KR100394660B1 - 전기 자동차 배터리의 충전 회로 - Google Patents
전기 자동차 배터리의 충전 회로 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100394660B1 KR100394660B1 KR10-2000-0083934A KR20000083934A KR100394660B1 KR 100394660 B1 KR100394660 B1 KR 100394660B1 KR 20000083934 A KR20000083934 A KR 20000083934A KR 100394660 B1 KR100394660 B1 KR 100394660B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- circuit
- output terminal
- terminal
- input
- line
- Prior art date
Links
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0018—Circuits for equalisation of charge between batteries using separate charge circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
외부 전원과 배터리간에 절연 효과를 보유하는 전기 자동차 배터리 충전회로를 제공하기 위하여,
외부 전원 단자에 정류회로가 연결되고, 상기 정류회로의 출력단자에는 부스트 컨버터 회로가 연결되어, 상기 부스트 컨버터 회로의 출력단자에는 배터리가 연결되는 전기 자동차의 배터리 충전회로에 있어서,
상기 부스트 컨버터 회로는, 그 내부에 출력단자회로와 입력단자회로가 트랜스포머를 개재하여 연결됨으로써 상기 부스트 컨버터 회로의 입력단자 및 출력단자는 절연됨을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전회로를 제공한다.
Description
본 발명은 전기 자동차 배터리의 충전회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부 전원과 배터리간에 절연 효과를 보유하는 전기 자동차 배터리의 충전회로에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 전기 자동차는 전기를 배터리에 충전하고, 충전된 상기 전기에너지를 이용하여 주행하는 자동차이며, 배터리를 충전하는 기술은 충전 속도 및 배터리의 보호 등에 관하여 매우 중요한 의미를 가지게 된다.
배터리에 충전할 때에는 통상 외부에서 교류 전원을 인가 받아 소정의 정류회로를 통하여 배터리에 충전하게 된다.
종래 기술에 관한 여러 가지 배터리 충전회로 중 부스트 컨버터(Boost Converter)를 사용하고 있는 일예를 도 1에 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 배터리 충전회로는 일예로, 외부에서 인가되는 전원(110) 단자에 전파정류회로(120; full-wave rectifying circuit)가 연결되고, 상기 전파정류회로(120)의 양단에는 부스트 컨버터 회로(130)가 연결되어, 상기 부스트 컨버터 회로(130)에서 공급되는 전류에 의해 배터리(140)가 충전된다.
도 1에서는 상기 전파정류회로(120)의 예로서, 2개의 다이오드를 동일 방향으로 직렬 연결한 제1라인 및 제2라인을 병렬 연결하여 출력단자로 하고, 입력단자는 상기 제1라인 및 제2라인의 다이오드 사이에 연결되는 구성을 도시하고 있다.
상기 부스트 컨버터 회로(130)는 입력단자에 인덕터(inductor)가 직렬 연결되고, 출력단자에는 전계 효과 트랜지스터(Q1)(Field Effect Transistor; 이하 'FET'라 칭한다)가 스위칭 소재로서 다이오드와 함께 병렬로 연결된다.
상기 부스트 컨버터 회로(130)의 출력단자는 상기 배터리(140)의 양 단자에 연결되되, 상기 부스트 컨버터 회로(130) 및 배터리(140)의 양극단자 사이에는 부스트 컨버터 회로(130)로부터 배터리로 방향성을 갖는 다이오드를 개재하여 연결된다.
상기와 같이 형성되는 부스트 컨버터 회로(130)는 상기 FET(Q1)의 게이트(G)에는 제어 전압이 공급되어 상기 FET(Q1)의 작동을 제어하게 되는데, 적절한 제어방법(일예로는 Power Factor Correction 제어)에 의해 입력되는 전파정류 전원을 증폭(boost)하여 배터리를 충전하게 된다.
그런데, 상기 도1에 도시된 바와 같이 종래에는 외부 전원(110)과 배터리(140) 간에 절연되지 아니하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 전원과 배터리간에 절연 효과를 보유하는 전기 자동차 배터리 충전회로를 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 관한 배터리 충전회로의 일예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차 배터리 충전회로의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 전기 자동차 배터리 충전회로의 제1,2FET의 게이트에 인가되는 제어 전압 및 이에 따라 상기 트랜스포머에서 출력되는 전압(V)을 도시한 그래프이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전기 자동차 배터리 충전회로는, 외부 전원 단자에 정류회로가 연결되고, 상기 정류회로의 출력단자에는 부스트 컨버터 회로가 연결되어, 상기 부스트 컨버터 회로의 출력단자에는 배터리가 연결되는 전기 자동차의 배터리 충전회로에 있어서,
상기 부스트 컨버터 회로는, 그 내부에 출력단자회로와 입력단자회로가 트랜스포머를 개재하여 연결됨으로써 상기 부스트 컨버터 회로의 입력단자 및 출력단자는 절연됨을 특징으로 한다.
상기 입력단자회로는 입력단에는 인덕터가 직렬 연결되고, 출력단에는 스위칭 소재로서, 다이오드가 병렬 연결된 제1,2트랜지스터를 직렬로 연결하여 3상의 출력단을 형성하고
상기 트랜스포머는, 입력 코일의 상, 중, 하부에 연결되는 3상의 입력단이 상기 입력단자회로의 출력단과 연결되고, 출력 코일은 2상의 출력단을 형성하며,
상기 출력단자회로는, 상기 트랜스포머에서 출력되는 교류를 정류하는 정류회로로 한다.
상기 정류회로는, 2개의 다이오드를 동일 방향으로 직렬 연결한 제1라인 및 제2라인을 병렬 연결하여 출력단자로 하고, 입력단자는 상기 제1라인 및 제2라인의 다이오드 사이에 연결될 수 있으며,
상기 출력단자회로 또한, 2개의 다이오드를 동일 방향으로 직렬 연결한 제3라인 및 제4라인을 병렬 연결하여 출력단자로 하고, 입력단자는 상기 제3라인 및 제4라인의 다이오드 사이에 연결될 수 있으며,
상기 제1,2트랜지스터의 게이트에는 설정 시간 간격으로 변화되는 제어신호가 입력되되, 상기 제어신호는 3주기 동안의 하이(high)신호의 입력 및 1주기 동안의 로(low)신호 입력이 반복되되, 상기 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터의 제어신호는 2주기 상호 지연되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차 배터리 충전회로의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자동차 배터리 충전회로는, 외부 전원(210) 단자에 전파정류회로(220; full-wave rectifyingcircuit)가 연결되고, 상기 전파정류회로(220)의 양단에는 부스트 컨버터 회로(230)가 연결되어, 상기 부스트 컨버터 회로(230)의 출력단자에는 배터리(270)가 연결된다.
상기 전파정류회로(220)는 교류 파형을 정류하는 임의의 구성으로 할 수 있으며, 일예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 다이오드를 동일 방향으로 직렬 연결한 제1라인 및 제2라인을 병렬 연결하여 출력단자로 하고, 입력단자는 상기 제1라인 및 제2라인의 다이오드 사이에 연결되는 구성으로 할 수 있다.
상기 부스트 컨버터 회로(230)는, 출력단자회로(260)와 입력단자회로(240)가 트랜스포머(250; transformer)를 개재하여 연결됨으로써 상기 부스트 컨버터 회로(230)의 입력단자 및 출력단자는 절연됨을 특징으로 한다.
상기 입력단자회로(240)는 입력단에 인덕터(inductor)가 직렬 연결되고, 스위칭 소재로서, 다이오드가 병렬 연결된 제1,2FET(Q1,Q2)를 직렬로 연결하여 3상의 출력단에 병렬로 연결된다.
상기 출력단은 상기 제1FET(Q1)의 소스(source)단자, 상기 제1FET(Q1)의 드레인(drain)단자와 연결되는 상기 제2FET(Q2)의 소스(source)단자, 상기 제2FET(Q2)의 드레인(drain) 단자가 출력단으로 설정된다.
상기 제1,2FET(Q1,Q2)의 게이트(G1,G2)에는 제어 전압이 공급되어 상기 제1,2FET(Q1,Q2)의 작동을 제어하게 된다.
상기 트랜스포머(250)는, 입력 코일의 상, 중, 하부에 연결되는 3상의 입력단이 상기 입력단자회로(240)의 출력단과 연결되고, 출력 코일은 2상의 출력단을형성한다.
상기 입력 코일 및 출력 코일의 유도기전력의 방향성은 도 2에 도시된 바와 같다.
상기 출력단자회로(260)는, 상기 트랜스포머(250)에서 출력되는 교류를 정류하는 정류회로로서, 상기 출력단자회로(260)는 교류를 정류하는 임의의 구성으로 할 수 있으며, 일예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 다이오드를 동일 방향으로 직렬 연결한 제3라인 및 제4라인을 병렬 연결하여 출력단자로 하고, 입력단자는 상기 제3라인 및 제4라인의 다이오드 사이에 연결되는 구성으로 할 수 있다.
상기 트랜스포머(250)에서 출력되어 상기 출력단자회로(260)로 입력되는 전압(V)을 트랜스포머 전압(V)이라 하여, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예의 전기 자동차 배터리 충전회로의 작동은 다음과 같다.
상기 제1,2FET(Q1,Q2)의 게이트 단자(G1,G2)에 하이(high) 전압을 인가하면 상기 트랜스포머 전압(V)은 0이 되고, 상기 제1,2FET(Q1,Q2) 중 하나의 FET의 게이트에 하이 전압을 인가하면 상기 트랜스 포커 전압(V)은 양 또는 음의 유도 전압이 형성되는데, 제1FET(Q1)의 게이트(G1)에만 하이 전압을 인가하는 경우에는 음의 유도 전압이, 제2FET(Q2)의 게이트(G1)에만 하이 전압을 인가하는 경우에는 양의 유도 전압이 형성된다.
따라서, 본 발명의 실시예의 전기 자동차 배터리 충전회로는 도 3에 도시된 바와 같이 구동될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예의 전기 자동차 배터리 충전회로의 제1,2FET(Q1,Q2)의 게이트(G1,G2)에 인가되는 제어 전압 및 이에 따라 상기 트랜스포머(250)에서 출력되어 상기 출력단자회로(260)로 입력되는 전압(V)을 도시한 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1,2FET(Q1,Q2)의 게이트(G1,G2)에 인가하는 전압 및 이에 의하여 출력되는 상기 트랜스포머(250) 전압(V)은 주기(△T)별로 제어될 수 있는데, 상기 제1FET(Q1)의 게이트(G1)에 인가되는 전압은 3주기간 하이(high)로 유지되고, 상기 하이 유지 기간 사이에는 로(low) 주기가 1주기 끼워지는 형태로 제어되며, 상기 제2FET(Q2)의 게이트(G2)에 인가되는 전압은 상기 제1FET(Q1)의 게이트(G1) 인가 전압과 동일한 형태이되, 2주기 지연시킨 그래프이다.
따라서 상기와 같이 제1,2FET(Q1,Q2)가 제어되면, 그 결과 출력되는 상기 트랜스포머(250) 전압은 도 3에 도시된 바와 같이, 양과 음의 유도기전력이 교대로 형성되되, 양 및 음의 유도기전력 주기 사이에는 0의 출력 주기가 개재하게 된다.
따라서 교류 형태의 상기 트랜스포머(250) 전압은 상기 출력단자회로(260)에서 정류되어 배터리를 충전시키게 된다.
이상으로 본 발명의 전기 자동차 배터리의 충전회로에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 입력 전류를 입력 전압의 파형과 동일하게 제어하게 되므로 역률(power ratio)이 높을 뿐만 아니라 절연상태를 효과적으로 유지할 수 있다.
또한, PFC(Power Factor Correction) 제어방식의 충전회로이므로, 종래의 브리지(Bridge)방식의 충전회로보다 적은 개수의 회로 소자만으로도 충분한 충전 효과를 얻을 수 있다.
Claims (5)
- 삭제
- 외부 전원 단자에 정류회로가 연결되고, 상기 정류회로의 출력단자에는 부스트 컨버터 회로가 연결되어, 상기 부스트 컨버터 회로의 출력단자에는 배터리가 연결되는 전기 자동차의 배터리 충전회로에 있어서,상기 부스트 컨버터 회로는, 그 내부에 출력단자회로와 입력단자회로가 트랜스포머를 개재하여 연결됨으로써 상기 부스트 컨버터 회로의 입력단자 및 출력단자를 절연하되,상기 입력단자회로는 입력단에는 인덕터가 직렬 연결되고, 출력단에는 스위칭 소재로서, 다이오드가 병렬 연결된 제1,2트랜지스터를 직렬로 연결하여 3상의 출력단을 형성하고상기 트랜스포머는, 입력 코일의 상, 중, 하부에 연결되는 3상의 입력단이 상기 입력단자회로의 출력단과 연결되고, 출력 코일은 2상의 출력단을 형성하며,상기 출력단자회로는, 상기 트랜스포머에서 출력되는 교류를 정류하는 정류회로인 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전회로.
- 제2항에서,상기 정류회로는, 2개의 다이오드를 동일 방향으로 직렬 연결한 제1라인 및제2라인을 병렬 연결하여 출력단자로 하고, 입력단자는 상기 제1라인 및 제2라인의 다이오드 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전회로.
- 제2항에서,상기 출력단자회로는, 2개의 다이오드를 동일 방향으로 직렬 연결한 제3라인 및 제4라인을 병렬 연결하여 출력단자로 하고, 입력단자는 상기 제3라인 및 제4라인의 다이오드 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전회로.
- 제2항에서,상기 제1,2트랜지스터의 게이트에는 설정 시간 간격으로 변화되는 제어신호가 입력되되, 상기 제어신호는 3주기 동안의 하이(high)신호의 입력 및 1주기 동안의 로(low)신호 입력이 반복되되, 상기 제1트랜지스터 및 제2트랜지스터의 제어신호는 2주기 상호 지연되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 배터리 충전회로.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0083934A KR100394660B1 (ko) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 전기 자동차 배터리의 충전 회로 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0083934A KR100394660B1 (ko) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 전기 자동차 배터리의 충전 회로 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020054755A KR20020054755A (ko) | 2002-07-08 |
| KR100394660B1 true KR100394660B1 (ko) | 2003-08-14 |
Family
ID=27687487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0083934A KR100394660B1 (ko) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 전기 자동차 배터리의 충전 회로 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100394660B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101211234B1 (ko) * | 2011-04-11 | 2012-12-11 | 명지대학교 산학협력단 | 전기 차량용 배터리 충전 장치 |
| WO2012148028A1 (ko) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Im Jae Yong | 배터리 충전장치 |
| KR101303157B1 (ko) * | 2011-06-10 | 2013-09-09 | 엘지전자 주식회사 | 전기 자동차 및 전기 자동차의 구동방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08317575A (ja) * | 1995-05-16 | 1996-11-29 | Nippondenso Co Ltd | 電気自動車用充電装置 |
| KR19980060127A (ko) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 박병재 | 전기 자동차의 충전장치 |
| KR19990030729U (ko) * | 1997-12-30 | 1999-07-26 | 김영환 | 트랜스포머를 이용한 출력전압 조절장치 |
| KR20000014436A (ko) * | 1998-08-21 | 2000-03-15 | 김영환 | 부스트타입 충전시스템의 효율을 개선하기 위한 장치 및 방법 |
-
2000
- 2000-12-28 KR KR10-2000-0083934A patent/KR100394660B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08317575A (ja) * | 1995-05-16 | 1996-11-29 | Nippondenso Co Ltd | 電気自動車用充電装置 |
| KR19980060127A (ko) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 박병재 | 전기 자동차의 충전장치 |
| KR19990030729U (ko) * | 1997-12-30 | 1999-07-26 | 김영환 | 트랜스포머를 이용한 출력전압 조절장치 |
| KR20000014436A (ko) * | 1998-08-21 | 2000-03-15 | 김영환 | 부스트타입 충전시스템의 효율을 개선하기 위한 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020054755A (ko) | 2002-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4479175A (en) | Phase modulated switchmode power amplifier and waveform generator | |
| US8780588B2 (en) | Bidirectional DC/DC converter with simple control operation | |
| CN100420136C (zh) | 开关电源装置 | |
| US7834587B1 (en) | Non-isolated charger with bi-polar inputs | |
| US9252653B2 (en) | Power factor correction converter and control method thereof | |
| JP2009539337A (ja) | インバータ回路 | |
| US9380678B2 (en) | Auxiliary power supply circuit of two wire dimmer | |
| KR102600908B1 (ko) | 컨버터 및 파워 어댑터 | |
| JP2001037226A (ja) | 直流双方向コンバータ | |
| US10148196B2 (en) | Inverter and control method thereof | |
| KR100572653B1 (ko) | 전류 공진형 스위칭 전원 | |
| US6462966B1 (en) | Power supply circuit and method | |
| US6043993A (en) | Resonance type switching power source | |
| JP2013038876A (ja) | Ｄｃ−ｄｃコンバータ及びバッテリ充電器 | |
| KR100394660B1 (ko) | 전기 자동차 배터리의 충전 회로 | |
| US7688044B2 (en) | Device for transforming and stabilizing a primary AC voltage for supplying an electric load | |
| CN104348350B (zh) | 功率因数校正电路 | |
| TW201931752A (zh) | 具ａｃ正向電橋及改良的ｄｃ／ｄｃ拓樸的逆變器 | |
| RU2447571C1 (ru) | Преобразователь | |
| JP2018133854A (ja) | 電圧非降下型電源回路及びその応用回路 | |
| RU94035341A (ru) | Устройство для управления электрической нагрузкой | |
| RU117744U1 (ru) | Преобразователь | |
| JPH114578A (ja) | 電圧変換装置 | |
| JPS59149421A (ja) | 絶縁スイツチ装置 | |
| KR20070065818A (ko) | 파워 컨버터에서의 영전압 스위칭（ｚｖｓ） |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20060731 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |