KR100743174B1 - 양방향 직류변압기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양방향 직류변압기에 관한 것으로, 1차 제1권선(a1)과 ; 1차 제1권선(a1)에 직렬 연결되는 1차 제2권선(a2) ; 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2) 사이에 연결되는 1차 제1스위치(b1) ; 1차 제2권선(a2)에 직렬 연결되는 1차 제2스위치(b2) ; 1차 제1권선(a1)보다 작은 권선수를 갖는 2차 권선(c) 및; 2차 권선(c)에 직렬 연결되는 2차 스위치(d)로 이루어진 단순한 구조로 되어, 제품 비용이 크게 절감되고, 또한 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2) 및 2차 권선(c)의 권선수를 자유롭게 조절하여 DC전력을 1차측에서 2차측으로, 또는 2차측에서 1차측으로 만족스럽게 승압하거나 감압할 수 있는 효과가 있다.

Description

양방향 직류변압기{Direct current transformer of two-way transformable form}
도 1은 본 발명에 따른 양방향 직류변압기를 도시한 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 양방향 직류변압기가 충방전 시스템에 적용되어진 상태를 도시한 도면이다.
- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 -
10 ; 양방향 직류변압기, 20 ; DC전력공급유닛,
30 ; 방전용 부하, 40 ; 2차전지,
a1 ; 1차 제1권선, a2 ; 1차 제2권선,
b1 ; 1차 제1스위치, b2 ; 1차 제2스위치,
c ; 2차 권선, d ; 2차 스위치.
e ; 정류기.
본 발명은 양방향 직류변압기에 관한 것으로, 특히 1차측에서 2차측으로, 또는 2차측에서 1차측으로 DC전력을 승압하거나 감압할 수 있는 양방향 직류변압기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 직류변압기는 전자기유도작용(電磁氣誘導作用)을 이용해서 최종적으로 DC전력의 전압이나 전류의 값을 바꾸는 장치이다.
이러한 직류변압기는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있으며, 2차전지의 충전에 주로 사용되고 있다.
그러나, 종래 직류변압기는 1차측에서 2차측으로 DC전력을 변환하는 단순한 구조로 되어 있을 뿐, 양방향(1차측으로부터 2차측으로, 2차측으로부터 1차측으로)으로 DC전력의 전압과 전류를 자유로이 변압할 수 있는 방안이 강구되지 못하여, 양방향으로 DC전력을 변환코자 하는 경우에는, 별물로 제작되어진 2개의 직류변압기를 각각 한쪽 방향 전용으로 사용해야 했다.
또한, 이러한 종래 직류변압기는 전자기유도되어진 AC전력을 DC전력으로 정류할 수 있는 정류기가 필수적이어서 구조가 복잡할 뿐만 아니라 제품비용이 상승되는 문제가 초래되었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 구조가 단순하면서도 양방향으로의 전력 변환이 만족스럽게 수행되는 양방향 직류변압기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 1차 제1권선과 ; 1차 제1권선에 직렬 연결되는 1차 제2권선 ; 1차 제1권선과 1차 제2권선 사이에 연결되는 1차 제1스위치 ; 1차 제2권선에 직렬 연결되는 1차 제2스위치 ; 1차 제1권선보다 작은 권선수를 갖는 2차 권선 및; 2차 권선에 직렬 연결되는 2차 스위치로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1에 의하면 본 발명에 따른 양방향 직류변압기는, 1차 제1권선(a1)과 ; 1차 제1권선(a1)에 직렬 연결되는 1차 제2권선(a2) ; 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2) 사이에 연결되는 1차 제1스위치(b1) ; 1차 제2권선(a2)에 직렬 연결되는 1차 제2스위치(b2) ; 1차 제1권선(a1)보다 작은 권선수를 갖는 2차 권선(c) 및; 2차 권선(c)에 직렬 연결되는 2차 스위치(d)로 이루어진 구조를 이룬다.
상기 1차 제1스위치(b1)와 1차 제2스위치(b2) 및 2차 스위치(d)는 별도의 충방전 제어유닛(도시안됨)에 의해 단속 제어된다.
도 2는 본 발명에 따른 양방향 직류변압기가 충방전 시스템에 적용되어진 상태를 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 양방향 직류변압기(10)의 작동 상태를 설명해 보면 다음과 같다.
우선, 상기 1차 제2스위치(b2)가 오프(OFF)된 상태에서, 1차 제1스위치(b1)를 적절히 단속 제어[ 온·오프(ON·OFF) 제어 ]하면서, 이와 동시에 2차 스위치(e)를 이의 역으로 단속 제어[ 오프·온(OFF·ON) 제어 ]하게 되면, DC전력공급유닛(20)으로부터의 DC전력이 단속 제어되는 1차 제1스위치(b1)에 의해서 1차 제1권선(a1)으로 흘렀다 멈췄다를 반복하게 되고, 이에 상응하는 전력이 2차 권선(c)에 전자기유도되어, 2차전지(E)가 2차 권선(c)으로부터의 DC전력에 의해 충전된다. 본 발명의 경우, 상기 1차 제1스위치(b1)와 2차 스위치(e)가 상호 역으로 연동되어서 단속 제어되므로, 2차측에 별도의 정류기를 설치하지 않더라도 전자기유도된 전력이 자연스럽게 정류된다는 점을 주목할 필요가 있다. 한편, 본 실시예와 같이, 양방향 직류변압기(10)가 충방전 시스템에 적용되어진 경우에는, 1차측의 전압이 2차측의 전압보다 커야 하므로, 상기 1차 제1권선(a1)의 권선수가 상기 2차 권선(c)의 권선수보다 커야 한다.
반면, 상기 1차 제1스위치(b1)가 오프(OFF)된 상태에서, 2차 스위치(d)를 적절히 단속 제어[ 온·오프(ON·OFF) 제어 ]하면서, 이와 동시에 1차 제2스위치(b2)를 이의 역으로 단속 제어[ 오프·온(OFF·ON) 제어 ]하게 되면, 2차전지(E)로부터의 DC전력이 단속 제어되는 2차 스위치(d)에 의해서 2차 권선(c)으로 흘렀다 멈췄다를 반복하게 되고, 이에 상응하는 전력이 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2)에 전자기유도되어, DC전력공급라인을 통해서 방전용 부하(30)로 공급되어 소비된다. 본 실시예의 경우, 상기 2차 스위치(d)와 1차 제2스위치(b2)가 상호 역으로 연동되어서 단속 제어되므로, 2차측에 별도의 정류기를 설치하지 않더라도 전자기유도된 전력이 자연스럽게 정류된다는 점을 주목할 필요가 있다. 한편, 본 실시예와 같이, 양방향 직류변압기(10)가 충방전 시스템에 적용되어진 경우에는, 전압이 낮은 2차측의 전압을 상당히 높은 전압으로 승압해야만 방전 전력을 DC전력공급라인으로 회생할 수 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 1차 제1스위치(b1)를 오프시켜서 1차측의 권선수를 충분히 늘려야 한다.
참고로, 본 발명에 따른 양방향 직류변압기(10)를 도 2에 도시된 바와 같이 충방전 시스템의 충방전유닛으로 적용하는 경우에는, 방전 전력을 DC전력공급라인에 DC 회생시켜서 회생된 DC전력을 방전에 사용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 필요에 따라서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 1차 제2권선(a2)과 1차 제2스위치(b2) 사이에 정류기(e)를 설치할 수도 있는데, 이러한 경우에는, 1차 제1스위치(b1)가 오프(OFF)되고 1차 제2스위치(b2)가 온(ON)된 상태에서, 2차 스위치(d)만을 적절히 단속 제어[ 온·오프(ON·OFF) 제어 ]하는 것만으로도 방전 전력이 DC전력공급라인으로 회생되므로, 굳이 2차 스위치(d)와 1차 제2스위치(b2)를 역으로 동기 제어할 필요가 없게 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위를 벗 어나지 않는 한도 내에서, 보다 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
일예로, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 경우에는, 1차 제1권선(a1)의 권선수를 2차 권선(c)의 권선수보다 크게 하였지만, 본 발명에 따른 양방향 직류변압기(10)는 이에 한정되지 않고, 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2) 및 2차 권선(c)의 권선수를 필요에 따라서 자유롭게 변경할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 양방향 직류변압기는 도 2에 도시된 충방전 시스템에 한정되지 않고, 필요에 따라서 다양한 제품에 적용되어서 활용될 수 있음은 물론이다.
이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 1차 제1권선(a1)과 ; 1차 제1권선(a1)에 직렬 연결되는 1차 제2권선(a2) ; 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2) 사이에 연결되는 1차 제1스위치(b1) ; 1차 제2권선(a2)에 직렬 연결되는 1차 제2스위치(b2) ; 1차 제1권선(a1)보다 작은 권선수를 갖는 2차 권선(c) 및; 2차 권선(c)에 직렬 연결되는 2차 스위치(d)로 이루어진 단순한 구조로 되어, 제품 비용이 크게 절감되고, 또한 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2) 및 2차 권선(c)의 권선수를 자유롭게 조절하여 DC전력을 1차측에서 2차측으로, 또는 2차측에서 1차측으로 만족스럽게 승압하거나 감압할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1차 제1권선(a1)과 ; 1차 제1권선(a1)에 직렬 연결되는 1차 제2권선(a2) ; 1차 제1권선(a1)과 1차 제2권선(a2) 사이에 연결되는 1차 제1스위치(b1) ; 1차 제2권선(a2)에 직렬 연결되는 1차 제2스위치(b2) ; 1차 제1권선(a1)보다 작은 권선수를 갖는 2차 권선(c) 및; 2차 권선(c)에 직렬 연결되는 2차 스위치(d)로 이루어진 것을 특징으로 하는 양방향 직류변압기.
제1항에 있어서, 상기 1차 제2권선(a2)과 1차 제2스위치(b2) 사이에 정류기(e)가 보강 설치되어진 것을 특징으로 하는 양방향 직류변압기.
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