KR101288230B1 - 전기 차량용 배터리 충전 장치 - Google Patents

전기 차량용 배터리 충전 장치 Download PDF

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Abstract

전기 차량용 배터리 충전 장치가 개시된다. 개시된 전기 차량용 배터리 충전 장치는 정류 전압을 입력받으며, 변압기, 공진 인덕터 및 공진 캐패시터를 포함하는 직렬 공진부; 제1 입력단이 상기 변압기의 2차측 권선의 일단과 연결되고, 제2 입력단이 상기 변압기의 2차측 권선의 타단과 연결되며, 출력단이 전기 차량용 배터리와 연결되는 정류부; 및 일단이 상기 변압기의 2차측 권선의 일단 및 상기 정류부의 제1 입력단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 2차측 권선의 타단 및 상기 정류부의 제2 입력단과 연결되며, 상기 변압기의 2차측 권선으로부터 상기 정류부로의 전류의 흐름을 제어하기 위해 온/오프되는 스위칭부를 포함한다.

Description

전기 차량용 배터리 충전 장치{BATTERY CHARGING DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명의 실시예들은 전기 차량용 배터리 충전 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 긴 수명을 보장할 수 있고 고전력 밀도의 전기 차량용 배터리의 충전에 적합한 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기 차량(EV: Electric Vehicle)용 배터리 충전 장치는 상용 전원을 입력으로 한다. 따라서, 전기 차량용 배터리 충전 장치는 110Vac 또는 220Vac에서 사용이 가능하며 역률 보정이 고려되어야 한다. 그리고 다양한 사양의 스팩의 배터리를 모두 충전할 수 있도록 전기 차량용 배터리 충전 장치는 100V 내지 500V 의 넓은 출력이 요구된다.
이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 역률 개선(PFC: Power Factor Correction)을 담당하는 AC/DC 컨버터(110), AC 전압에 따라 변하는 전력을 안정된 DC 전력으로 변환하기 위한 고압 링크 캐패시터(120) 및 충전 제어를 위한 변압기를 사용하는 DC/DC 컨버터(130)를 포함하는 2단 구성의 전기 차량용 배터리 충전 장치(100)가 일반적으로 사용되고 있다.
이와 관련하여 한국공개특허 제10-2010-0138210호(발명의 명칭: 다양한 전원을 입력으로 하는 전기자동차 충전용 전력변환장치)에서는 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 전력변환장치를 개시하고 있다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 전기 차량용 배터리 충전 장치(100)의 전력 흐름을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 전기 차량용 충전 장치(100)는 AC 입력을 정류하여 입력측의 전류가 정류된 전압을 추종하도록 역률 개선단에서 전류 제어를 수행한다. 이 경우, Fluctuating Power가 발생하며 이를 필터링하기 위해 고압의 DC 링크 캐패시터가 이용된다. 그리고, AC/DC 단에서 형성된 DC 전압을 이용하여 절연을 위해 변압기를 사용하는 DC/DC 컨버터는 전류 제어를 통해 배터리를 충전하게 된다.
그러나, 상기한 종래의 전기 차량용 충전 장치(100)는 2단 구조로 되어 있어 구성이 복잡하다는 단점이 있었다. 또한, 종래의 전기 차량용 충전 장치(100)는 Fluctuating Power를 필터링하기 위해 수천 uF 이상의 고용량이면서 전력밀도가 높은 전해 캐패시터를 사용하여야 하는데, 전해 캐패시터는 온도가 높아지면 수명이 급격하게 줄어드는 단점이 있어서, 전기 차량과 같이 긴 수명이 요구되는 응용 분야에는 적합하지 않다는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 긴 수명을 보장할 수 있고 고전력 밀도의 전기 차량용 배터리의 충전에 적합한 전기 차량용 배터리 충전 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 정류 전압을 입력받으며, 변압기, 공진 인덕터 및 공진 캐패시터를 포함하는 직렬 공진부; 제1 입력단이 상기 변압기의 2차측 권선의 일단과 연결되고, 제2 입력단이 상기 변압기의 2차측 권선의 타단과 연결되며, 출력단이 전기 차량용 배터리와 연결되는 정류부; 및 일단이 상기 변압기의 2차측 권선의 일단 및 상기 정류부의 제1 입력단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 2차측 권선의 타단 및 상기 정류부의 제2 입력단과 연결되며, 상기 변압기의 2차측 권선으로부터 상기 정류부로의 전류의 흐름을 제어하기 위해 온/오프되는 스위칭부를 포함하는 전기 차량용 배터리 충전 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정류 전압을 입력받으며, 제1 변압기, 제2 변압기, 제1 공진 인덕터, 제2 공진 인덕터 및 공진 캐패시터를 포함하는 직렬 공진부; 제1 입력단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 일단 및 상기 제2 변압기의 2차측 권선의 일단과 연결되고, 제2 입력단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 타단 및 상기 제2 변압기의 2차측 차단과 연결되며, 출력단이 전기 차량용 배터리와 연결되는 정류부; 및 일단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 일단, 상기 제2 변압기의 2차측 권선의 일단 및 상기 정류부의 제1 입력단과 연결되고, 타단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 타단, 상기 제2 변압기의 2차측 권선의 타단 및 상기 정류부의 제2 입력단과 연결되며, 상기 제1 변압기의 2차측 권선 및 상기 제2 변압기의 2차측 권선으로부터 상기 정류부로의 전류의 흐름을 제어하기 위해 온/오프되는 스위칭부를 포함하는 전기 차량용 배터리 충전 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 전기 차량용 배터리 충전 장치의 구조를 단순화시킬 수 있고, 입력 전류의 dead-zone을 제거하여 역률을 개선할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전기 차량용 배터리 충전 장치의 수명을 연장하고, 고전력 밀도의 전기 차량용 배터리를 효과적으로 충전할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 전기 차량용 충전 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 전기 차량용 충전 장치의 전력 흐름을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 재1 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 충전 장치의 2차측 회로에 스위칭부가 존재하지 않는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합(=2Vbatt/n)보다 크거나 같은 경우, 전기 차량용 배터리 충전 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5와 같이 제어되는 전기 차량용 배터리 충전 장치에서의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 입력된 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압 및 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합(=2Vbatt/n)보다 작은 경우, 전기 차량용 배터리 충전 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 8과 같이 제어되는 전기 차량용 배터리 충전 장치에서의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 18은 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)의 동작을 모의 실험한 결과를 도시한 도면들이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 재1 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)는 저주파 정류기(310)와 직렬 공진부(302)를 포함하는 1차측 회로, 정류부(304)와 스위칭부(306)를 포함하는 2차측 회로 및 스위칭 제어부(308)를 포함한다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 1차측 회로에 포함된 직렬 공진부(302)는 저주파 정류기(310)로부터 정류 전압(Vin)을 입력받으며, 2개의 변압기(T1, T2), 2개의 공진 인덕터(Lr1, Lr2) 및 하나의 공진 캐패시터(Cr), 4개의 스위칭 소자(M1, M2, M3, M4) 및 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함한다.
직렬 공진부(302) 내의 각 소자의 연결 관계를 보다 상세히 설명하면, 제1 스위칭 소자(M1)의 타단 및 제2 스위칭 소자(M2)의 일단은 제1 변압기(T1)의 1차측 권선의 일단과 연결되고, 제1 스위칭 소자(M1)의 일단 및 제2 스위칭 소자(M2)의 타단으로는 정류 전압(Vin)이 입력된다. 또한, 제1 다이오드(D1)의 타단 및 제2 다이오드(D2)의 일단은 제1 변압기(T1)의 1차측 권선의 타단과 연결(보다 상세하게, 제1 다이오드(D1)의 타단 및 제2 다이오드(D2)의 일단은 제1 공진 인덕터(Lr1)를 통해 제1 변압기(T1)의 1차측 권선의 타단과 연결)되고, 제1 다이오드(D1)의 일단은 제1 스위칭 소자(M1)의 일단과 연결되며, 제2 다이오드(D2)의 타단은 제2 스위칭 소자(M2)의 타단과 연결된다.
계속하여, 제3 스위칭 소자(M3)의 타단 및 제4 스위칭 소자(M4)의 일단은 제2 변압기(T2)의 1차측 권선의 타단과 연결(보다 상세하게, 제3 스위칭 소자(M3)의 타단 및 제4 스위칭 소자(M4)의 일단은 제2 공진 인덕터(Lr2)를 통해 제2 변압기(T2)의 1차측 권선의 타단과 연결)되며, 제3 다이오드(D3)의 타단 및 제4 다이오드(D4)의 일단은 제2 변압기(T2)의 1차측 권선의 일단과 연결된다. 또한, 제3 다이오드(D3)의 일단은 제3 스위칭 소자(M3)의 일단, 제1 스위칭 소자(M1)의 일단 및 제1 다이오드(D1)의 일단과 연결되고, 제4 다이오드(D3)의 타단은 제4 스위칭 소자(M4)의 타단, 제2 스위칭 소자(M2)의 타단 및 제2 다이오드(D2)의 타단과 연결된다.
그리고, 공진 캐패시터(Cr)의 일단은 제1 다이오드(D1)의 타단 및 제2 다이오드(D2)의 일단(즉, 제1 공진 인덕터(Lr1)의 일단)과 연결되고, 공진 캐패시터(Cr)의 타단은 제3 다이오드의 타단(D3) 및 제4 다이오드(D4)의 일단(즉, 제2 변압기(T2)의 1차측 권선의 일단)과 연결된다. 여기서, 공진 캐패시터(Cr)는 큰 용량을 가지는 전해 캐패시터를 사용할 수도 있지만, 작은 용량의 필름(film) 캐패시터를 이용할 수도 있다. 작은 용량의 필름 캐패시터를 이용하는 경우, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)의 수명을 증가시키고 크기를 소형화할 수 있게 된다.
다음으로, 2차측 회로에 포함된 정류부(304)는 직렬 공진부(302)에 포함된 변압기(T1, T2)의 2차측 권선과 연결되며, 고주파 정류기로서의 동작을 수행한다.
보다 상세하게, 정류부(304)의 제1 입력단은 제1 변압기(T1)의 2차측 권선의 일단 및 제2 변압기(T2)의 2차측 권선의 일단과 연결되고, 정류부(304)의 제2 입력단은 제1 변압기(T1)의 2차측 권선의 타단 및 제2 변압기(T2)의 2차측 차단과 연결되며, 정류부(304)의 출력단은 전기 차량용 배터리(batt)와 연결된다. 이 때, 정류부(304)는 풀 브리지(Full Bridge) 형태로 연결된 4개의 다이오드(D5, D6, D7, D8)로 구성될 수 있다.
그리고, 2차측 회로에 포함된 이러한 스위칭부(306)는 전류 부스팅 기능을 수행하는 구성요소로서, 변압기(T1 , T2)의 2차측 권선으로부터 정류부(304)로의 전류의 흐름을 제어하기 위해 온/오프된다.
보다 상세하게, 스위칭부(306)는 일단이 제1 변압기(T1)의 2차측 권선의 일단, 제2 변압기(T2)의 2차측 권선의 일단 및 정류부(304)의 제1 입력단과 연결되고, 타단이 제1 변압기(T1)의 2차측 권선의 타단, 제2 변압기(T2)의 2차측 권선의 타단 및 정류부(304)의 제2 입력단과 연결된다. 스위칭부(306)가 온되는 경우, 단자 a와 단자 b가 단락(short)되므로 정류부(304)로 전류가 입력되지 않게 되고(즉, IS=0), 스위칭부(306)가 오프되는 경우, 단자 a와 단자 b가 개방(open)되므로 이를 위해, 스위칭부(306)는 도 3에 도시된 바와 같이 일방향으로의 전류의 흐름을 제어하기 위한 제5 스위칭 소자(M5) 및 타방항으로의 전류의 흐름을 제어하기 위한 제6 스위칭 소자(M6)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)는 동시에 온/오프되고, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)는 동시에 온/오프될 수 있다. 이 경우, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)가 온되는 시간과 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)가 온되는 시간은 서로 겹치지 않도록 제어될 수 있다.
이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 스위칭 소자(M1), 제2 스위칭 소자(M2), 제3 스위칭 소자(M3) 및 제4 스위칭 소자(M4)는 주기적으로 온/오프되고, 제1 스위칭 소자(M1)의 온/오프 주기, 제2 스위칭 소자(M2)의 온/오프 주기, 제3 스위칭 소자(M3)의 온/오프 주기, 제4 스위칭 소자(M4)의 온/오프 주기는 동일할 수 있다.
마지막으로, 스위칭 제어부(308)는 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1, M2, M3, M4) 및 스위칭부(306)(즉, 제5 스위칭 소자 및 제6 스위칭 소자(M5, M6))의 온/오프를 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 일례로서, 제1 스위칭 소자 내지 제6 스위칭 소자(M1, M2, M3, M4, M5, M6)가 도 3에 도시된 바와 같이 MOSFET으로 구현되는 경우, 생성된 제어신호는 6개의 MOSFET(M1, M2, M3, M4, M5, M6)의 게이트 전극으로 입력된다.
이하에서는 도 4 내지 도 10을 더 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)의 동작에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 충전 장치(300)의 2차측 회로에 스위칭부(306)가 존재하지 않는 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
보다 상세하게, 도 4에서는 스위칭부(306)가 존재하지 않는 경우에 있어, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1, M2, M3 , M4)가 동일한 주기에 따라 온/오프되되, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)는 동시에 온/오프되고, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)는 동시에 온/오프되며, 제1 스위칭 소자(M1)/제4 스위칭 소자(M4)가 온되는 시간과 제2 스위칭 소자(M2)/제3 스위칭 소자(M3)가 온되는 시간이 서로 겹치지 않는 경우의 정류 전압(Vin), 공진 인덕터(Lr1, Lr2)에 흐르는 공진 전류(ILr) 및 입력 전류(Iin)의 변화를 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 상기한 바와 같이 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1, M2, M3 , M4)가 동작하고, 2개의 변압기(T1, T2)의 권선비가 각각 1:n인 경우, 2개의 변압기(T1, T2)의 1차측 권선에는 각각 Vbatt/n의 전압이 인가되므로, 직렬 연결된 2개의 변압기(T1, T2)의 1차측 권선에는 총 2Vbatt/n의 전압이 인가된다.
그런데, 정류 전압(Vin)의 크기가 2Vbatt/n보다 작다면, 제1 다이오드 내지 제4 다이오드(D1, D2, D3, D4)가 도통되지 않게 되고, 이에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 입력 전류(Iin) 및 공진 전류(ILr)가 발생하지 않게 되는 dead-zone이 발생하게 된다. dead-zone은 전기 차량용 충전 장치의 역률을 저하시키며, 전기 차량용 배터리(batt)의 전압이 정류 전압(Vin)보다 낮은 경우 전치 차량용 배터리(batt)가 충전되지 않는 문제를 발생시킨다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)는 스위칭부(306)를 통해 전류 부스팅을 수행함으로써 상기와 같은 문제점을 해결한다. 이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여 상기한 문제를 해결하기 위한 스위칭부(306)의 스위칭 동작을 보다 상세히 설명한다.
도 5는 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합(=2Vbatt/n)보다 크거나 같은 경우, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6 및 도 7은 도 5와 같이 제어되는 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)에서의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합보다 크거나 같은 경우, 스위칭 제어부(308)는 먼저, 스위칭부(306)를 오프(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6)를 오프)시킨 상태에서, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)를 동시에 온시키고, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)를 동시에 오프시킨다.
이 때, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내의 전류 경로는 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이 형성되고, 이에 따라 공진 인덕터(Lr1, Lr2)에서는 공진 전류(ILr)가 발생한다. 발생된 공진 전류(ILr)는 변압기(T1, T2)의 2차측 권선을 통해 2차측 회로로 전달되어 제5 다이오드(D5) 및 제8 다이오드(D8)를 통해 출력으로 전달된다. 그 동안 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)은 -Vin에서 +Vin까지 공진하면서 증가한다.
계속하여, 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)의 크기가 정류 전압(Vin)의 크기와 동일하게 되는 경우, 1차측 회로의 제1 다이오드(D1) 및 제4 다이오드(D4)가 도통되며, 이에 따라 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)에서의 전류 경로는 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이 형성된다. 이 때, 공진 전류(ILr)는 -Vbatt/(nL)의 기울기를 가지고 선형적으로 감소하면서 2차측 회로로 전달된다.
이 후, 공진 전류(ILr)의 크기가 0이 되면, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내에서는 전류가 흐르지 않으며 전체 회로의 동작이 정지한다.
다음으로, 스위칭 제어부(308)는 스위칭부(306)를 오프(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6)를 오프)시킨 상태에서, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)를 동시에 온시킴과 동시에, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)를 오프시킨다.
이 때, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내의 전류 경로는 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이 형성되고, 이에 따라 공진 인덕터(Lr1, Lr2)에서는 공진 전류(ILr)가 발생한다. 발생된 공진 전류(ILr)는 변압기(T1, T2)의 2차측 권선을 통해 2차측 회로로 전달되어 제6 다이오드(D6) 및 제7 다이오드(D7)를 통해 출력으로 전달된다. 그 동안 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)은 +Vin에서 -Vin까지 공진하면서 감소한다.
계속하여, 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)의 크기가 정류 전압(Vin)의 크기와 동일하게 되는 경우, 1차측 회로의 제2 다이오드(D2) 및 제3 다이오드(D3)가 도통되며, 이에 따라 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)에서의 전류 경로는 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이 형성된다. 이 때, 공진 전류(ILr)는 Vbatt/(nL)의 기울기를 가지고 선형적으로 증가하면서 2차측 회로로 전달된다.
이 후, 공진 전류(ILr)의 크기가 0이 되면, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내에서는 전류가 흐르지 않으며 전체 회로의 동작이 정지한다.
요컨대, 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합보다 크거나 같은 경우, 스위칭 제어부(308)는 제1 스위칭 소자(M1)와 제4 스위칭 소자(M4)를 동시에 온/오프시키고, 제2 스위칭 소자(M2)와 제3 스위칭 소자(M3)를 동시에 온/오프시키고, 제1 스위칭 소자(M1)/제4 스위칭 소자(M4)가 온되는 시간과 제2 스위칭 소자(M2)/제3 스위칭 소자(M3)가 온되는 시간이 서로 겹치지 않도록 제어함으로써 전기 차량용 배터리(batt)를 충전한다. 이 때, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1 , M2, M3, M4)는 주기적으로 온/오프되고, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1 , M2, M3, M4)의 온/오프 주기는 동일할 수 있다.
이에 따라, 2차측 회로에 흐르는 전류 Is는 공진 전류(ILr)와 동일한 형태를 가지며, 그 크기는 2ILr/n이 된다.
한편, 도 8은 입력된 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압 및 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합(=2Vbatt/n)보다 작은 경우, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 9 및 도 10은 도 8과 같이 제어되는 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)에서의 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합보다 작은 경우, 스위칭 제어부(308)는 먼저, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)를 온시키고, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)를 오프시킴과 동시에 스위칭부(306)를 온(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6)를 온)시킨다.
이 때, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내의 전류 경로는 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이 형성된다. 즉, 스위칭부(306)가 온됨으로써 제1 변압기(T1)의 2차측 권선 및 제2 변압기(T2)의 2차측 권선은 단락되며, 이에 따라 직렬 공진부(302)에서는 앞서 도 6의 (A)에서 설명한 바와 동일한 형태로 전류 경로가 형성되어 공진 인덕터(Lr1, Lr2)에서는 공진 전류(ILr)가 발생한다. 발생된 공진 전류(ILr)는 제1 변압기(T1)와 제2 변압기(T1)의 2차측 권선을 통해 2차측 회로로 전달되지만, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6)를 통해 흐르므로, 제5 다이오드(D5) 내지 제8 다이오드(D8)는 도통되지 않으며, 출력측에 전달되는 전력은 존재하지 않게 된다. 그 동안 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)은 -Vin에서 +Vin까지 공진하면서 증가한다.
계속하여, 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)의 크기가 정류 전압(Vin)의 크기와 동일하게 되는 경우, 스위칭 제어부(308)는 스위칭부(306)(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6))를 오프시킨다. 다시 말해, 스위칭부(306)는 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)와 함께 온되고, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)가 온된 상태에서 공진 캐패시터(Cr)에 인가되는 전압(VCr)의 크기가 정류 전압(Vin)과 동일하게 되는 시점에 오프될 수 있다.
공진 캐패시터(Cr)에 인가되는 전압(VCr)의 크기 입력 전압(Vin)의 크기에 도달하고, 스위칭부(306)가 오프되는 경우, 공진 전류(ILr)는 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이 제1 다이오드(D1) 및 제4 다이오드(D4)를 통해 흐르면서 -Vbatt/(nL)의 기울기를 가지고 선형적으로 감소하며, 이는 제1 변압기(T1), 제2 변압기(T2), 제5 다이오드(D5) 및 제8 다이오드(D8)를 통해 출력측으로 전달된다.
이 후, 공진 전류(ILr)의 크기가 0이 되면, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내에서는 전류가 흐르지 않으며 전체 회로의 동작이 정지한다.
다음으로, 스위칭 제어부(308)는 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)를 오프시키고, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)를 온시킴과 동시에 스위칭부(306)를 온(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6)를 온)시킨다.
이 때, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내의 전류 경로는 도 10의 (A)에 도시된 바와 같이 형성된다. 즉, 스위칭부(306)가 온됨으로써 제1 변압기(T1)의 2차측 권선 및 제2 변압기(T2)의 2차측 권선은 단락되며, 이에 따라 직렬 공진부(302)에서는 앞서 도 7의 (A)에서 설명한 바와 동일한 형태로 전류 경로가 형성되어 공진 인덕터(Lr1, Lr2)에서는 공진 전류(ILr)가 발생한다. 발생된 공진 전류(ILr)는 제1 변압기(T1)와 제2 변압기(T1)의 2차측 권선을 통해 2차측 회로로 전달되지만, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6)를 통해 흐르므로, 제6 다이오드(D6) 내지 제7 다이오드(D7)는 도통되지 않으며, 출력측에 전달되는 전력은 존재하지 않게 된다. 그 동안 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)은 +Vin에서 -Vin까지 공진하면서 감소한다.
계속하여, 공진 캐패시터(Cr)의 전압(VCr)의 크기가 정류 전압(Vin)의 크기와 동일하게 되는 경우, 스위칭 제어부(308)는 스위칭부(306)(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6))를 오프시킨다. 다시 말해, 스위칭부(306)는 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)와 함께 온되고, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)가 온된 상태에서 공진 캐패시터(Cr)에 인가되는 전압(VCr)의 크기가 정류 전압(Vin)과 동일하게 되는 시점에 오프될 수 있다.
공진 캐패시터(Cr)에 인가되는 전압(VCr)의 크기가 입력 전압(Vin)의 크기에 도달하고, 스위칭부(306)가 오프되는 경우, 공진 전류(ILr)는 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이 제2 다이오드(D2) 및 제3 다이오드(D3)를 통해 흐르면서 Vbatt/(nL)의 기울기를 가지고 선형적으로 증가하며, 이는 제1 변압기(T1), 제2 변압기(T2), 제6 다이오드(D6) 및 제7 다이오드(D7)를 통해 출력측으로 전달된다.
이 후, 공진 전류(ILr)의 크기가 0이 되면, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300) 내에서는 전류가 흐르지 않으며 전체 회로의 동작이 정지한다.
정리하면, 입력된 정류 전압(Vin)의 크기가 2Vbatt/n보다 작은 구간에서의 동작파형을 보면, 2차측 회로에 흐르는 전류 Is는 스위칭부(306)가 오프된 시점으로부터 공진 전류(ILr)의 크기가 0이 되는 시점까지만 출력측에 전달되므로, Is의 파형은 삼각파 형태를 가지게 된다.
다음으로, 스위칭 제어부(308)는 스위칭부(306)를 오프(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6)를 오프)시킨 상태에서, 제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3)를 동시에 온시키고, 제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4)를 동시에 오프시킨다.
이 때, 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)는 앞서 설명한 바와 대칭되도록 동작하게 되는바, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
요컨대, 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합보다 작은 경우, 스위칭 제어부(308)는 제1 스위칭 소자(M1)와 제4 스위칭 소자(M4)를 동시에 온/오프시키고, 제2 스위칭 소자(M2)와 제3 스위칭 소자(M3)를 동시에 온/오프시키고, 제1 스위칭 소자(M1)/제4 스위칭 소자(M4)가 온되는 시간과 제2 스위칭 소자(M2)/제3 스위칭 소자(M3)가 온되는 시간이 서로 겹치지 않도록 제어하되, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1, M2, M3, M4)가 온되는 시점에서 스위칭부(306)를 함께 온시키고, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1, M2, M3, M4)가 온된 상태에서 공진 캐패시터(Cr)에 인가되는 전압(VCr)의 크기가 정류 전압(Vin)의 크기와 동일하게 되는 시점에 스위칭부(306)를 오프시킴으로써 전기 차량용 배터리(batt)를 충전한다. 이 때, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1 , M2, M3, M4)는 주기적으로 온/오프되고, 제1 스위칭 소자 내지 제4 스위칭 소자(M1 , M2, M3, M4)의 온/오프 주기는 동일할 수 있다.
한편, 상기에서는 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합보다 작은 경우에만 스위칭부(306)의 온/오프가 제어되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정류 전압(Vin)의 크기가 제1 변압기(T1)의 1차측 권선에 인가되는 전압과 제2 변압기(T2)의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합보다 크거나 같은 경우에도 동일하게 스위칭부(306)의 온/오프가 제어될 수 있다. 이 경우, 스위칭 제어부(308)는 정류 전압(Vin)의 크기에 상관없이 동일한 제어신호를 이용하여 직렬 공진부(302) 및 스위칭부(306)를 제어할 수 있으므로, 제어가 단순화되는 장점이 있다.
도 11 내지 도 18은 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)의 동작을 모의 실험한 결과를 도시한 도면들이다. 도 11 내지 도 18을 참조하여 모의 실험 결과를 설명하면 아래와 같다.
먼저, 도 11 내지 도 13은 정류 전압(Vin)(=입력 전압(Vac))의 Vrms를 220Vrms로 설정하고, 도 5의 상단에 도시된 바와 같이 스위칭이 제어되는 경우의 모의 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 입력 전류(Iin=Iac)는 입력 전압(Vac)의 파형을 잘 추종하며 높은 역률을 가지게 되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 공진 전류(ILr)는 입력 전압(Vac)에 따라 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 스위칭부(306)(즉, 제5 스위칭 소자(M5) 및 제6 스위칭 소자(M6))가 서로 다르게 동작하여 전류 형태가 변하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 14는 입력 전압(Vac)에 따른 입력 전류(Iac)를 모의 실험한 결과를 도시한 그래프로서, 넓은 입력 범위에서 높은 역률이 보장됨을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 15 내지 도 17은 정류 전압(Vin)(=입력 전압(Vac))의 Vrms를 220Vrms로 설정하고, 도 8의 상단에 도시된 바와 같이 스위칭이 제어되는 경우의 모의 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 스위칭부(306)가 입력 전압(Vac)과 관계없이 항상 동작하고 있어 도 15의 공진 전류(ILr)의 파형이 변화하는 구간이 존재하지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 도 18은 입력 전압(Vac)에 따른 입력 전류(Iac)를 모의 실험한 결과를 도시한 그래프로서, 넓은 입력 범위에서 높은 역률을 보장하면서 충전 동작을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(1900)는 앞서 도 3에서 설명한 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)와 비교할 때, 직렬 공진부(1902)에서 제3 스위칭 소자, 제4 스위칭 소자, 제3 다이오드, 제4 다이오드, 제2 변압기 및 제2 공진 인덕터가 제거되고, 공진 캐패시터의 타단이 접지와 연결된 것을 제외하고는 동일하다.
따라서, 도 3에 도시된 전기 차량용 배터리 충전 장치(300)의 구성요소와 도 19에 도시된 전기 차량용 배터리 충전 장치(1900)의 구성요소는 아래의 표 1에서 정리한 바와 같이 대응관계가 설정될 수 있으며, 도 3에서 설명한 내용들은 아래의 표 1에 기초하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(1900)에 동일하게 적용될 수 있다.
제1 실시예(도 3) 제2 실시예(도 11)
제1 스위칭 소자(M1) 및 제4 스위칭 소자(M4) 제1 스위칭 소자(M1)
제2 스위칭 소자(M2) 및 제3 스위칭 소자(M3) 제2 스위칭 소자(M2)
제1 다이오드(D1) 및 제4 다이오드(D4) 제1 다이오드(D1)
제2 다이오드(D2) 및 제3 다이오드(D3) 제2 다이오드(D2)
제1 공진 인덕터(Lr1) 및 제2 공진 인덕터(Lr2) 공진 인덕터(Lr)
제1 변압기(T1) 및 제2 변압기(T2) 변압기(T)
정류 전압(Vin)의 크기와 2Vbatt/n의 비교 정류 전압(Vin)의 크기와 Vbatt/n의 비교
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 차량용 배터리 충전 장치(1100)에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 정류 전압을 입력받으며, 변압기, 공진 인덕터 및 공진 캐패시터를 포함하는 직렬 공진부;
    제1 입력단이 상기 변압기의 2차측 권선의 일단과 연결되고, 제2 입력단이 상기 변압기의 2차측 권선의 타단과 연결되며, 출력단이 전기 차량용 배터리와 연결되는 정류부;
    일단이 상기 변압기의 2차측 권선의 일단 및 상기 정류부의 제1 입력단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 2차측 권선의 타단 및 상기 정류부의 제2 입력단과 연결되며, 상기 변압기의 2차측 권선으로부터 상기 정류부로의 전류의 흐름을 제어하기 위해 온/오프되는 스위칭부;
    1차측 권선의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자;
    1차측 권선의 일단과 연결되는 제2 스위칭 소자;
    1차측 권선의 타단과 연결되는 제1 다이오드; 및
    일단이 상기 변압기의 1차측 권선의 타단과 연결되는 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정류 전압은 상기 제1 스위칭 소자의 일단 및 상기 제2 스위칭 소자의 타단을 통해 입력되고,
    상기 제1 스위칭 소자의 일단은 상기 제1 다이오드의 일단과 연결되고,
    상기 제2 스위칭 소자의 타단은 상기 제2 다이오드의 타단과 연결되고,
    상기 제1 다이오드의 타단 및 상기 제2 다이오드의 일단은 상기 공진 인덕터를 통해 상기 변압기의 1차측 권선의 타단과 연결되고,
    상기 공진 캐패시터의 일단은 상기 제1 다이오드의 타단 및 상기 제2 다이오드의 일단과 연결되고, 상기 공진 캐패시터의 타단은 상기 제2 다이오드의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자가 온되는 시간과 상기 제2 스위칭 소자가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자는 주기적으로 온/오프되고,
    상기 제1 스위칭 소자의 온/오프 주기와 상기 제2 스위칭 소자의 온/오프 주기는 동일한 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자와 함께 온되고, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자가 온된 상태에서 상기 공진 캐패시터에 인가되는 전압의 크기가 상기 입력되는 정류 전압의 크기와 동일하게 되는 시점에 오프되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 입력되는 정류 전압의 크기가 상기 변압기의 1차측 권선에 인가되는 전압 이상인 경우에 한해 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자와 함께 온되고, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자가 온된 상태에서 상기 공진 캐패시터에 인가되는 전압의 크기가 상기 입력되는 정류 전압의 크기와 동일하게 되는 시점에 오프되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 공진 캐패시터는 필름(film) 캐패시터인 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 정류부는 풀 브리지(Full Bridge) 형태로 연결된 4개의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  10. 정류 전압을 입력받으며, 제1 변압기, 제2 변압기, 제1 공진 인덕터, 제2 공진 인덕터 및 공진 캐패시터를 포함하는 직렬 공진부;
    제1 입력단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 일단 및 상기 제2 변압기의 2차측 권선의 일단과 연결되고, 제2 입력단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 타단 및 상기 제2 변압기의 2차측 차단과 연결되며, 출력단이 전기 차량용 배터리와 연결되는 정류부; 및
    일단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 일단, 상기 제2 변압기의 2차측 권선의 일단 및 상기 정류부의 제1 입력단과 연결되고, 타단이 상기 제1 변압기의 2차측 권선의 타단, 상기 제2 변압기의 2차측 권선의 타단 및 상기 정류부의 제2 입력단과 연결되며, 상기 제1 변압기의 2차측 권선 및 상기 제2 변압기의 2차측 권선으로부터 상기 정류부로의 전류의 흐름을 제어하기 위해 온/오프되는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 직렬 공진부는 타단이 상기 제1 변압기의 1차측 권선의 일단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 변압기의 1차측 권선의 일단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 타단이 상기 제2 변압기의 1차측 권선의 타단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 일단이 상기 제2 변압기의 1차측 권선의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 변압기의 1차측 권선의 일단과 연결되는 제1 다이오드; 일단이 상기 제1 변압기의 1차측 권선의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 제3 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제2 변압기의 1차측 권선의 일단과 연결되는 제3 다이오드; 및 일단이 상기 제2 변압기의 1차측 권선의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제4 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 정류 전압은 상기 제1 스위칭 소자의 일단 및 상기 제2 스위칭 소자의 타단을 통해 입력되고,
    상기 제1 다이오드의 타단 및 상기 제2 다이오드의 일단은 상기 제1 공진 인덕터를 통해 상기 제1 변압기의 1차측 권선의 타단과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 다이오드의 타단 및 상기 제4 다이오드의 일단은 상기 제2 공진 인덕터를 통해 상기 제2 변압기의 1차측 권선의 타단과 연결되고,
    상기 공진 캐패시터의 일단은 상기 제1 다이오드의 타단 및 상기 제2 다이오드의 일단과 연결되고, 상기 공진 캐패시터의 타단은 상기 제3 다이오드의 타단 및 상기 제4 다이오드의 일단과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자는 동시에 온/오프되고, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제3 스위칭 소자는 동시에 온/오프되며,
    상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 온되는 시간과 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 제3 스위칭 소자가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자는 주기적으로 온/오프되고,
    상기 제1 스위칭 소자의 온/오프 주기, 상기 제2 스위칭 소자의 온/오프 주기, 상기 제3 스위칭 소자의 온/오프 주기, 상기 제4 스위칭 소자의 온/오프 주기는 동일한 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자와 함께 온되고, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자, 상기 제3 스위칭 소자 및 상기 제4 스위칭 소자가 온된 상태에서 상기 공진 캐패시터에 인가되는 전압의 크기가 상기 입력되는 정류 전압의 크기와 동일하게 되는 시점에 오프되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스위칭부는 상기 입력되는 정류 전압의 크기가 상기 제1 변압기의 1차측 권선에 인가되는 전압과 상기 제2 변압기의 1차측 권선에 인가되는 전압의 합보다 크거나 같은 경우에 한해 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자와 함께 온되고, 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자가 온된 상기 공진 캐패시터에 인가되는 전압의 크기가 상기 입력되는 정류 전압의 크기와 동일하게 되는 시점에 오프되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 공진 캐패시터는 필름 캐패시터인 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 정류부는 풀 브리지 형태로 연결된 4개의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 배터리 충전 장치.
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