KR101241333B1 - An apparatus of monitering a leakage of an electric source and an apparatus of charging an electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 검출기 및 누전 검출 방법이 개시된다. 특히, 본 발명에 따른 누전검출기의 일 예는, 부하에 전력을 공급하는 링크단; 접지와 연결된 각 저항을 상기 링크단과 연결하는 릴레이; 및 누전 검출 요청에 따라 상기 릴레이의 연결을 제어하고, 상기 링크단에서의 누전 여부를 검출하는 제어부;를 포함한다. 여기서, 상기 제어부는, 누전이 검출되면, 상기 링크단에서 부하로 전력 공급을 차단하도록 제어할 수 있다. 그리고 상기 제어부는, 누전 여부 검출이 완료되면, 상기 릴레이를 개방시켜 상기 접지와 연결된 각 저항과 링크단의 연결이 해제되도록 제어할 수 있다.Disclosed herein is a ground fault detector and a ground fault detection method according to an exemplary embodiment of the present invention. In particular, one example of the ground fault detector according to the present invention includes a link stage for supplying power to a load; A relay for connecting each resistor connected to ground with the link terminal; And a control unit controlling the connection of the relay according to a short circuit detecting request and detecting whether a short circuit is present in the link terminal. Here, when the short circuit is detected, the controller may control to cut off power supply from the link terminal to the load. When the short circuit detection is completed, the controller may open the relay to control the connection between each resistor connected to the ground and the link terminal.

Description

누전검출기 및 전기자동차 충전기{An apparatus of monitering a leakage of an electric source and an apparatus of charging an electric vehicle}Leakage Detector and Electric Vehicle Charger {An apparatus of monitering a leakage of an electric source and an apparatus of charging an electric vehicle}

본 발명은 누전 검출에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원의 누전 여부를 검출하는 누전검출기 및 전기자동차 충전기에 관한 것이다.The present invention relates to a ground fault detection, and more particularly, to a ground fault detector and an electric vehicle charger for detecting a ground fault.

전기자동차는 가솔린이나 디젤 자동차보다 먼저 제작되었으나, 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제로 실용화되지 못하다가, 최근 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하는 전기자동차에 대한 관심이 높아지면서 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Although electric cars were manufactured earlier than gasoline or diesel cars, they were not put to practical use due to the heavy weight of batteries and the time required for charging. However, due to the recent depletion of fossil energy and environmental pollution, electric vehicles do not use fossil energy. As interest in electric vehicles increases, studies on this are being actively conducted.

전기자동차(EV; electric vehicle)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 즉, 전기를 동력으로 하여 움직이는 자동차를 말한다. 이러한 전기자동차는 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키기 때문에 배터리 충전을 위해 충전기가 필요하다.An electric vehicle (EV) refers to a vehicle that does not use petroleum fuel and an engine but uses an electric battery and an electric motor, that is, an electric vehicle. Such electric vehicles require a charger to charge the battery because the electric motor is driven by rotating the motor with electricity accumulated in the battery.

전기자동차를 포함하여 전기를 이용함에 있어서 일반적으로 문제가 되는 것이 바로 누전(leakage) 문제이다. 특히나 자동차의 경우에는 차체 새시가 접지에 해당하여 접지로 누전시 감전 위험이 높다. 따라서, 누전 검출은 전기 이용과 관련하여 인명 및 자동차의 소손 방지를 위해서도 중요한 이슈이다. 더불어, 자동차에 전기를 공급하는 전원공급장치는 누전 여부 검출시를 제외하고는 접지와 절연이 잘 이루어져야 한다.A common problem in using electricity, including electric vehicles, is a leakage problem. In particular, in the case of automobiles, the chassis of the body corresponds to ground, so there is a high risk of electric shock when the ground fault occurs. Therefore, short circuit detection is also an important issue for preventing the burnout of human life and automobiles with respect to electricity use. In addition, the power supply for supplying electricity to the vehicle should be well grounded and insulated except when detecting a short circuit.

본 발명의 일 과제는, 전원공급장치의 누전 여부를 검출하는 누전검출기를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a ground fault detector for detecting a ground fault of a power supply device.

본 발명의 다른 과제는, 비접지 계통의 전원공급장치에서 누전 검출 이후에 완벽한 절연을 구현하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to implement perfect insulation after a short circuit detection in a power supply of an ungrounded system.

본 발명의 또 다른 과제는, 상기 누전검출기를 포함한 전기자동차 충전기를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an electric vehicle charger including the ground fault detector.

본 명세서에서는 본 발명에 따른 누전검출기 및 전기자동차 충전기가 개시된다.Disclosed herein is a ground fault detector and an electric vehicle charger according to the present invention.

본 발명에 따른 누전검출기의 일 예는, 부하에 전력을 공급하는 링크단; 접지와 연결된 각 저항을 상기 링크단과 연결하는 릴레이; 및 누전 검출 요청에 따라 상기 릴레이의 연결을 제어하고, 상기 링크단에서의 누전 여부를 검출하는 제어부;를 포함한다.An example of the ground fault detector according to the present invention includes a link stage for supplying power to a load; A relay for connecting each resistor connected to ground with the link terminal; And a control unit controlling the connection of the relay according to a short circuit detecting request and detecting whether a short circuit is present in the link terminal.

여기서, 상기 제어부는, 누전이 검출되면, 상기 링크단에서 부하로 전력 공급을 차단하도록 제어할 수 있다.Here, when the short circuit is detected, the controller may control to cut off power supply from the link terminal to the load.

그리고 상기 제어부는, 누전 여부 검출이 완료되면, 상기 릴레이를 개방시켜 상기 접지와 연결된 각 저항과 링크단의 연결이 해제되도록 제어할 수 있다.When the short circuit detection is completed, the controller may open the relay to control the connection between each resistor connected to the ground and the link terminal.

또한, 상기 제어부는, 상기 릴레이를 링크단과 연결 제어한 후, 누전 검출을 위해 테스트 전력 공급을 요청할 수 있다.In addition, the controller may control the relay connection with the link terminal, and then request test power supply to detect a short circuit.

본 발명에 따른 누전검출기의 다른 예는, 접지와 연결된 각 저항, 상기 각 저항과 부하에 전력을 공급하는 링크단 사이를 연결하고, 입력되는 고전압을 감압하는 감압부; 링크단과 접지 사이의 이득을 얻는 가산부; 및 가산부의 이득으로부터 누전 여부를 판단하는 제어부;를 포함한다.Another example of the earth leakage detector according to the present invention includes: a pressure reducing unit configured to connect each resistor connected to the ground, the respective resistors and a link terminal for supplying power to the load, and to reduce the input high voltage; An adder for obtaining a gain between the link end and ground; And a controller configured to determine whether a short circuit occurs from the gain of the adder.

여기서, 상기 제어부는, 누전이 검출되면, 상기 링크단에서 부하로 전력 공급을 차단하도록 제어할 수 있다.Here, when the short circuit is detected, the controller may control to cut off power supply from the link terminal to the load.

그리고 상기 감압부는, 상기 각 저항과 링크단 사이를 연결을 위한 릴레이를 포함할 수 있다.The decompression unit may include a relay for connecting the resistor and the link terminal.

또한, 상기 제어부는, 누전 검출 요청에 따라 상기 릴레이를 단락하도록 제어하고, 상기 누전 검출 요청에 따라 누전 검출 완료시 상기 릴레이를 개방하도록 제어할 수 있다.The control unit may control to short-circuit the relay according to a short circuit detection request, and control to open the relay when the short circuit detection is completed according to the short circuit detection request.

그리고 상기 제어부는, 상기 릴레이를 링크단과 연결 제어한 후, 누전 검출을 위해 테스트 전력의 공급을 요청할 수 있다.The controller may control the relay connection with the link terminal and request supply of test power to detect a short circuit.

또한, 상기 누전 감출기는, 상기 감압부의 출력 전압의 변화를 방지하는 버퍼부; 상기 제어부의 누전 검출 여부 판단에 따라 디지털 값을 출력하는 출력부;를 더 포함할 수 있다.The earth leakage detector may further include a buffer unit configured to prevent a change in an output voltage of the decompression unit; And an output unit configured to output a digital value according to the determination of whether the controller detects a ground fault.

그리고 상기 가산부는, 상기 링크단과 접지 사이의 전압의 제1 감압값과 링크단과 접지 사이의 전압의 제2 감압값을 더하여 이득을 곱하여 특정 값을 출력할 수 있다.The adder may output a specific value by multiplying a gain by adding a first decompression value of the voltage between the link terminal and the ground and a second decompression value of the voltage between the link terminal and the ground.

본 발명에 따른 전기자동차 충전기의 일 예는, 전력을 공급하는 전력 공급부; 및 공급되는 전력을 이용하여 전기자동차를 충전하고, 충전 과정에서 누전 여부 검출을 위한 누전 검출기를 포함하는 충전부;를 포함하고, 상기 누전 검출기는, 접지와 연결된 각 저항과 부하에 전력 공급을 위한 링크단 사이에 위치하고 상기 각 저항과 링크단의 연결을 제어하는 연결제어수단을 포함하여 상기 링크단의 누전 여부를 검출한다.An example of an electric vehicle charger according to the present invention, the power supply for supplying power; And a charging unit which charges the electric vehicle using the supplied electric power and includes an electric leakage detector for detecting an electric leakage in the charging process, wherein the electric leakage detector includes a link for supplying power to each resistor and load connected to ground. And a connection control means positioned between the stages and controlling the connection of each of the resistors and the link stage to detect whether the link stage is shorted.

여기서, 상기 연결제어수단은, 릴레이를 포함하며, 상기 링크단의 누전 여부 검출 이후에는 상기 각 저항과 링크단의 연결을 해제할 수 있다.Here, the connection control means may include a relay, and after detecting the leakage of the link terminal, the connection between each resistor and the link terminal may be released.

그리고 상기 충전부는, 전기자동차로 전력을 공급하는 충전기; 및 상기 충전기를 제어하는 로컬서버;를 포함할 수 있다.And the charging unit, a charger for supplying power to the electric vehicle; And a local server controlling the charger.

또한, 상기 충전기는, 입력되는 AC 전력을 DC 전력으로 컨버팅하는 컨버터; 컨버팅된 DC 전력을 AC 전력으로 인버팅하는 인버터; 인버팅된 AC 전력을 변압하는 변압기; 및 변압된 AC 전력을 정류하여 DC 전기를 생성하는 정류기;를 포함할 수 있다.The charger may further include a converter for converting input AC power into DC power; An inverter for converting the converted DC power into AC power; A transformer for transforming the inverted AC power; And a rectifier for rectifying the transformed AC power to generate DC electricity.

그리고 상기 누전 검출기는, 상기 연결제어수단을 포함하여 부하에 전력을 공급하는 링크단을 통해 입력되는 고전압을 감압하는 감압부; 링크단과 접지 사이의 이득을 얻는 가산부; 및 가산부의 이득으로부터 누전 여부를 판단하는 제어부; 상기 감압부의 출력 전압의 변화를 방지하는 버퍼부; 상기 제어부의 누전 검출 여부 판단에 따라 디지털 값을 출력하는 출력부;를 포함할 수 있다.The earth leakage detector may include: a pressure reducing unit configured to reduce a high voltage input through a link terminal for supplying power to a load including the connection control means; An adder for obtaining a gain between the link end and ground; And a controller configured to determine whether a short circuit occurs from the gain of the adder. A buffer unit for preventing a change in an output voltage of the decompression unit; And an output unit configured to output a digital value according to whether the controller detects a ground fault.

본 발명에 따르면,According to the present invention,

첫째, 전원공급장치의 누전 검출을 위한 누전검출기를 제공하는 효과가 있다.First, there is an effect of providing a ground fault detector for detecting a ground fault of a power supply.

둘째, 비접지 계통의 전원공급장치에서 누전검출 이후에 완벽한 절연을 구현할 수 있는 효과가 있다.Second, there is an effect that can achieve perfect insulation after the earth leakage detection in the power supply of the non-grounded system.

셋째, 상기 누전검출기를 포함한 전기자동차 충전기를 제공할 수 있는 효과가 있다.Third, there is an effect that can provide an electric vehicle charger including the earth leakage detector.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 충전시스템의 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 누전 검출기를 포함한 충전기의 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 충전 과정의 일 예를 설명하기 위해 도시한 순서도,
도 4와 5는 본 발명에 따른 누전 검출기 회로의 예시를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 6은 도 5의 누전 검출기 회로를 포함한 DC 누전 검출기의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 도면, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 DC 누전 검출기 회로의 상세 동작을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.
1 is a view illustrating an example of an electric vehicle charging system according to the present invention;
2 is a view illustrating an example of a charger including a ground fault detector according to the present invention;
3 is a flowchart illustrating an example of a charging process according to the present invention;
4 and 5 are views for explaining an example of the ground fault detector circuit according to the present invention;
FIG. 6 is a view illustrating a detailed configuration of a DC ground fault detector including the ground fault detector circuit of FIG. 5; and
7 is a flowchart illustrating a detailed operation of the DC ground fault detector circuit according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 다양한 실시예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

본 발명은 누전 검출(leakage detecting or monitering)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기를 생산 또는/및 공급하는 다양한 전기장치에서 누전 여부를 검출하는 누전검출기 및 상기 누전검출기를 포함한 전기자동차 충전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a leak detecting (leakage detecting or monitering), and more particularly to an electric leak detecting device for detecting the electric leak in a variety of electrical devices that produce or / and supply electricity and an electric vehicle charging system including the electric leak detector. will be.

본 명세서에서는 본 발명의 기술사상의 이해를 돕고 설명의 편의를 위해, 전기자동차(EV; Electric Vehicle)의 충전을 위한 DC(직류) 전원을 공급(충전)하는 전기자동차 충전기(EV Charger)(이하 ‘충전기’라 함)에서 누전 여부 검출을 위한 누전검출기 및 누전검출방법을 일 예로 하여 설명한다.In the present specification, for the convenience of description and convenience of description, an EV charger (hereinafter referred to as an EV charger) for supplying (charging) DC (direct current) power for charging an electric vehicle (EV) (hereinafter, referred to as an electric vehicle) may be used. An electrical leak detector and a leakage detection method for detecting a short circuit in the charger will be described as an example.

다만, 전기자동차는 본 발명의 기술사상을 설명하기 위한 일 실시예일뿐, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 청구항과 본 명세서에서 기술되는 본 발명의 기술사상과 동일 또는 유사한 원리를 (유추)적용 또는 응용 가능한 동일 또는 다른 기술 분야의 모든 전기장치에도 미친다고 할 것이다.However, the electric vehicle is only one embodiment for describing the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto. Accordingly, the scope of the present invention will be extended to all electrical devices of the same or different technical fields that can be applied (applied) or applied the same or similar principles as the claims and the technical idea of the present invention described herein.

이하에서는 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예로서 전기자동차의 충전을 위한 충전기의 누전 여부 검출을 위한 누전검출기 및 그 누전검출방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, as described above, a ground fault detector for detecting a ground fault of a charger for charging an electric vehicle and a ground fault detection method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차 충전시스템의 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a view illustrating an example of an electric vehicle charging system according to the present invention.

본 발명에 따른 전기자동차 충전시스템(100)의 일 예는, 전력공급부와 충전기(130)를 포함하여 구성되고, 전기자동차(140)는 충전기(130)를 통해 공급받는 전기를 동력으로 동작한다.An example of the electric vehicle charging system 100 according to the present invention is configured to include a power supply unit and a charger 130, the electric vehicle 140 operates by the power supplied through the charger 130.

이하 본 명세서에서 “전력공급부”라 함은, 일반적으로 전기를 생산 및 공급하는 전력공사와 같은 계통(Grid)과, 상기 계통 이외에 전기를 생산 또는/및 공급할 수 있는 수단을 포함하여 본 발명에 따른 충전기(130)로 전기를 공급할 수 있는 모든 전력 공급원을 포함하는 의미로 사용된다.Hereinafter, in the present specification, the term “power supply unit” generally includes a grid, such as a power corporation that produces and supplies electricity, and means for producing or / and supplying electricity in addition to the grid. It is used to include all power sources capable of supplying electricity to the charger 130.

예를 들어, 충전기(130)는 계통, 상기 계통으로부터 생산된 전기를 공급받아 철도 또는 도시철도에 전기를 공급하는 사업자들 및 소수력(Small Hydropower), 태양광(PhotoVoltaic; PV), 태양열(Solar Thermal), 풍열(Wind Power), 폐기물 에너지(Waste Energy), 바이오 에너지(Bio Energy), 지열(Geo Thermal), 해양 에너지(Ocean Energy) 등과 같은 신재생에너지로부터 발생되는 전기를 공급하는 신재생 에너지 처리시스템 중 적어도 하나 이상이 포함된 전력공급부로부터 전기를 공급받을 수 있다.For example, the charger 130 receives electricity generated from the grid, the grid, and supplies electricity to railroads or urban railways, and small hydropower, photovoltaic (PV), and solar thermal. Renewable energy processing that supplies electricity from renewable energy such as wind power, waste energy, waste energy, bio energy, geothermal and ocean energy. At least one of the systems may be supplied with electricity from a power supply.

또한, 충전기(130)와 전력공급부는, 최근 대두되는 현대화된 전력기술과 정보통신기술의 융합과 복합을 통하여 구현된 차세대 전력시스템 및 이의 관리체제를 의미하는 스마트-그리드(Smart-Grid, 지능형 전력망)와 연계도 가능하다.In addition, the charger 130 and the power supply unit, a smart-grid (intelligent power grid) means a next-generation power system and its management system implemented through the convergence and complex of the modernized power technology and information and communication technology that is emerging recently ) Is also possible.

다만, 이하 본 명세서에서는 본 발명의 이해를 돕고 설명의 편의를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 전력공급부로 계통을 의미하는 1차 전력사업자(110)와 도시철도공사를 의미하는 2차 전력사업자(120)를 이용하는 경우를 도시하고 예로 하여 설명하나, 이외에도 상기 1차 전력사업자(110)와 2차 전력사업자(120) 중 어느 하나만을 이용할 수도 있다.However, in the present specification, for the sake of understanding and convenience of the present invention, as shown in FIG. 1, the primary power service provider 110 and the secondary power service provider meaning urban railway works are shown as a power supply unit. Although the case of using 120 is illustrated and described as an example, only one of the primary power provider 110 and the secondary power provider 120 may be used.

중앙관리서버시스템(125)은, 1차 또는/및 2차 전력사업자(110,120)와 충전기(130)가 서로 연계되도록 관리한다. 특히, 중앙관리서버시스템(125)은 충전기(130)로부터 전력공급요청을 수신하고, 수신된 전력공급요청에 대응하여 1차 또는/및 2차 전력사업자(110,120)에서 충전기(130)로 전력이 공급되도록 한다. 이 과정에서 중앙관리서버시스템(125)은 1차 또는/및 2차 전력사업자(110,120)와 충전기(130) 사이에서 전력 공급/수신을 위한 통신 프로토콜 등 필요한 모든 인프라를 지원 및 제공할 수 있다.The central management server system 125 manages the primary and / or secondary power providers 110 and 120 and the charger 130 to be connected with each other. In particular, the central management server system 125 receives the power supply request from the charger 130, the power is supplied from the primary or / and secondary power providers (110, 120) to the charger 130 in response to the received power supply request To be supplied. In this process, the central management server system 125 may support and provide all necessary infrastructure such as a communication protocol for supplying / receiving power between the primary and / or secondary power providers 110 and 120 and the charger 130.

충전기(130)는, 중앙관리서버시스템(125)과 통신하는 로컬서버(132)와 연결된 전기자동차(140)에 전력을 공급하는 급속충전기(133)를 포함한다. 이때, 충전기(130)는 상황에 따라 전력 수급/공급을 제어하기 위해 스마트 미터(smart meter)(131)를 더 포함할 수 있다. 특히, 상기 스마트 미터(131)는 전술한 스마트-그리드 환경에서 전력의 수급/공급 정도, 과금 관련 정보 등에 기초하여 전력 수급/공급을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.The charger 130 includes a rapid charger 133 for supplying power to the electric vehicle 140 connected to the local server 132 communicating with the central management server system 125. In this case, the charger 130 may further include a smart meter 131 to control power supply / supply according to a situation. In particular, the smart meter 131 can more precisely control the power supply / supply based on the supply / demand of the power, charging related information, etc. in the above-described smart-grid environment.

로컬서버(132)는, 전력공급부와 전기자동차(140) 사이에서 각각에 필요한 정보를 수집, 전달 및 그에 기초하여 다양한 제어 동작이 이루어질 수 있도록 인프라를 제공한다. 예를 들어, 로컬서버(132)는 급속충전기(133)가 전기자동차(140)와 연결된 경우에는, 전기자동차(140)로부터 부가정보를 수신한다. 로컬서버(132)는 수신된 부가정보에 기초하여 필요한 전력의 공급을 전력공급부에 요청한다. 상기 부가정보에는 과금을 위한 정보도 포함되는데, 로컬서버(132)는 전기자동차(140)로부터 수신된 과금을 위한 정보를 스마트 미터(131) 정보에 기초하여 전력 공급 양 대비 요금을 산출하여 디스플레이하는 등 직접 처리할 수도 있으며, 필요한 경우에는 외부 서버(미도시)로 해당 정보를 전송 후에 처리할 수도 있다. 또한, 로컬서버(132)는 상기한 정보를 중앙관리서버시스템(125)로 전송하여 과금 정보를 수신하여 디스플레이할 수도 있다.The local server 132 collects, transmits, and provides various infrastructures based on the information required between the power supply unit and the electric vehicle 140. For example, when the rapid charger 133 is connected to the electric vehicle 140, the local server 132 receives additional information from the electric vehicle 140. The local server 132 requests the power supply unit to supply necessary power based on the received additional information. The additional information includes information for charging, and the local server 132 calculates and displays the charge for the amount of power supply based on the information of the smart meter 131 for the charging information received from the electric vehicle 140. Etc. may be directly processed, and if necessary, the information may be processed after transmission to an external server (not shown). In addition, the local server 132 may transmit the above information to the central management server system 125 to receive and display the charging information.

급속충전기(133)는, 전기자동차(140)에 구비된 인넷(innet)과 직접 연결되어 전력을 공급하는 커넥터(connector)로 커플러(coupler)를 구비하여, 상기 인넷과 커플러의 연결을 통해 전기자동차(140)의 정보를 로컬서버(132)로 전달하고, 전달된 정보에 기초하여 전력공급부를 통해 수급되는 전력을 상기 커플러를 통해 해당 전기자동차(140)로 공급하여 전기자동차(140)의 배터리에 충전한다. 본 발명과 관련하여, 충전기(133)와 전기자동차(140) 사이의 충전 과정에 관한 보다 상세한 설명은 후술한다.The rapid charger 133 is provided with a coupler as a connector that is directly connected to the innet provided to the electric vehicle 140 to supply power, and the electric vehicle is connected through the connection of the innet and the coupler. The information of the 140 is transmitted to the local server 132, and the electric power supplied through the power supply unit is supplied to the electric vehicle 140 through the coupler based on the transmitted information to the battery of the electric vehicle 140. To charge. In connection with the present invention, a more detailed description of the charging process between the charger 133 and the electric vehicle 140 will be described later.

이하에서는 본 발명에 따른 누전검출기를 포함한 충전기(130)의 상세 구성을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration of the charger 130 including the ground fault detector according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 누전 검출기를 포함한 충전기의 일 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.2 is a view illustrating an example of a charger including a ground fault detector according to the present invention.

본 발명에 따른 충전기(130)는, AC 전원(210)으로부터 전력을 공급받아 이를 DC 전기로 변환하여 전기자동차(140)에 충전한다. 상기에서 AC 전원(210)은 전술한 도 1의 1차 전력사업자(110)와 2차 전력사업자(120) 중 적어도 하나 이상을 포함한 전력공급부를 의미한다.The charger 130 according to the present invention receives electric power from the AC power source 210, converts it into DC electricity, and charges the electric vehicle 140. In the above, the AC power source 210 refers to a power supply unit including at least one or more of the first and second power providers 110 and 120 of FIG. 1.

도 2를 참조할 때, 본 발명에 따른 충전기의 일 예는, 컨버터(converter)(226), 인버터(inverter)(228), 변압기(transformer)(230), 정류기(rectifier)(232) 및 누전 검출기(224,236)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, an example of a charger according to the present invention includes a converter 226, an inverter 228, a transformer 230, a rectifier 232, and a short circuit. And detectors 224 and 236.

AC 누전 차단기(224)는, AC 전원(210)이 충전기(130)로 입력되는 과정에서 누전 여부를 검출하고, 누전 발생시 상기 AC 전원(210)의 충전기9130)의 공급을 차단한다.The AC leakage breaker 224 detects whether a short circuit occurs while the AC power supply 210 is input to the charger 130, and cuts off the supply of the charger 9130 of the AC power supply 210 when a short circuit occurs.

컨버터(226)는, 전력공급부에서 공급되는 AC 전원을 DC 전원으로 컨버팅(converting)한다.The converter 226 converts AC power supplied from the power supply to DC power.

인버터(228)는, 컨버터(226)에서 컨버팅된 DC 전원을 다시 AC 전원으로 인버팅한다.The inverter 228 inverts the DC power converted in the converter 226 back to the AC power.

변압기(230)는, 전력공급부와 충전기(130)의 전기차를 전기적으로 절연시키기 위한 것으로, 입력되는 인버팅된 AC 전원을 원하는 전압으로 변압한다.The transformer 230 is to electrically insulate the electric vehicle of the power supply unit and the charger 130, and converts the inverted AC power input to a desired voltage.

상술한 컨버터(226), 인버터(228) 및 변압기(230)는 전력공급부와 충전기(130) 사이의 전력 수급/공급 방식의 차이로 인해 이를 조정하기 위한 것으로, 필요에 따라 일부 구성이 생략되거나 추가될 수도 있다.The above-described converter 226, inverter 228 and transformer 230 is to adjust this due to the difference in the power supply / supply method between the power supply and the charger 130, some components are omitted or added as necessary May be

정류기(232)는, 변압된 AC 전원을 정류하여 원하는 DC 전기로 생성한다.The rectifier 232 rectifies the transformed AC power to generate desired DC electricity.

DC 누전 차단기(236)는, 정류기(232)에서 정류된 DC 전기가 전기자동차(140)로 공급되는 과정에서 누전 여부를 검출하고, 누전 발생시 충전기(130)와 전기자동차(140)가 전기적으로 차단한다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 이하 해당 부분에서 보다 상세하게 설명하고, 여기서는 생략한다.The DC leakage breaker 236 detects whether a short circuit occurs in the process of supplying the DC electricity rectified by the rectifier 232 to the electric vehicle 140, and electrically disconnects the charger 130 and the electric vehicle 140 when a short circuit occurs. do. A more detailed description thereof will be described in more detail below, and will be omitted here.

이하에서는 전력공급부로부터 수급받은 전력을 충전기(130)에서 전기자동차(140)로 공급하여 상기 전기자동차의 배터리를 충전하는 과정에 대해 설명한다. 이러한 충전 과정 중에 본 발명에 따른 누전 여부 검출 과정 역시 포함되는바, 상기 충전 과정과 함께 본 발명을 설명한다.Hereinafter, a process of charging the battery of the electric vehicle by supplying power received from the power supply unit from the charger 130 to the electric vehicle 140 will be described. Among such a charging process, a short-circuit detection process according to the present invention is also included, and the present invention will be described together with the charging process.

도 3은 본 발명에 따른 충전 과정의 일 예를 설명하기 위해 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an example of a charging process according to the present invention.

본 발명에 따라 충전기(130)에서 전기자동차(140)로 충전하는 과정의 일 예를 설명하면, 다음과 같다. 다만, 이하에서는 전력공급부에서 충전기(130)까지의 전력공급과정에 대한 상세한 설명은 전술한 내용을 원용하고, 여기서는 생략한다.An example of a process of charging the electric vehicle 140 from the charger 130 according to the present invention will be described below. However, hereinafter, the detailed description of the power supply process from the power supply unit to the charger 130 uses the above description, and will be omitted here.

충전기(130)와 전기자동차(140) 사이의 충전 과정은, 충전기(130)와 전기자동차(140)의 결합에 의해 시작된다. 즉, 충전기(130)의 커플러를 전기자동차(140)의 인넷에 결합하여 두 기기가 연결(S310)되면서 시작된다. The charging process between the charger 130 and the electric vehicle 140 is started by the combination of the charger 130 and the electric vehicle 140. That is, the coupler of the charger 130 is coupled to the internet of the electric vehicle 140 and starts with the two devices connected (S310).

여기서, 충전기(130)의 커플러와 전기자동차(140)의 인넷은, 관련 규격에 의해 정해진 바에 따라 다수 개의 단자가 구비될 수 있다. 예를 들어, 충전기(130)의 커플러는, 전기자동차(140)에 전기 공급을 위한 전기공급단자는 기본적으로 구비되어야 하며, 충전 과정에 필요한 신호 수신 및 공급을 위한 부가 단자가 더 구비될 수 있다. 이러한 부가 단자로는 예를 들어, 접지 단자(ground terminal), 충전 시작/중단 단자(charger start/stop terminal), 연결 체크 단자(connection check terminal) 및 CAN 통신 터미널(Controller Area Network terminal) 등이 포함될 수 있다. 상기에서 CAN 통신은 기기 간에 병렬 연결로 데이터를 주고 받는 통신 프로토콜의 일종이다.Here, the coupler of the charger 130 and the internet of the electric vehicle 140 may be provided with a plurality of terminals as determined by the relevant standards. For example, the coupler of the charger 130, the electric supply terminal for supplying electricity to the electric vehicle 140 should be basically provided, and an additional terminal for receiving and supplying signals necessary for the charging process may be further provided. . Such additional terminals include, for example, a ground terminal, a charge start / stop terminal, a connection check terminal, and a CAN area controller. Can be. CAN communication is a kind of communication protocol for transmitting and receiving data through parallel connection between devices.

S310 단계에서 설명한 바와 같이, 충전기(130)의 커플러가 전기자동차(140)의 인넷에 연결되면, 충전기(130)와 전기자동차(140)는 각각 서로를 인식한다(S320,S330). 즉, 충전기(130)의 커플러와 전기자동차(140)의 인넷은 서로 신호 단자를 통해 송수신되는 신호에 포함된 식별자 정보를 이용하여 서로의 연결을 인식할 수 있다.As described in step S310, when the coupler of the charger 130 is connected to the internet of the electric vehicle 140, the charger 130 and the electric vehicle 140 recognize each other (S320, S330). That is, the coupler of the charger 130 and the internet of the electric vehicle 140 may recognize each other's connection by using identifier information included in signals transmitted and received through signal terminals.

S320 내지 S330 단계를 통해 충전기(130)와 전기자동차(140)가 서로 인식되면, 실질적인 충전 과정의 시작에 앞서, 충전기(130)의 상태 예를 들어, 본 발명에 따라 충전기(130)에 이상이 없는지 즉, 누전위험이 있는지 판단하여야 한다(S340). 만약 누전 여부를 제대로 확인하지 않고, 전력공급부로부터 충전기(130)를 거쳐 전기자동차(140)로 고전압의 전기를 공급하면, 누전으로 인해 인명 또는 전기자동차의 소손 위험이 발생한다. 따라서, 이러한 문제를 미연에 방지하기 위해서는 실질적으로 전기자동차(140)에 전력을 공급하기 전에 우선 누전 여부에 대한 확인이 우선되어야 한다.When the charger 130 and the electric vehicle 140 are recognized through the steps S320 to S330, prior to the start of the actual charging process, the state of the charger 130, for example, an abnormality in the charger 130 according to the present invention. That is, it is determined whether there is a risk of leakage (S340). If a short circuit is not properly checked, and a high voltage of electricity is supplied from the power supply unit to the electric vehicle 140 through the charger 130, the risk of human or electric vehicle burnout may occur due to the short circuit. Therefore, in order to prevent such a problem in advance, it is necessary to first check whether or not a short circuit occurs before supplying power to the electric vehicle 140.

관련하여, 충전기(130)는 자체적으로 발생시킨 테스트 전압을 이용하여 누전 여부를 검출할 수 있다.In this regard, the charger 130 may detect whether a short circuit occurs by using a test voltage generated by itself.

전술한 S340 단계에서의 누전 위험 판단을 위한 누전 검출기에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 다음과 같다.Referring to the leak detector for determining the risk of leakage at step S340 described above in detail with reference to the accompanying drawings, as follows.

도 4와 5는 본 발명에 따른 누전 검출기 회로의 예시를 설명하기 위해 도시한 도면이다.4 and 5 are diagrams for explaining an example of the ground fault detector circuit according to the present invention.

일반적으로 누전 또는 누설(leakage)이라 함은, 절연되도록 설계된 시스템에서 절연이 파괴되면서 흐르지 말아야 할 곳으로 전기가 흐르는 현상을 말한다.Generally, leakage or leakage refers to a phenomenon in which electricity flows to a place that should not flow with insulation broken in a system designed to be insulated.

도 4(a)와 (b)는 비접지 계통에서 누전 검출기를 설명하기 위해 도시한 것으로, 도 4(a)는 절연된 경우를, 그리고 도 4(b)는 비절연된 경우를 의미한다.4 (a) and 4 (b) illustrate the ground fault detector in an ungrounded system, and FIG. 4 (a) shows an insulated case and FIG. 4 (b) shows a non-insulated case.

전기자동차(140) 및 충전기(130)는, 전력을 공급하는 전력 계통(DC 링크단, Vout,dc)과 접지(Ground)가 절연되어야 한다. 여기서, 전기자동차의 접지는 차체 새시에 해당하여 접지로 누전시 감전 위험이 높아 인명 또는 전기자동차의 소손 위험이 있다.The electric vehicle 140 and the charger 130 should be insulated from a power system (DC link terminal, Vout, dc) that supplies power and ground. In this case, the grounding of the electric vehicle corresponds to the chassis of the chassis, and therefore, there is a high risk of electric shock when a short circuit occurs in the ground.

누전 여부는, 절연된 DC 링크 사이에 동일한 저항을 연결하고, 각 저항을 접지에 연결한 후, DC 링크단의 (+)단자와 접지 그리고 (-)단자와 접지 사이에 인가된 전압을 측정 비교하여 검출할 수 있다. 즉, 저항에 인가된 전압을 비교한다. 여기서, 두 저항값이 동일한 경우, 동일 전압(Vout,dc/2)이 형성된다.For a short circuit, connect the same resistors between the isolated DC links, connect each resistor to ground, and then compare the voltages applied between the positive and ground terminals and the negative and ground terminals of the DC link terminals. Can be detected. That is, compare the voltage applied to the resistor. Here, when the two resistance values are the same, the same voltage (Vout, dc / 2) is formed.

그러나 만약 도 4(b)와 같이 절연이 파괴되면, 파괴된 (+)단자와 접지 사이에 전류의 경로에 의한 저항 R3가 추가되어 저항값이 기존 저항값 R1과 R3의 병렬값인 (R1//R3)로 변하며, 두 전압의 값(Vout,dc*R2/{R2+(R1//R3)}, Vout,dc* (R1//R3)/{R2+(R1//R3)})이 차를 발생하게 된다.However, if the insulation is broken as shown in FIG. / R3), the difference between the two voltages (Vout, dc * R2 / {R2 + (R1 // R3)}, Vout, dc * (R1 // R3) / {R2 + (R1 // R3)}) Will occur.

이와 같이, 도 4(a)와 (b)의 경우에는, 본 발명과 관련하여 누전 검출을 위해 저항을 접지에 연결하므로 절연을 고의로 파괴하여야 하는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 높은 전압이 인가되므로 DC 링크단에 설치되는 저항의 저항값이 커야 하나, 이의 정밀도가 상대적으로 낮아 정확한 전압차를 측정하기 어려울 수 있다.As described above, in the case of FIGS. 4A and 4B, the insulation may be intentionally broken because the resistor is connected to the ground in order to detect a short circuit. In addition, since a high voltage is applied, the resistance value of the resistor installed in the DC link terminal should be large, but its precision may be relatively low, and thus it may be difficult to accurately measure the voltage difference.

따라서, 누전 여부 검출시에 오류가 발생할 수 있다. 이는 누전이 발생함에도 누전을 검출하지 못하거나 누전이 발생하지 않음에도 누전으로 검출할 수 있어 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있으며, 그로 인한 손실이 발생할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 누전 검출시를 제외하고는 DC 링크단은 절연되어야 하는바, 이러한 점에도 문제가 있을 수 있다.Therefore, an error may occur when detecting a short circuit. This means that even if a short circuit occurs, a short circuit may not be detected or a short circuit may be detected as a short circuit, thereby reducing reliability, and thus a loss may occur. In addition, except when detecting a short circuit, the DC link terminal must be insulated, which may be problematic.

이에 따라 본 발명에서는 도 5와 같이, 누전검출기를 구성함으로써, 누전 여부 검출과 관련하여 오류 발생을 미연에 방지하고, 누전검출시 이외에 DC 링크단에 절연의 손상이 발생하지 않도록 하고자 한다.Accordingly, in the present invention, as shown in Fig. 5, by configuring the ground fault detector, it is possible to prevent the occurrence of an error in connection with the ground fault detection, and to prevent the damage of the insulation in the DC link stage other than the ground fault detection.

즉, 도 4(a)와 같이 구성된 누전검출 회로에서 접지에 연결된 각 고저항과 DC 링크단 사이에 릴레이(610,620)를 포함시키고자 한다.That is, in the ground fault detection circuit configured as shown in FIG. 4 (a), it is intended to include relays 610 and 620 between each high resistance connected to the ground and the DC link terminal.

만약 전술한 S320 내지 230 단계를 거치고 S340 단계에 진입하면, 실질적인 충전 과정을 수행에 앞서, 누전 확인 요청이 수신되면, 제어 신호에 따라 릴레이(610,620)를 닫는다. 즉, 릴레이(610,620)를 단락(short)시켜 도 4(a)와 같이 회로를 구성함으로써 누전 여부를 검출하여 충전기의 누전 여부를 확인한다(S340).If after entering the above step S320 to 230 and enters step S340, prior to performing the actual charging process, if a short circuit check request is received, the relay (610, 620) is closed in accordance with the control signal. That is, by shorting the relays 610 and 620 and configuring a circuit as shown in FIG. 4A, a short circuit is detected and a short circuit of the charger is checked (S340).

S340 단계에서, 누전 여부 확인 결과, 만약 충전기에 누전이 없으면, 해당 충전기(130)는 안전하므로 전기자동차(14)로 전력을 공급하기 위한 실질적인 충전 과정을 시작을 알리는 즉, 충전 과정을 허용하는 충전기 안전 선언을 한다(S350). In step S340, as a result of a short circuit check, if there is no short circuit in the charger, the charger 130 is safe, thus informing the start of the actual charging process for supplying power to the electric vehicle 14, that is, the charger allowing the charging process. Make a safety declaration (S350).

S350 단계에서, 충전기 안전 선언이 이루어지면, 충전기(130)는 이제 전력공급부에서 수급한 전력이 전기자동차(140)로 공급되도록 허용(S360)하고, 충전 명령을 한다(S370). 이러한 충전 명령은 전압 및 전류 명령값을 전달함으로써 대신할 수 있다.In step S350, when the charger safety declaration is made, the charger 130 now allows power supplied from the power supply unit to the electric vehicle 140 (S360), and orders a charging (S370). These charge commands can be replaced by passing voltage and current command values.

충전기(130)는 전기자동차(140)에 전달된 전압 및 전류 명령값을 생성하여 DC 전기를 공급하여 상기 전기자동차(140)의 배터리를 충전시킨다(S380).The charger 130 generates a voltage and current command value delivered to the electric vehicle 140 to supply DC electricity to charge the battery of the electric vehicle 140 (S380).

여기서, 충전기(130)는, 누전 검출기 회로는 DC 배전망과 같이 항상 동작하는 것이 아니므로 S350 단계 내지 S360 단계 중 어느 단계에서 기단락시켰던 릴레이(510,520)를 다시 개방(open)한다.Here, since the ground fault detector circuit does not always operate like the DC power distribution network, the charger 130 reopens the relays 510 and 520, which have been short-circuited at any of steps S350 to S360.

또한, 상기에서 충전 개시 후 누전이 검출되면, 충전을 바로 정지하여야 한다.In addition, when a short circuit is detected after the start of charging, charging should be stopped immediately.

따라서, 본 발명에 따를 경우, 누전검출 후 릴레이(510,520)가 개방되면, 비접지 계통의 완벽한 절연을 구현할 수 있어 누전검출기에 의한 절연의 손상은 전혀 없게 된다.Therefore, according to the present invention, if the relays 510 and 520 are opened after the earth leakage detection, perfect insulation of the non-grounded system can be realized, and thus there is no damage to the insulation by the earth leakage detector.

도 6은 도 5의 누전 검출기 회로를 포함한 DC 누전 검출기의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed configuration of a DC ground fault detector including the ground fault detector circuit of FIG. 5.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 DC 누전 검출기의 일 예는, 감압부(610), 가산부(630) 및 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 DC 누전 검출기는 버퍼부(620), 절대값 변환부(640) 및 출력부(650)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도 5에서 부하(430)는 예를 들어, 도 6의 감압부(610) 이하의 구성 즉, 버퍼부(620) 내지 출력부(650)가 될 수도 있고, 전기자동차(140)의 배터리가 될 수도 있다.Referring to FIG. 6, an example of the DC ground fault detector according to the present invention includes a decompression unit 610, an adder 630, and a controller. The DC ground fault detector may further include a buffer unit 620, an absolute value converter 640, and an output unit 650. In addition, in FIG. 5, the load 430 may be, for example, a configuration under the pressure reducing unit 610 of FIG. 6, that is, the buffer unit 620 to the output unit 650, and the battery of the electric vehicle 140. It can also be

감압부(610)는, 부하에 전력공급을 위한 DC 링크단의 고전압을 직접 처리하기 어려우므로 누전 여부 검출을 위해 필요한 정도의 전압으로 감압한다. 여기서, 상기에서 누전 여부 검출을 위해 필요한 정도의 전압이라 함은 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, R2/R1 및 R3/R4의 비를 생각하여 각 저항을 적당한 정도의 비가 형성될 수 있도록 구성하여 결정할 수 있다. 본 명세에서는 예를 들어, R1과 R4를 10메가옴(10MΩ), R2와 R3를 100킬로옴(KΩ)의 하여 그 비가 0.01로 하는 것을 예로 하여 설명한다. 따라서, 저항의 비가 상기와 같이, 0.01이 되면, 감압부(610) 이전의 고전압(예를 들어, 100V)이 저전압(1V)로 감압이 된다. 또한, 본 발명에 따라 감압부(610)는, 링크단과 접지 사이에 연결된 저항(R1과 R4)과 상기 링크단(Vdd,Vee) 사이에 위치하여는 상기 저항과 링크단을 연결/해제하는 릴레이(612,614)를 포함한다.Since the pressure reduction unit 610 is difficult to directly process the high voltage of the DC link terminal for supplying power to the load, the pressure reduction unit 610 reduces the voltage to a degree necessary for detecting a short circuit. Here, the voltage required to detect the short circuit in the above is, for example, as shown in Figure 6, considering the ratio of R2 / R1 and R3 / R4, the ratio of each resistance can be formed to an appropriate degree. Can be configured to determine. In the present specification, for example, R1 and R4 are 10 megohms (10 MΩ), and R2 and R3 are 100 kiloohms (KkHz), and the ratio thereof is described as an example. Therefore, when the ratio of the resistance is 0.01 as described above, the high voltage (for example, 100 V) before the pressure reducing unit 610 is reduced to the low voltage (1 V). In addition, according to the present invention, the decompression unit 610 is located between the resistors R1 and R4 connected between the link terminal and the ground and the link terminals Vdd and Vee to connect / disconnect the resistor and the link terminal. (612,614).

버퍼부(620)는, 감압부(610)의 전압을 읽는 제어부의 입력 회로가 낮은 임피던스를 가질 경우에 감지 전압이 변할 수 있는바, 이를 방지하기 위해 고임피던스 입력을 구현하기 각 링크단의 출력을 버퍼와 연결한다.The buffer unit 620 may change the sensed voltage when the input circuit of the controller that reads the voltage of the decompression unit 610 has a low impedance. In order to prevent this, the output of each link stage may be implemented. To the buffer.

가산부(630)는, 감압된 링크단과 접지 사이의 이득(gain)을 획득한다. 즉, DC 고전압부(Vdd)와 접지 사이의 전압의 제1 감압값과 DC 고전압부(Vee)와 접지 사이의 전압의 제2 감압값을 더하여 이득을 곱한다. 일반적으로 누전이 발생하지 않으면, 상기 곱해진 이득의 값이 0이 나와야 하나, 누전이 발생하면 상기 제1 감압값과 제2 감압값의 전압차로 인해 상기 곱해진 이득의 값 즉, 가산부(630)의 출력이 0이 아닌 특정값을 가지게 된다.The adder 630 obtains a gain between the decompressed link terminal and ground. That is, the gain is multiplied by adding the first reduced pressure value of the voltage between the DC high voltage portion Vdd and the ground and the second reduced pressure value of the voltage between the DC high voltage portion Vee and the ground. In general, when a short circuit does not occur, the multiplied gain value should be 0. However, when a short circuit occurs, the multiplied gain value, that is, the adder 630 due to the voltage difference between the first decompression value and the second decompression value. ) Will have a non-zero specific value.

절대값 변환부(640)는, (+)값과 (-)값의 가산기의 출력 값을 절대값으로 변환한다.The absolute value conversion unit 640 converts the output value of the adder of the (+) value and the (-) value into an absolute value.

출력부(650)는, 절대값 변환부(640)의 아날로그 값을 특정한 디지털 값 즉, 0과 1로 변환하는데, 가산부(630)의 출력값에 기초하여 누전이 검출되면 1 그렇지 않고 누전이 검출되지 않으면 0을 출력한다.The output unit 650 converts the analog value of the absolute value converting unit 640 into a specific digital value, that is, 0 and 1. If a short circuit is detected based on the output value of the adder 630, a short circuit is detected. If not, output 0.

제어부는, 감압부(610)를 제어하여 누전 검출 요청시에 릴레이(612,614)가 각각 DC 고전압부(Vdd)와 R1 사이 및 DC 고전압부(Vee)와 R4 사이를 연결 즉, 단락되도록 제어한다. The controller controls the decompression unit 610 such that the relays 612 and 614 are connected between the DC high voltage unit Vdd and R1 and between the DC high voltage unit Vee and R4, that is, a short circuit, when the short circuit detection request is made.

제어부는, 가산부(630)의 출력으로부터 누전 여부를 판단한다. 여기서, 제어부는, 상기 가산부(630)의 출력으로부터 판단된 누전 여부 결과에 따라 누전이 검출된 경우에는 출력부(650)에서 1을 출력하도록 하여 충전 과정이 더 이상 진행되지 않고 중단되도록 제어한다. 다만, 제어부는 상기 가산부(630)의 출력으로부터 판단된 누전 여부 결과에 따라 누전이 검출되지 않은 경우에는 출력부(650)에서 0을 출력하도록 하고, 감압부(610)에서 누전 검출을 위해 연결되도록 제어하였던 각 릴레이(612,614)의 연결이 해제되도록 제어한다.The control unit determines whether a short circuit occurs from the output of the adder 630. In this case, when the short circuit is detected according to the result of the short circuit determined from the output of the adder 630, the controller outputs 1 at the output unit 650 to control the charging process to stop without further progress. . However, the controller is configured to output 0 at the output unit 650 when a short circuit is not detected according to the result of the short circuit determined from the output of the adder 630, and is connected to detect the short circuit at the pressure reducing unit 610. The relays 612 and 614 are controlled to be disconnected.

도 7은 본 발명에 따른 DC 누전 검출기 회로의 상세 동작을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a detailed operation of the DC ground fault detector circuit according to the present invention.

도 7은 전술한 도 3의 과정에서 S340 내지 S350 단계의 보다 상세 과정을 설명하는 순서도로서, 상기 도 3의 S340 단계와 S350 단계는 각각 도 7에서 S710 단계와 S770 단계에 해당한다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a more detailed process of steps S340 to S350 in the above-described process of FIG. 3. Steps S340 and S350 of FIG. 3 correspond to steps S710 and S770 in FIG. 7, respectively.

즉, 우선 충전기(130)의 누전 확인 요청이 수신되면(S710), DC 누전 검출 회로를 DC 계통에 연결한다(S720). 상기와 같이, DC 누전 검출기 회로를 DC 계통에 연결하기 위해, 제어부는 감압부(610)의 릴레이(612,614)를 연결 제어하여 DC 누전 검출기가 DC 계통과 연결되도록 한다.That is, first, when an electric leakage checking request of the charger 130 is received (S710), the DC electric leakage detecting circuit is connected to the DC system (S720). As described above, in order to connect the DC ground fault detector circuit to the DC system, the control unit controls the relays 612 and 614 of the decompression unit 610 so that the DC ground fault detector is connected to the DC system.

이후 DC 계통에 연결된 DC 누전 검출기 회로는, 누전 여부 검사를 위해 충전기를 테스트 동작시켜 전압을 형성한다(S730). 이렇게 형성된 전압은 제어부의 제어에 따라 감압부(610)를 거쳐 DC 누전 검출을 위해 필요한 정도로 감압되고, 버퍼부(620)를 거쳐 가산부(630)로 입력된다.Afterwards, the DC ground fault detector circuit connected to the DC system forms a voltage by test-operating the charger to check a ground fault (S730). The voltage formed as described above is decompressed to the extent necessary to detect the DC short circuit via the decompression unit 610 and is input to the adder 630 via the buffer unit 620.

제어부는 가산부(630)에서 DC 계통의 전압값의 차에 근거하여 계산된 이득값으로부터 DC 누전 검출 및 충전기의 안전 여부를 확인한다(S740).The control unit adds the DC leakage detection and the safety of the charger from the gain value calculated based on the difference between the voltage values of the DC system in step S630 (S740).

이후 제어부는 충전기의 테스트 동작을 정지 요청하고(S750), 판단 결과 누전이 검출되지 않으면 상기 누전 검출을 위해 DC 계통과 연결을 위해 단락시켰던 릴레이를 개방시켜 연결을 해제한다(S760).Thereafter, the control unit requests to stop the test operation of the charger (S750), and if the short circuit is not detected as a result of the determination, releases the connection by opening a relay shorted for connection with the DC system for detecting the short circuit (S760).

이후 제어부는 충전기에 누전이 검출되지 않음에 따라 안전을 선언하여(S770), 충전기에서 전기자동차로 전력을 공급하도록 제어한다.After that, the control unit declares safety as no short circuit is detected in the charger (S770), and controls to supply power from the charger to the electric vehicle.

따라서, 본 발명에 따르면, 누전 검출을 위해 고의로 절연을 파괴하는 등 별도의 구성 요소 없이도 간단하게 릴레이를 제어함으로써 고의 절연 등에 의한 회로의 안정성 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 신속 정확한 누전 검출 판단뿐만 아니라 회로의 효율성도 높이는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, by simply controlling the relay without a separate component such as deliberately destroying the insulation for detecting a short circuit, it is not only possible to prevent the stability problem of the circuit due to intentional insulation, etc. It also increases the efficiency of the circuit.

이상 상술한 본 발명에 따른 DC 누전 검출기는 전기자동차를 충전하는 충전기에 포함되는 것을 예로 하여 설명하였다. 다만, 이는 일실시예로서, 전술한 바와 같이, 전원의 충전 시스템이 구비되고 누전 여부 검출이 필요한 모든 분야에 하나의 리소스(resource)로서 본 발명에 따른 누전 검출 회로가 이용 또는 적용 가능하다. As described above, the DC ground fault detector according to the present invention is included in a charger for charging an electric vehicle. However, as an embodiment, as described above, the earth leakage detection circuit according to the present invention may be used or applied as a resource to all fields in which a power supply charging system is provided and the earth leakage detection is required.

상기 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the present invention is not limited to the above embodiment, various modifications are possible, and various embodiments of the technical idea are all protected by the present invention. It belongs to the scope.

130: 충전기 131: 스마트 미터
132: 로컬서버 133: 급속충전기
610: 감압부 612,614: 릴레이
620: 버퍼부 630: 가산부
640: 절대값 변환부 650: 출력부
130: charger 131: smart meter
132: local server 133: fast charger
610: pressure reduction unit 612, 614: relay
620: buffer unit 630: the adder
640: absolute value conversion unit 650: output unit

Claims (17)

부하에 전력을 공급하는 링크단;
접지와 연결된 각 저항을 상기 링크단과 연결하는 릴레이;
부하에 전력을 공급하는 링크단을 통해 입력되는 고전압을 감압하는 감압부;
링크단과 접지 사이의 이득을 얻는 가산부;
상기 감압부의 출력 전압의 변화를 방지하는 버퍼부;
누전 검출 요청에 따라 상기 릴레이의 연결을 제어하고, 상기 가산부의 이득으로부터 링크단에서의 누전 여부를 검출하는 제어부; 및
상기 제어부의 누전 검출 여부 판단 결과에 따른 디지털 값을 출력하는 출력부;를 포함하는 누전 검출기.
A link stage for supplying power to the load;
A relay for connecting each resistor connected to ground with the link terminal;
A decompression unit for depressurizing a high voltage input through a link terminal for supplying power to a load;
An adder for obtaining a gain between the link end and ground;
A buffer unit for preventing a change in an output voltage of the decompression unit;
A control unit which controls the connection of the relay according to a short circuit detecting request and detects whether a short circuit exists in a link terminal from the gain of the adding unit; And
And an output unit configured to output a digital value according to a result of determining whether the control unit detects a short circuit.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
누전이 검출되면, 상기 링크단에서 부하로 전력 공급을 차단하도록 제어하는 누전 검출기.
The method of claim 1,
The control unit,
And a short circuit detector controlling to cut off power supply from the link terminal to a load when a short circuit is detected.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
누전 여부 검출이 완료되면, 상기 릴레이를 개방시켜 상기 접지와 연결된 각 저항과 링크단의 연결이 해제되도록 제어하는 누전 검출기.
The method of claim 1,
The control unit,
And a ground fault detector, when the ground fault detection is completed, controlling the connection of each resistor and the link terminal connected to the ground to be disconnected by opening the relay.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 릴레이를 링크단과 연결 제어한 후, 누전 검출을 위해 테스트 전력 공급을 요청하는 누전 검출기.
The method of claim 3,
The control unit,
A ground fault detector requesting a test power supply to detect a ground fault after controlling the relay with the link terminal.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 전력을 공급하는 전력 공급부; 및
공급되는 전력을 이용하여 전기자동차를 충전하고, 충전 과정에서 누전 여부 검출을 위한 누전 검출기를 포함하는 충전부;를 포함하고,
상기 누전 검출기는,
접지와 연결된 각 저항과 부하에 전력 공급을 위한 링크단 사이에 위치하고 상기 각 저항과 링크단의 연결을 제어하는 연결제어수단;
상기 연결 제어 수단을 포함하여 부하에 전력을 공급하는 링크단을 통해 입력되는 고전압을 감압하는 감압부;
링크단과 접지 사이의 이득을 얻는 가산부;
가산부의 이득으로부터 누전 여부를 판단하는 제어부;
상기 감압부의 출력 전압의 변화를 방지하는 버퍼부; 및
상기 제어부의 누전 검출 여부 판단 결과에 따른 디지털 값을 출력하는 출력부;를 포함하여 상기 링크단의 누전 여부를 검출하는 전기자동차 충전기.
A power supply for supplying power; And
And a charging unit including an electric leakage detector for charging an electric vehicle using the supplied electric power and detecting an electric leakage during the charging process.
The earth leakage detector,
Connection control means located between each resistor connected to ground and a link terminal for supplying power to the load, and controlling the connection between each resistor and the link terminal;
Decompression unit for reducing the high voltage input through the link stage for supplying power to the load including the connection control means;
An adder for obtaining a gain between the link end and ground;
A control unit for determining whether a short circuit occurs from the gain of the adding unit;
A buffer unit for preventing a change in an output voltage of the decompression unit; And
And an output unit for outputting a digital value according to a result of determining whether the control unit detects a short circuit.
제12항에 있어서,
상기 연결 제어 수단은,
상기 링크단의 누전 여부 검출 이후에는 상기 각 저항과 링크단의 연결을 해제하는 전기자동차 충전기.
The method of claim 12,
The connection control means,
And an electric vehicle charger for disconnecting the respective resistors and the link terminals after detecting the leakage of the link terminals.
제13항에 있어서,
상기 연결 제어 수단은, 릴레이를 포함하는 전기자동차 충전기.
The method of claim 13,
The connection control means, an electric vehicle charger comprising a relay.
제12항에 있어서,
상기 충전부는,
전기자동차로 전력을 공급하는 충전기; 및
상기 충전기를 제어하는 로컬 서버;를 포함하는 전기자동차 충전기.
The method of claim 12,
The charging unit includes:
A charger for supplying power to an electric vehicle; And
And a local server controlling the charger.
제15항에 있어서,
상기 충전기는,
입력되는 AC 전력을 DC 전력으로 컨버팅하는 컨버터;
컨버팅된 DC 전력을 AC 전력으로 인버팅하는 인버터;
인버팅된 AC 전력을 변압하는 변압기; 및
변압된 AC 전력을 정류하여 DC 전기를 생성하는 정류기;를 포함하는 전기자동차 충전기.
16. The method of claim 15,
The charger,
A converter for converting input AC power into DC power;
An inverter for converting the converted DC power into AC power;
A transformer for transforming the inverted AC power; And
And a rectifier for rectifying the transformed AC power to generate DC electricity.
삭제delete
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