하여 순간적인 전압 변화를 방지하였다. 마지막으로 돌입전류 제한회로의 전류 측정을 통해 의도한 전류 이상으로 돌입전류가 발생하지 않음을 입증 하였고, 상위체계에 부착시험을 통해 체계 영향성을 확인 하였으며, 전원변환장치에 적용하여 1년 이상 야전에서 운용결과 회로차단기가 동작하는 경우가 발생하지 않았다.