KR101060781B1 - Power conversion device for charging electric vehicles with various power inputs - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 자동차에 있어서 상용전원외에 태양전지 모듈등 다양한 전원으로 배터리 충전이 가능하게한 전기자동차 충전용 전력변환장치를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서 상용 교류전원 또는 직류전원으로부터의 전압을 승압하여 제공하는 승압회로부; 직류를 교류로 변환하기 위한 인버터부와, 교류전원을 전달하는 트랜스포머(transformer)와, 교류를 직류로 변환하는 정류회로부를 갖는 직류-직류 변환부; 상기 승압회로부의 출력전압과 설정된 기준전압값의 차이값을 비례적분에 의해 제 1 주파수변화량으로 변환하고, 제 1 주파수변화량에 전원입력단의 입력전압을 곱해 기준 전류값을 얻고 기준 전류값과 승압 회로부의 인덕터 코일을 흐르는 전류값의 차이값을 비례적분에 의해 제 2 주파수변화량으로 변환하여, 제 2 주파수 변화량에 따라 승압 회로부의 제 1 스위칭 소자의 스위칭 듀티(switching duty)를 결정하여 제 1 펄스 폭 변조신호를 발출하는 승압회로 제어부; 및 직류전원일 경우 변화하는 기준 전류값중 상기 입력전압이 최대가 되는 기준 전류값과 최종 출력전류간의 차이값을 비례적분하여 주파수 변화량을 얻고 해당 주파수 변화량에 따라 상기 인버터부의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정하여 제 2 펄스 폭 변조신호를 발출하는 직류-직류 변환부 제어부를 포함하는 전기자동차 충전용 전력변환장치가 제공된다.
전기자동차, 전력변환장치
The present invention is to provide an electric vehicle charging power converter capable of charging a battery with a variety of power sources, such as solar cell modules in addition to the commercial power source in the electric vehicle, according to the present invention step-up voltage from commercial AC power or DC power Boost circuit portion provided by; A DC-DC converter having an inverter unit for converting DC into AC, a transformer for transmitting AC power, and a rectifier circuit unit for converting AC into DC; The difference value between the output voltage of the booster circuit unit and the set reference voltage value is converted into the first frequency change amount by proportional integration, and the reference current value is obtained by multiplying the first frequency change amount by the input voltage of the power input terminal. Converts the difference value of the current value flowing through the inductor coil into the second frequency change amount by proportional integration, and determines the switching duty of the first switching element of the boosting circuit part according to the second frequency change amount to determine the first pulse width. A booster circuit controller for emitting a modulated signal; And a frequency change amount by proportionally integrating the difference value between the reference current value at which the input voltage is maximum and the final output current among the reference current values changing in the case of DC power, and switching the second switching element of the inverter unit according to the corresponding frequency change amount. Provided is an electric vehicle charging power converter including a DC-DC converter controlling the duty to emit a second pulse width modulated signal.
Electric Vehicles, Power Converters
Description
본 발명은 전기자동차에 관한 것으로 특히 다양한 전원을 입력으로 하는 전기자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle)의 충전용 전력변환장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to a power conversion device for charging an electric vehicle or a plug-in hybrid electric vehicle having various power inputs.
미래형 자동차중 하나인 전기자동차는 일반가정에서 전원 플러그를 자동차에 연결하여 2차전지에 충전하고 충전된 전기에너지를 이용하여 자동차를 구동하는 자동차이며, 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle)는 기본적으로 전원 플러그를 자동차에 연결하여 2차전지에 충전하고 충전된 전기에너지를 이용하여 자동차를 구동하며 충전된 전기에너지가 부족하면 일반 화석연료를 비상용으로 사용할 수 있는 자동차를 지칭한다. 상기 플러그인 하이브리드 자동차는 그리드 접속 하이브리드자동차(Grid-Connected Hybrid Electric Vehicle)로도 불린다.An electric vehicle, one of the future vehicles, is a vehicle that connects a power plug to a vehicle and charges a secondary battery and drives the vehicle using the charged electric energy in a general household, and a plug-in hybrid electric vehicle is Basically, it connects a power plug to a car to charge a secondary battery, drives the car by using charged electric energy, and refers to a car that can use general fossil fuel for emergency when the charged electric energy is insufficient. The plug-in hybrid vehicle is also called a grid-connected hybrid electric vehicle.
종래기술에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치는 오직 상용교류전원으로만 충전시킬 수 있다는 문제점을 가지고 있었다. 따라서 장거리 여행시 충전 에너 지의 소모후 일반 화석연료만 사용해야하므로 플러그인 하이브리드 자동차의 장점인 에너지 효율과 탄소배출의 최소화등 친환경적 효과를 전혀 발휘할 수 없는 문제가 있다.Electric vehicle charging power converter according to the prior art had a problem that it can be charged only with a commercial AC power. Therefore, when using long fossil fuels only after the consumption of rechargeable fossil fuels, there is a problem in that it is not possible to achieve eco-friendly effects such as energy efficiency and minimization of carbon emissions, which are advantages of plug-in hybrid vehicles.
따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 일반 상용교류전원뿐 아니라 배터리(battery) 또는 태양전지 셀로부터의 직류전원도 이용하여 전기자동차용 배터리에 충전을 할 수 있는 전기자동차 충전용 전력변환장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention solves the problems of the prior art, the object of the present invention is to charge the battery for electric vehicles using not only a common commercial AC power supply but also a battery (battery) or direct current from a solar cell. It is to provide an electric vehicle charging power converter.
상기 본 발명의 목적은, 전기자동차 충전용 전력변환장치에 있어서,An object of the present invention, in the electric vehicle charging power converter,
상용 교류전원 또는 직류전원으로부터의 전압을 승압하여 제공하기 위해 제 1 스위칭 소자와 인덕터 코일(inductor coil)을 갖는 승압회로부;A booster circuit unit having a first switching element and an inductor coil for boosting and providing a voltage from a commercial AC power source or a DC power source;
상기 승압 회로부의 출력단에 접속되고, 직류를 교류로 변환하기 위한 다수의 제 2 스위칭 소자를 갖는 인버터부와, 상기 인버터부에 접속되어 교류전원을 전달하는 트랜스포머(transformer)와, 상기 트랜스포머의 출력단에 접속되어 교류를 직류로 변환하여 전기자동차용 배터리에 충전을 위한 직류전원을 공급하는 정류회로부를 갖는 직류-직류 변환부;An inverter section connected to an output end of the booster circuit section and having a plurality of second switching elements for converting direct current into alternating current, a transformer connected to the inverter section to transmit AC power, and an output end of the transformer. A DC-DC converter having a rectifying circuit unit connected to convert AC into DC to supply DC power for charging the battery for the electric vehicle;
상기 승압회로부의 제 1 스위칭 소자에 출력단이 접속되고, 상기 직류-직류 변환 회로부에서 전기자동차용 배터리로 출력되는 최종 출력전압을 일정하게 제어하기 위해서 상기 승압회로부의 출력전압과 설정된 기준전압값의 차이값을 비례적분에 의해 제 1 주파수변화량으로 변환하고, 역률을 향상시키도록 상기 제 1 주파수변화량에 전원입력단의 입력전압을 곱해 기준 전류값을 얻고, 상기 기준 전류값 과 상기 승압 회로부의 인덕터 코일을 흐르는 전류값의 차이값을 비례적분에 의해 제 2 주파수변화량으로 변환하여, 상기 제 2 주파수 변화량에 따라 상기 승압 회로부의 제 1 스위칭 소자의 스위칭 듀티(switching duty)를 결정하는 제 1 펄스 폭 변조신호를 발출하는 승압회로 제어부; 및 The output terminal is connected to the first switching element of the booster circuit unit, and the difference between the output voltage of the booster circuit unit and the set reference voltage value is constant to control the final output voltage output from the DC-DC converter circuit to the battery for the electric vehicle. Converts the value into a first frequency change amount by proportional integration, multiplies the first frequency change amount by an input voltage of a power input terminal to improve a power factor, obtains a reference current value, and obtains the reference current value and an inductor coil of the booster circuit part. A first pulse width modulated signal for converting the difference value of the current value flowing into the second frequency change amount by proportional integration to determine the switching duty of the first switching element of the boost circuit portion according to the second frequency change amount. Booster circuit control unit for emitting a; And
상기 직류-직류 변환부의 제 2 스위칭 소자에 출력단이 접속되고, 전기자동차용 배터리로 출력되는 최종 출력전압과 최종 출력전류를 일정하게 제어하기 위해서, 설정된 기준 전류값과 기준 전압값을 상기 직류-직류 변환부의 최종 출력전류 및 최종 출력전압을 비교해서, 설정된 기준 전류값과 최종 출력전류간의 차이값과 설정된 기준 전압값과 최종 출력전압간의 차이값중 어느 하나를 비례적분하여 주파수 변화량을 얻고 해당 주파수 변화량에 따라 상기 인버터부의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정하는 제 2 펄스 폭 변조신호를 발출하되, 상기 전원입력단의 입력전압을 근거로 직류전원여부를 결정하여 직류전원일 경우 변화하는 기준 전류값중 상기 입력전압이 최대가 되는 기준 전류값과 최종 출력전류간의 차이값을 비례적분하여 주파수 변화량을 얻고 해당 주파수 변화량에 따라 상기 인버터부의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정하여 제 2 펄스 폭 변조신호를 발출하는 직류-직류 변환부 제어부를 포함하는 본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.An output terminal is connected to the second switching element of the DC-DC converter, and in order to constantly control the final output voltage and the final output current output to the battery for the electric vehicle, the DC-DC current is set. Comparing the final output current and the final output voltage of the converter, proportionally integrate any one of the difference between the set reference current value and the final output current and the difference between the set reference voltage value and the final output voltage to obtain the frequency change amount and the corresponding frequency change amount. The second pulse width modulated signal for determining the switching duty of the second switching device of the inverter unit is output according to the present invention. The frequency is obtained by proportionally integrating the difference between the reference current value and the final output current at which the input voltage is maximized. An electric vehicle charging power converter according to the present invention includes a DC-DC converter for obtaining a change amount and determining a switching duty of the second switching element of the inverter unit to emit a second pulse width modulated signal according to the frequency change amount. Can be achieved by providing
본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치를 제공함에 따라서 상용교류전원 뿐 아니라 태양전지 셀(cell) 또는 배터리(battery)와 같은 직류전원을 접 속하여 전기자동차용 배터리(차량 구동용 배터리)를 충전할 수 있고 따라서 장거리 여행시에도 화석연료의 사용을 최소화함으로써 에너지 사용의 효율성을 높혀 경제적이고 친환경적 효과를 극대화할 수 있는 잇점이 있다.In accordance with the present invention, the electric vehicle charging power converter according to the present invention connects a DC power source such as a solar cell or battery as well as a commercial AC power source to charge an electric vehicle battery (vehicle driving battery). Therefore, there is an advantage in that it is possible to maximize the economical and eco-friendly effects by increasing the efficiency of energy use by minimizing the use of fossil fuels even when traveling long distances.
상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention and the constitution and effects of the present invention to achieve the same will be more clearly understood by the following detailed description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치의 주회로부 구성을 보여주는 회로도인 도 1을 참조하여 설명한다.First, a circuit diagram showing a configuration of a main circuit of an electric vehicle charging power converter according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치는 크게 구분하여 승압회로부(boosting circuit section)(1)와, 직류-직류 변환부(2)를 포함하여 구성된다.The electric vehicle charging power converter according to the present invention is largely divided into a boosting circuit section (1) and a DC-DC converter (2).
승압회로부(1)는 일명 역률 보정부로도 부를 수 있는 바와 같이 승압된 직류전압을 출력하는 승압기능외에 출력전압 및 입력전압과 같은위상의 입력전류를 만들어 역률을 보정하는(향상시키는) 기능을 가진다. The booster circuit unit 1 has a function of correcting (improving) the power factor by creating a phase input current such as an output voltage and an input voltage, in addition to a boosting function for outputting a boosted DC voltage, which may also be called a power factor correction unit. .
승압회로부(1)는 전원 입력단(도 1에서 "V_input"으로 표기된 부분의 좌측 회로연결단 참조)에 접속되어 상용 교류전원(S1) 또는 직류전원(S2 또는 S3)으로부터의 전압을 승압하여 제공하기 위해 제 1 스위칭 소자(Q1)와 인덕터 코일(inductor coil)(L1)을 갖는다. 위에서 승압회로부(1)는 전원 입력단에 접속되는 직류전원(S2 또는 S3)은 태양전지 셀(solar cell)(S2)와 배터리(battery)(S3)를 포함한다. 여기서 태양전지 셀(solar cell)(S2)은 바람직하게 전기자동차의 지붕을 포함하는 부위의 유리창에 피복되는 태양전지 셀로 구성될 수 있다.The booster circuit unit 1 is connected to a power input terminal (refer to the left circuit connection terminal of the portion labeled "V_input" in FIG. 1) to boost and provide a voltage from a commercial AC power supply S1 or a DC power supply S2 or S3. In order to have the first switching element Q1 and the inductor coil (L1). In the step-up circuit unit 1, the DC power source S2 or S3 connected to the power input terminal includes a solar cell S2 and a battery S3. Here, the solar cell S2 may be composed of a solar cell that is preferably coated on a glass window of a portion including a roof of an electric vehicle.
승압회로부(1)의 출력전압 및 입력전압과 같은위상의 입력전류를 만드는 것은 제 1 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 듀티(switching duty)를 제어하는 도 3의 승압회로 제어부(4)의 제어에 의해서, 즉 승압회로 제어부(4)로부터 출력되는 펄스폭변조신호(PWM_B)에 의해서 달성될 수 있다.Making an input current of a phase equal to the output voltage and the input voltage of the booster circuit unit 1 is controlled by the booster circuit controller 4 of FIG. 3 which controls the switching duty of the first switching element Q1. That is, it can be achieved by the pulse width modulated signal PWM_B output from the booster circuit controller 4.
승압회로부(1)는 상기 전원 입력단을 통해 접속되는 전원이 상용 교류전원(S1)일 경우 해당 교류를 직류로 정류하고 제 1 스위칭 소자(Q1)의 턴 오프(turn off)시 인덕터 코일(L1)의 역기전력에 의한 전류를 승압회로부(1)의 출력측으로 흐르게 하여 효율을 높여주는 프리 휠링 다이오드(freewheeling diode)를 구성하는 제 1 정류회로부(1a)를 포함한다.The booster circuit unit 1 rectifies the corresponding AC to DC when the power connected through the power input terminal is a commercial AC power source S1, and turns the inductor coil L1 when the first switching element Q1 is turned off. It includes a first rectifying circuit portion (1a) constituting a freewheeling diode for improving the efficiency by flowing a current by the back electromotive force to the output side of the booster circuit portion (1).
승압회로부(1)에서 미설명 부호 CT1은 인덕터 코일(inductor coil)(L1)을 통해 흐르는 전류(Ib_real)을 검출하기 위한 제 1 변류기이고, 미설명 부호 V_input은 상기 전원 입력단에 인가되는 전원의 입력전압을 의미한다. In the boost circuit unit 1, reference numeral CT1 is a first current transformer for detecting current Ib_real flowing through an inductor coil L1, and reference numeral V_input denotes an input of a power applied to the power input terminal. Means voltage.
승압회로부(1)에서 제 1 스위칭 소자(Q1)에는 병렬로 역전방지용 다이오드가 접속되고, 다이오드(D1)도 커패시터(C1)측으로의 전류 흐름만 허용하고 그 반대의 전류 흐름은 불허하기 위해 제 1 스위칭 소자(Q1)의 출력단에 접속된다.In step-up circuit section 1, the first switching element Q1 is connected to the anti-reverse diode in parallel, and the diode D1 also permits only current flow to the capacitor C1 side and vice versa. It is connected to the output terminal of the switching element Q1.
도 1에서 커패시터(C1)는 그의 충전전압에 의해 승압회로부(1)의 직류 출력전압(V_out)을 일정하게 출력하기 위한 정전압 출력용 커패시터이다.In FIG. 1, the capacitor C1 is a constant voltage output capacitor for constantly outputting the DC output voltage V_out of the boosting circuit unit 1 by its charging voltage.
직류-직류 변환부(2)는 승압 회로부(1)의 출력단에 접속되고, 인버터부(2a)와, 트랜스포머(transformer)(Tr)와, 제 2 정류회로부(2b)를 포함한다.The DC-
인버터부(2a)는 승압 회로부(1)로부터의 직류를 교류로 변환하며 다수의 제 2 스위칭 소자를 갖는다. 제 2 스위칭 소자는 게이트(gate)제어에 의해 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off) 제어되는 반도체 스위치인 예컨대 SCR(Silicon Cupled Rectifier),IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등으로 구성될 수 있다. 인버터부(2a)를 구성하는 제 2 스위칭 소자들 각각에 병렬로 접속된 다이오드는 인버터부(2a)의 출력측으로부터 제 2 스위칭 소자측으로 역전하여 흘러들어오는 전류흐름을 불허하기 위한 역전방지용 다이오드이다. 인버터부(2a)의 제 2 스위칭 소자의 스위칭 제어는 전기자동차 구동용 배터리(B)로 최종 출력되는 최종 출력전압과 최종 출력전류를 일정하게 제어하는 도 2에 도시한 직류-직류 변환부 제어부(3)에 의해서 즉, 직류-직류 변환부 제어부(3)가 출력하는 펄스폭변조신호(PWM)에 의해서 달성될 수 있다.The
트랜스포머(Tr)는 인버터부(2a)에 접속되어 교류전원을 제 2 정류회로부(2b)에 전달한다. The transformer Tr is connected to the
제 2 정류회로부(2b)는 트랜스포머(Tr)의 출력단(즉, 2차측 권선)에 접속되어 교류를 직류로 변환하여 전기자동차용 배터리 즉, 전기자동차 구동용 배터리(B)에 충전을 위한 직류전원을 공급한다.The second
본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치는 도 3에 도시된 바와 같은 승압회로 제어부(4)와 도 2에 도시된 바와 같은 직류-직류 변환부 제어부(3)을 더 포함한다.The electric vehicle charging power converter according to the present invention further includes a booster circuit control unit 4 as shown in FIG. 3 and a DC-DC converter
먼저, 도 1의 주회로부중 승압회로부의 제 1 스위칭소자의 스위칭 듀티를 제 어하는 펄스폭변조신호를 출력하는 승압회로 제어부의 회로 구성을 보여주는 회로도인 도 3을 주로 참조하고 도 1을 보조적으로 참조하여, 승압회로 제어부(4)의 구성과 작용을 설명한다.First, referring mainly to FIG. 3, which is a circuit diagram showing a circuit configuration of a boosting circuit controller that outputs a pulse width modulated signal controlling a switching duty of a first switching element of a boosting circuit of the main circuit of FIG. With reference to the structure and the operation | movement of the booster circuit control part 4 are demonstrated.
승압회로 제어부(4)는 도 1에 도시되고 상술한 바와 같은 승압회로부(1)의 제 1 스위칭 소자(Q1)에 출력단이 접속된다.The booster circuit control section 4 is connected to the output terminal of the first switching element Q1 of the booster circuit section 1 as shown in FIG. 1 and described above.
도 3에 있어서, 승압회로 제어부(4)는 도 1의 직류-직류 변환 회로부(2)에서 전기자동차용 배터리(B)로 출력되는 최종 출력전압(V_real)을 일정하게 제어하기 위해서 승압회로부(1)의 출력전압(V_out)과 설정된 기준전압값(V_ref)의 차이값(ΔV)을 비례적분에 의해 제 1 주파수변화량(Δf1)으로 변환하고, 역률을 향상시키도록 제 1 주파수변화량(Δf1)에 전원입력단의 입력전압(V_input)을 곱해 기준 전류값(I_ref)을 얻고, 기준 전류값(I_ref)과 승압 회로부(1)의 인덕터 코일(L1)을 흐르는 전류값(Ib_real)의 차이값(ΔI)을 비례적분에 의해 제 2 주파수변화량(Δf2)으로 변환하여, 제 2 주파수 변화량(Δf2)에 따라 승압 회로부(1)의 제 1 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 듀티(switching duty)를 결정하는 제 1 펄스 폭 변조신호(PWM_B)를 발출한다.In FIG. 3, the booster circuit control unit 4 controls the booster circuit unit 1 in order to constantly control the final output voltage V_real output from the DC-
도 3에 있어서, 승압회로 제어부(4)는, 제 1 감산부(4a)와, 제 2 비례적분부(4b)와, 제 2 주파수 제한부(4c)와, 제 2 모드 결정부(4d)와, 곱셈부(4e)와, 제 2 감산부(4f)와, 제 3 비례적분부(4g)와, 제 3 주파수 제한부(4h) 및 제 2 펄스폭변조부(4i)를 포함하여 구성된다.In FIG. 3, the booster circuit control section 4 includes a first
승압회로 제어부(4)에 포함되는 제 1 감산부(4a)는 설정된 기준전압 값(V_ref)으로부터 승압회로부(1)의 출력전압(V_out)을 감산하여 차이값(ΔV)을 출력한다.The
제 2 비례적분부(4b)는 제 1 감산부(4a)로부터 출력되는 차이값(ΔV)을 비례적분하여 제 1 주파수변화량(Δf1)으로 변환하여 출력한다.The second
제 2 주파수 제한부(4c)는 제 1 주파수변화량(Δf1)에 포함될 수 있는 높은 주파수 또는 낮은 주파수의 노이즈를 제거하여 미리 결정된 주파수 대역의 신호(Δf*)를 출력하기 위해 선택적으로 추가 구성될 수 있는 수단으로서, 높은 주파수로서 미리 결정된 제 1 주파수를 초과하는 고주파 노이즈(noise) 또는 낮은 주파수로서 미리 결정된 제 2 주파수미만의 저주파 노이즈를 제거한다.The
제 2 모드 결정부(4d)는 도 1의 전원입력단의 입력전압(V_input)를 근거로 입력전압(V_input)이 교류전압인지 직류전압인지 결정한다. 결정방법으로는 예컨대 시간경과에 따라서 미리설정된 기준값을 초과하여 입력전압(V_input)의 변화가 있으면 교류전압으로 결정하고 시간경과에도 미리설정된 기준값보다 작게 입력전압(V_input)의 변화가 없으면 직류전압으로 결정하는 방법이 이용될 수 있다. 또한, 제 2 모드 결정부(4d)는 도 1의 전원입력단으로부터의 입력전압(V_input)을 곱셈부(4e)에 전달한다. 여기서, 제 2 모드 결정부(4d)는 도 2의 제 1 모드 결정부(3a)와 실질적으로 동일한 하나의 회로부 또는 프로그램적으로 해당 기능(즉 입력전압을 근거로 교류와 직류를 결정하고 입력전압을 전달하는 기능)을 수행하는 기능부로 구성될 수 있다. 도 3으로 도시한 실시 예에 있어서, 선택적으로 추가되었으나, 승압회로 제어부(4)에 있어서 제 2 모드 결정부(4d)는 생략되고 도 1의 전원입력단의 입력전압(V_input)이 직접 곱셈부(4e)에 전달되는 실시 예의 구성도 가능하다.The
입력전압(V_input)과 동위상의 입력전류(도 1의 Ib_real 참조)를 만들어 승압회로부(1)의 역률을 향상시키도록, 곱셈부(4e)는 제 1 주파수변화량(Δf1) 또는 제 2 주파수 제한부(4c)로부터 출력되는 미리 결정된 주파수 대역의 신호(Δf*)에 전원입력단의 입력전압(V_input)을 곱해 기준 전류값(I_ref)을 얻고 이를 출력한다.In order to improve the power factor of the booster circuit part 1 by making an input current in phase with the input voltage V_input (see Ib_real in FIG. 1), the multiplying
제 2 감산부(4f)는, 곱셈부(4e)가 출력한 기준 전류값(I_ref)으로부터 승압 회로부(1)의 인덕터 코일(L1)을 흐르는 전류값(Ib_real)을 감산하여 차이값(ΔI)을 얻고 이를 출력한다.The
제 3 비례적분부(4g)는, 제 2 감산부(4f)가 출력한 차이값(ΔI)을 비례적분하여 제 2 주파수변화량(Δf2)으로 변환하고 이를 출력한다.The third proportional integrating unit 4g proportionally integrates the difference value ΔI output by the
제 3 주파수 제한부(4h)는 제 2 주파수변화량(Δf2)에 포함될 수 있는 높은 주파수 또는 낮은 주파수의 노이즈를 제거하여 미리 결정된 주파수 대역의 신호(f*)를 출력하기 위해 선택적으로 추가 구성될 수 있는 수단으로서, 높은 주파수로서 미리 결정된 일 주파수를 초과하는 고주파 노이즈(noise) 또는 낮은 주파수로서 미리 결정된 다른 주파수미만의 저주파 노이즈를 제거한다.The
제 2 펄스폭변조부(4i)는 제 2 주파수 변화량(Δf2)로서 미리 결정된 주파수 대역의 신호(f*)에 따라 승압 회로부(1)의 제 1 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 듀티(switching duty)를 결정하는 제 1 펄스 폭 변조신호(PWM_B)를 발출한다.The second
다음, 도 1의 주회로부중 인버터부의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정 하는 제 2 펄스 폭 변조신호를 발출하는 직류-직류 변환부 제어부의 회로 구성을 보여주는 회로도인 도 2를 주로 참조하고 도 1을 보조적으로 참조하여, 직류-직류 변환부 제어부(3)의 구성과 작용을 설명한다.Next, mainly referring to FIG. 2, which is a circuit diagram showing a circuit configuration of a control unit of a DC-DC converter that emits a second pulse width modulated signal for determining a switching duty of a second switching element of an inverter of the main circuit part of FIG. 1. The configuration and operation of the DC-DC
직류-직류 변환부 제어부(3)는 도 1의 직류-직류 변환부(2)내 인버터부(2a)의 제 2 스위칭 소자에 출력단이 접속된다.In the DC-
직류-직류 변환부 제어부(3)는 전기자동차용 배터리(B)로 출력되는 최종 출력전압(V_real)과 최종 출력전류(I_real)를 일정하게 제어하기 위해서, 설정된 기준 전류값(I_ref)과 기준 전압값(V_ref)을 직류-직류 변환부(2)의 최종 출력전류(I_real) 및 최종 출력전압(V_real)을 비교해서, 설정된 기준 전류값과 최종 출력전류간의 차이값과 설정된 기준 전압값과 최종 출력전압간의 차이값중 어느 하나를 비례적분하여 주파수 변화량을 얻고 해당 주파수 변화량에 따라 상기 인버터부의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정하는 제 2 펄스 폭 변조신호(PWM)를 발출한다.The DC-DC
이를 위해서 직류-직류 변환부 제어부(3)는, 도 2에 도시된 실시 예와 같이 제 1 모드 결정부(3a)와, 최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)와, 기준전류 및 기준전압 발생부(3c)와, 전압 및 전류 차이값 연산부(3d)와, 제 1 비례적분부(3e)와, 제 1 주파수 제한부(3f)와, 제 1 펄스폭변조부(3g)를 포함하여 구성될 수 있다.To this end, the DC-
제 1 모드 결정부(3a)는, 도 1의 전원입력단의 입력전압(V_input)를 근거로 입력전압(V_input)이 교류전압인지 직류전압인지 결정한다. 결정방법으로는 예컨대 시간경과에 따라서 미리설정된 기준값을 초과하여 입력전압(V_input)의 변화가 있으면 교류전압으로 결정하고 시간경과에도 미리설정된 기준값보다 작게 입력전압(V_input)의 변화가 없으면 직류전압으로 결정하고 시간경과에 따라 미리설정된 기준값보다 큰 입력전압(V_input)의 변화가 있으면 교류전압으로 결정하는 방법이 이용될 수 있다. 여기서, 제 1 모드 결정부(3a)는 도 3의 제 2 모드 결정부(4d)와 실질적으로 동일한 하나의 회로부 또는 프로그램적으로 해당 기능(즉 입력전압을 근거로 교류와 직류를 결정하고 입력전압을 전달하는 기능)을 수행하는 기능부로 구성될 수 있다. The first
최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)는, 제 1 모드 결정부(3a)로부터의 출력신호가 입력전압(V_input)이 교류전압인 것으로 결정한 것이면 후술하는 기준전류 및 기준전압 발생부(3c)로부터의 기준전류값(I_ref)을 바이패스(bypass)하여 출력한다. 최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)는, 제 1 모드 결정부(3a)로부터의 출력신호가 입력전압(V_input)이 직류전압인 것으로 결정한 것이면, 기준전류 및 기준전압 발생부(3c)로부터의 기준전류값(I_ref)을 근거로 미리 결정된 미소값 만큼 값을 변화시켜 기준전류값을 출력하되, 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준전류값(I_ref_M)을 찾아 출력한다. 이와 같이 최대 전력점 추적부(3b)는, 입력 전원이 태양전지 셀(S2)인 경우, 입력 전원의 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준전류값(I_ref_M)을 찾아 직류-직류 변환부(2)의 출력전력이 최대되게 한다. 최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)는 입력 전원이 태양전지 셀(S2)인 경우, 입력 전원의 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준전류값(I_ref_M)을 찾아 직류-직류 변환부(2)의 출력전력이 최대되게하는 알고리즘(algorithm)으로 처리프로그램(program)으로 구성될 수 있다.The maximum power
기준전류 및 기준전압 발생부(3c)는, 설정된 기준 전류값(I_ref)과 설정된 기준 전압값(V_ref)을 출력한다.The reference current and
전압 및 전류 차이값 연산부(3d)는, 입력 전원이 교류전원일 경우 설정된 기준 전류값(I_ref)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값과 설정된 기준 전압값(V_ref)과 최종 출력전압(V_ref)간의 차이값중 어느 하나를 출력하거나, 입력 전원이 직류전원일 경우 최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)가 제공하는 변화하는 기준 전류값중 입력전압(V_input)이 최대가 될 때의 기준 전류값(I_ref_M)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값을 출력한다.The voltage and current
제 1 비례적분부(3e)는, 설정된 기준 전류값(I_ref)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값과 설정된 기준 전압값(V_ref)과 최종 출력전압(V_real)간의 차이값중 어느 하나를 비례적분하여 얻는 주파수 변화량 또는, 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준 전류값(I_ref_M)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값을 비례적분하여 얻는 주파수 변화량을 출력한다. 여기서, 제 1 비례적분부(3e)가 설정된 기준 전류값(I_ref)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값과 설정된 기준 전압값(V_ref)과 최종 출력전압(V_real)간의 차이값중 어느 하나를 비례적분하는 경우는 입력 전원의 입력전압(V_input)이 교류전압인 경우이다. 또한, 제 1 비례적분부(3e)가 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준전류값(I_ref_M)을 비례적분하는 경우는, 입력 전원의 입력전압(V_input)이 직류전압인 경우이다. The first proportional integrating
제 1 주파수 제한부(3f)는, 제 1 비례적분부(3e)로부터의 주파수변화량에 포함될 수 있는 높은 주파수 또는 낮은 주파수의 노이즈를 제거하여 미리 결정된 주파수 대역의 신호를 출력하기 위해 선택적으로 추가 구성될 수 있는 수단으로서, 높은 주파수로서 미리 결정된 주파수를 초과하는 고주파 노이즈(noise) 또는 낮은 주파수로서 미리 결정된 주파수미만의 저주파 노이즈를 제거한다.The first
제 1 펄스폭변조부(3g)는, 제 1 주파수 제한부(3f)에 의해서 노이즈가 제거된 제 1 비례적분부(3e)로부터의 주파수변화량에 따라 인버터부(2a)의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정하는 제 2 펄스 폭 변조신호(PWM)를 발출한다. 여기서, 실시 예상 인버터부(2a)의 제 2 스위칭소자가 4개의 반도체 스위치로 구성되므로 이에 대응하여 제 2 펄스 폭 변조신호(PWM)도 4개의 신호가 출력될 수 있다.The first
한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치의 동작을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the operation of the electric vehicle charging power converter according to the present invention configured as described above with reference to Figures 1 to 3 as follows.
입력전원이 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치에 접속되면, 먼저 본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치에 포함되는 제 1 모드 결정부(3a) 및/또는 제 2 모드 결정부(4d)는 입력전압이 교류전압인지 직류전압인지 결정한다. 이때 제 1 모드 결정부(3a) 및/또는 제 2 모드 결정부(4d)가 교류전압인지 직류전압인지를 결정하는 방법은 예컨대 시간경과에 따라서 미리설정된 기준값을 초과하여 입력전압(V_input)의 변화가 있으면 교류전압으로 결정하고 시간경과에도 미리설정된 기준값보다 작게 입력전압(V_input)의 변 화가 없으면 직류전압으로 결정하고 시간경과에 따라 미리설정된 기준값보다 큰 입력전압(V_input)의 변화가 있으면 교류전압으로 결정하는 방법이 이용될 수 있다. When the input power source is connected to the electric vehicle charging power converter according to the present invention as shown in FIG. 1, firstly, the first
도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 입력전원이 승압회로부(1)의 전원 입력단에 접속되면, 승압회로부(1)의 제 1 정류회로부(1a)가 전원이 상용 교류전원(S1)일 경우 해당 교류를 직류로 정류하여 출력하고 제 1 정류회로부(1a)가 갖는 프리휠링 다이오드가 제 1 스위칭 소자(Q1)의 턴 오프(turn off)시 인덕터 코일(L1)의 역기전력에 의한 전류를 승압회로부(1)의 출력측으로 흐르게 하여 효율을 높여준다.Referring to FIG. 1, when an input power source is connected to a power input terminal of the booster circuit unit 1, when the first rectifier circuit unit 1a of the booster circuit unit 1 is a commercial AC power source S1, the corresponding AC Is rectified and outputted by DC, and the freewheeling diode of the first rectifying circuit unit 1a receives the current caused by the counter electromotive force of the inductor coil L1 when the first switching element Q1 is turned off. ) To the output side to increase the efficiency.
제 1 정류회로부(1a)로부터 출력되는 직류전압은 제 1 스위칭 소자(Q1)의 턴온 및 턴오프 스위칭에 따라 인덕터 코일(L1)에 유기되는 승압전압에 의해 승압되어 승압된 출력전압(V_output)으로 출력된다.The DC voltage output from the first rectifying circuit unit 1a is output voltage V_output stepped up by the step-up voltage induced by the inductor coil L1 according to the turn-on and turn-off switching of the first switching element Q1. Is output.
이때 제 1 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 듀티는 도 3의 승압회로 제어부(4)의 최종 출력신호인 제 1 펄스 폭 변조신호(PWM_B)에 의해 제어된다.In this case, the switching duty of the first switching element Q1 is controlled by the first pulse width modulation signal PWM_B, which is the final output signal of the booster circuit controller 4 of FIG. 3.
도 3을 참조하여 제 1 펄스 폭 변조신호(PWM_B)가 만들어지는 과정을 설명한다.A process of generating the first pulse width modulated signal PWM_B will be described with reference to FIG. 3.
승압회로 제어부(4)에 포함되는 제 1 감산부(4a)는 설정된 기준전압값(V_ref)으로부터 승압회로부(1)의 출력전압(V_out)(미도시한 전압 변성기 등의 전압검출수단에 의해 검출)을 감산하여 차이값(ΔV)을 출력한다.The
제 2 비례적분부(4b)는 제 1 감산부(4a)로부터 출력되는 차이값(ΔV)을 비례적분하여 제 1 주파수변화량(Δf1)으로 변환하여 출력한다.The second proportional integrating
제 2 주파수 제한부(4c)는 제 1 주파수변화량(Δf1)에 포함될 수 있는 높은 주파수 또는 낮은 주파수의 노이즈를 제거하여 미리 결정된 주파수 대역의 신호(Δf*)를 출력한다.The
제 2 모드 결정부(4d)는 도 1의 전원입력단으로부터의 입력전압(V_input)을 곱셈부(4e)에 전달한다. The
입력전압(V_input)과 동위상의 입력전류(도 1의 Ib_real 참조)를 만들어 승압회로부(1)의 역률을 향상시키도록, 곱셈부(4e)는 제 1 주파수변화량(Δf1) 또는 제 2 주파수 제한부(4c)로부터 출력되는 미리 결정된 주파수 대역의 신호(Δf*)에 전원입력단의 입력전압(V_input)을 곱해 기준 전류값(I_ref)을 얻고 이를 출력한다.In order to improve the power factor of the booster circuit part 1 by making an input current in phase with the input voltage V_input (see Ib_real in FIG. 1), the multiplying
제 2 감산부(4f)는, 곱셈부(4e)가 출력한 기준 전류값(I_ref)으로부터 승압 회로부(1)의 인덕터 코일(L1)을 흐르는 전류값(Ib_real)을 감산하여 차이값(ΔI)을 얻고 이를 출력한다.The
제 3 비례적분부(4g)는, 제 2 감산부(4f)가 출력한 차이값(ΔI)을 비례적분하여 제 2 주파수변화량(Δf2)으로 변환하고 이를 출력한다.The third proportional integrating unit 4g proportionally integrates the difference value ΔI output by the
제 3 주파수 제한부(4h)는 제 2 주파수변화량(Δf2)에 포함될 수 있는 높은 주파수 또는 낮은 주파수의 노이즈를 제거하여 미리 결정된 주파수 대역의 신호(f*)를 출력한다.The
제 2 펄스폭변조부(4i)는 제 2 주파수 변화량(Δf2)로서 미리 결정된 주파수 대역의 신호(f*)에 따라 승압 회로부(1)의 제 1 스위칭 소자(Q1)의 스위칭 듀티(switching duty)를 결정하는 제 1 펄스 폭 변조신호(PWM_B)를 발출한다.The second
다시 도 1로 돌아가서, 이후 직류 출력전압(V_output)은 커패시터(C1)에 의해 평활되어 일정한 전압으로 인버터부(2a)에 공급된다.1 again, the DC output voltage V_output is smoothed by the capacitor C1 and supplied to the
인버터부(2a)는 커패시터(C1)에 의해 평활되어 공급되는 직류전류를 교류전류로 변환한다. 이때 인버터부(2a)를 구성하는 스위칭소자들의 직류-교류변환을 위한 스위칭 듀티는 도 2의 직류-직류 변환부 제어부(3)에 의해 제어된다.The
도 2를 참조하여 직류-직류 변환부 제어부(3)의 제어출력인 제 2 펄스폭변조신호(PWM)가 만들어지는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, a process of generating a second pulse width modulated signal PWM, which is a control output of the DC-
입력전원이 상용교류전원(S1)이면, 기준전류 및 기준전압 발생부(3c)에서 출력되는 기준전류(I_ref)와 최종 출력전류(I_real){제 2 변류기 CT2에 의해 검출}의 차이값 또는 기준전압(V_ref)과 최종 출력전압(V_real)(전압변성기와 같은 전압검출수단에 의해 검출)의 차이값을 제 1 비례적분부(3e)에 의해 비례적분하여 주파수를 얻는다. 다음, 얻은 해당 주파수를 제 1 주파수 제한부(3f)에 의해 미리 결정된 주파수 대역으로 제한함과 함께, 제 1 펄스폭변조부(3g)가 해당 주파수에 따라 펄스폭변조신호(PWM)를 발출하여, 펄스폭변조신호(PWM)에 의해 직류-직류 변환부(2)의 인버터부(2a)내 스위칭 소자들을 제어한다. 요약하여, 입력전원이 교류전원이면, 기준전류 및 기준전압 발생부(3c)에서 출력되는 기준전류(I_ref)와 기준전압(V_ref)에 따라서 직류-직류 변환부(2)를 제어한다. If the input power is a commercial AC power supply S1, the difference value or reference between the reference current I_ref and the final output current I_real (detected by the second current transformer CT2) output from the reference current and
입력전압이 직류전원{태양전지 셀(S2) or 배터리(S3)}인 경우, 제 1 모드 결정부(3a)는, 도 1의 전원입력단의 입력전압(V_input)를 근거로 입력전압(V_input)이 직류전압인 것으로 결정한다. When the input voltage is a direct current power source (solar cell S2 or battery S3), the first
기준전류 및 기준전압 발생부(3c)는, 설정된 기준 전류값(I_ref)과 설정된 기준 전압값(V_ref)을 출력한다.The reference current and
최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)는, 제 1 모드 결정부(3a)로부터의 출력신호가 입력전압(V_input)이 교류전압인 것으로 결정한 것이면, 기준전류 및 기준전압 발생부(3c)로부터의 기준전류값(I_ref)을 바이패스(bypass)하여 출력한다. 최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)는, 제 1 모드 결정부(3a)로부터의 출력신호가 입력전압(V_input)이 직류전압인 것으로 결정한 것이면, 기준전류 및 기준전압 발생부(3c)로부터의 기준전류값(I_ref)을 근거로 미리 결정된 미소값 만큼 값을 변화시켜 기준전류값을 출력하되, 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준전류값(I_ref_M)을 찾아 출력한다. 이와 같이 최대 전력점 추적부(3b)는, 입력 전원이 태양전지 셀(S2)인 경우, 입력 전원의 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준전류값(I_ref_M)을 찾아 직류-직류 변환부(2)의 출력전력이 최대되게 한다. The maximum power
전압 및 전류 차이값 연산부(3d)는, 입력 전원이 교류전원일 경우 설정된 기준 전류값(I_ref)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값과 설정된 기준 전압값(V_ref)과 최종 출력전압(V_ref)간의 차이값중 어느 하나를 출력하거나, 입력 전원이 직류전원일 경우 최대 전력점 추적부(Maximum Power Point Tracking section)(3b)가 제공하는 변화하는 기준 전류값중 입력전압(V_input)이 최대가 될 때의 기준 전류값(I_ref_M)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값을 출력한다.The voltage and current
제 1 비례적분부(3e)는, 입력전압(V_input)이 최대일 때의 기준 전류 값(I_ref_M)과 최종 출력전류(I_real)간의 차이값을 비례적분하여 얻는 주파수 변화량을 출력한다. The first proportional integrating
제 1 주파수 제한부(3f)는, 제 1 비례적분부(3e)로부터의 주파수변화량에 포함될 수 있는 높은 주파수 또는 낮은 주파수의 노이즈를 제거하여 미리 결정된 주파수 대역의 신호를 출력한다.The first
제 1 펄스폭변조부(3g)는, 제 1 주파수 제한부(3f)에 의해서 노이즈가 제거된 제 1 비례적분부(3e)로부터의 주파수변화량에 따라 인버터부(2a)의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정하는 제 2 펄스 폭 변조신호(PWM)를 발출한다. The first
다시, 도 1로 돌아가서, 이후 인버터부(2a)에 의해서 직류-교류 변환된 교류전원은 트랜스포머(Tr)는 인버터부(2a)에 접속되어 교류전원을 제 2 정류회로부(2b)에 전달한다. Again, returning to FIG. 1, the AC power which has been DC-AC converted by the
제 2 정류회로부(2b)는 트랜스포머(Tr)의 출력단(즉, 2차측 권선)에 접속되어 교류를 직류로 변환하여 전기자동차용 배터리 즉, 전기자동차 구동용 배터리(B)에 충전을 위한 직류전원을 공급한다. 따라서 전기자동차 구동용 배터리(B)에 충전된 직류전원을 이용하여 전기자동차를 구동할 수 있게 된다.The second
상술한 바와 같이 본 발명에 따라서 상용교류전원 뿐 아니라 태양전지 셀(cell) 또는 배터리(battery)와 같은 직류전원을 접속하여 전기자동차용 배터리(차량 구동용 배터리)를 충전할 수 있고 따라서 장거리 여행시에도 화석연료의 사용을 최소화함으로써 에너지 사용의 효율성을 높혀 경제적이고 친환경적 효과를 극대화할 수 있는 잇점이 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to charge a battery for an electric vehicle (vehicle driving battery) by connecting a DC power source such as a solar cell or a battery as well as a commercial AC power source. In addition, by minimizing the use of fossil fuels, the efficiency of energy use can be enhanced to maximize economic and environmentally friendly effects.
도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 충전용 전력변환장치의 주회로부 구성을 보여주는 회로도이고,1 is a circuit diagram showing the configuration of the main circuit of the electric vehicle charging power conversion apparatus according to the present invention,
도 2는 도 1의 주회로부중 직류-직류 변환부 제어부내 인버터부의 제 2 스위칭소자의 스위칭 듀티를 결정하는 제 2 펄스 폭 변조신호를 발출하는 직류-직류 변환부 제어부의 회로 구성을 보여주는 회로도이며,FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of a DC-DC converter controlling a second pulse width modulated signal for determining a switching duty of a second switching element of the inverter unit in the DC-DC converter controlling part of the main circuit part of FIG. 1. ,
도 3은 도 1의 주회로부중 승압회로부의 제 1 스위칭소자의 스위칭 듀티를 제어하는 펄스폭변조신호를 출력하는 승압회로 제어부의 회로 구성을 보여주는 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of a boost circuit controller for outputting a pulse width modulated signal for controlling a switching duty of a first switching element of a boost circuit of the main circuit unit of FIG. 1.
*도면의 주요부에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1: 승압회로부 1a: 제 1 정류회로부1: booster circuit portion 1a: first rectifier circuit portion
2: 직류-직류 변환부 2a: 인버터부2: DC-
2b: 제 2 정류회로부 3: 직류-직류 변환부 제어부2b: 2nd rectifier circuit part 3: DC-DC conversion part control part
3a: 제 1 모드 결정부 3b: 최대 전력점 추적부3a: first
3c: 기준전류 및 기준전압 발생부3c: reference current and reference voltage generator
3d: 전압 및 전류 차이값 연산부 3d: voltage and current difference calculator
3e: 제 1 비례적분부 3f: 제 1 주파수 제한부3e: first proportional
3g: 제 1 펄스폭변조부 4: 승압회로 제어부3g: first pulse width modulator 4: booster circuit controller
4a: 제 1 감산부 4b: 제 2 비례적분부4a:
4c: 제 2 주파수 제한부 4d: 제 2 모드 결정부4c:
4e: 곱셈부 4f: 제 2 감산부4e:
4g: 제 3 비례적분부 4h: 제 3 주파수 제한부4g: third proportional
4i: 제 2 펄스폭변조부 S1: 상용교류전원4i: second pulse width modulator S1: commercial AC power supply
S2: 태양전지 셀 S3: 배터리S2: solar cell S3: battery
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Cited By (1)
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