KR101337242B1 - Rapid charger for battery of pulse type having energy recovery capability and the method of controlling the charger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기자동차의 급속충전 시스템에 있어서 배터리 충전시간 단축과 배터리 사용수명을 향상시키기 위한 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기 및 그 충전기의 제어 방법에 관한 것으로, 충전 모드 동작에 따라 게이트를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 게이트 구동부; 상기 게이트 구동부의 제어 신호에 따라 게이트를 구동하여 정류된 3상 교류 전원의 전압을 변환시키는 컨버터부; 방전 모드 동작에 따라 방전 스위치를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 방전 제어부; 상기 방전 제어부의 제어 신호에 따라 게이트를 스위칭하여 배터리로 공급되는 상기 컨버터부의 출력 신호를 온오프 시키는 방전 스위치; 방전 모드 동작에 따라 상기 방전 제어부가 상기 방전 스위치를 온시킬 경우, 상기 배터리로부터의 방전 펄스 전류를 1차 코일에서 2차 코일로 유도하는 전류 유도부; 및 상기 컨버터부의 전단에 위치하며, 상기 전류 유도부로부터 유도된 방전 펄스 전류를 충전하는 콘덴서를 포함하며, 상기 콘덴서는 상기 게이트 구동부에 의한 충전 모드 동작시 충전 전류로 재사용되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a fast charger of a pulse type battery having an energy regenerative function for shortening battery charging time and improving battery life in an electric vehicle rapid charging system, and a method of controlling the charger. A gate driver generating a control signal for driving the gate; A converter unit driving a gate to convert the voltage of the rectified three-phase AC power according to the control signal of the gate driver; A discharge controller configured to generate a control signal for driving the discharge switch according to the discharge mode operation; A discharge switch for switching an output signal of the converter unit supplied to a battery by switching a gate according to a control signal of the discharge controller; A current induction unit for inducing a discharge pulse current from the battery from the primary coil to the secondary coil when the discharge controller turns on the discharge switch according to a discharge mode operation; And a capacitor positioned at a front end of the converter unit to charge a discharge pulse current induced from the current inducing unit, wherein the capacitor is reused as a charging current during a charging mode operation by the gate driver.
Description
본 발명은 전기자동차의 급속충전 시스템에 있어서 배터리 충전시간 단축과 배터리 사용수명을 향상시키기 위한 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기 및 그 충전기의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전전류를 펄스모드 형태로 인가하며, 펄스형 충전전류 사이에 상대적으로 짧은 방전 전류 펄스를 인가함으로써 급속 충전성능을 향상시키는 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기 및 그 충전기의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fast charger of a pulse type battery having an energy regenerative function for shortening battery charging time and improving battery life in an electric vehicle rapid charging system, and a charging method thereof. The present invention relates to a quick charger of a pulsed battery having an energy regeneration function for improving rapid charging performance by applying a pulse mode, and applying a relatively short discharge current pulse between pulsed charging currents, and a method of controlling the charger.
기존의 배터리 충전시스템의 동작 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 충전 초기에는 전류를 일정하게 제어하여 충전하다가 충전 후기에는 전압을 일정하게 유지하는 정전류-정전압 충전 방식을 적용하고 있다. 즉, 정전류(Constant Current) 구간에서는 충전 전류(Charge Current; 101)가 일정하게 유지되며, 정전압(Constant Voltage) 구간에서는 충전 전압(Charge Voltage; 102)가 일정하게 유지된다.As shown in FIG. 1, the conventional battery charging system employs a constant current-constant voltage charging method in which charging is performed by controlling a constant current at the initial stage of charging, and maintaining a constant voltage at a later stage of charging. That is, in the constant current section, the
이러한 충전 시스템에서는 빠른 충전을 위해 초기에는 정전류 충전법을 사용하여 배터리를 충전하고 설정값 이상의 전압으로 상승하면 과충전을 방지하기 위해 정전압 충전법을 사용한다.In such a charging system, a constant current charging method is used to initially charge a battery, and a constant voltage charging method is used to prevent overcharging when the voltage rises above a set value.
이는 기존에 가장 많이 적용되는 방법으로 배터리 충전시 발생되는 손상을 최소화하기 위해서 사용하는 방법이다. 그러나 기존 충전시스템으로 급속 충전을 하기 위해서는 높은 전류를 일정하게 보내는 방식인 정전류 충전법을 사용하여야 한다. 하지만, 정전류 충전법은 배터리가 과충전될 수 있기 때문에 특별한 관리가 필요하다. 또한 높은 전류로 배터리를 급속 충전할 경우에는 배터리에 이온층이 형성되어 배터리 단자 사이에 내부 저항을 증가시킨다. 특히 내부 저항이 증가할 경우 배터리의 온도가 상승하는 발열 문제가 발생하게 되어 충전전류를 증가시키는 데는 한계가 발생한다.This is the most widely used method to minimize damage caused when charging the battery. However, in order to rapidly charge the existing charging system, the constant current charging method, which sends a constant high current, must be used. However, constant current charging requires special care because the battery may be overcharged. In addition, when the battery is rapidly charged at a high current, an ion layer is formed on the battery to increase internal resistance between the battery terminals. In particular, if the internal resistance is increased, a heat generation problem occurs in which the temperature of the battery increases, which causes a limit in increasing the charging current.
본 발명의 목적은 전기자동차의 급속충전 시스템을 위해 충전전류를 펄스모드 형태로 인가하며, 펄스형 충전전류 사이에 상대적으로 짧은 방전 전류 펄스를 인가함으로써 충전시간 단축과 배터리 사용수명을 향상시킬 수 있는 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기 및 그 충전기의 제어 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to apply a charging current in the pulse mode for the rapid charging system of the electric vehicle, by applying a relatively short discharge current pulse between the pulsed charging current can shorten the charging time and improve the service life of the battery The present invention provides a rapid charger for a pulsed battery having an energy regeneration function and a control method of the charger.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고효율 펄스 충방전 동작을 위해 펄스방전 모드시 방전 에너지를 입력측으로 전달하고, 회생된 에너지의 재사용을 통해 무손실 개념의 고효율 에너지 복구 펄스 충전회로를 제공하는 펄스형 배터리의 급속 충전기 및 그 충전기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a high-efficiency energy recovery pulse charging circuit of a lossless concept by transmitting the discharge energy to the input side in the pulse discharge mode for high efficiency pulse charge and discharge operation, and reuse of the regenerated energy An object of the present invention is to provide a quick charger and a method of controlling the charger.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.In order to achieve the above-described object of the present invention and to achieve the specific effects of the present invention described below, the characteristic structure of the present invention is as follows.
본 발명의 일 태양에 따르면, 충전 모드 동작에 따라 게이트를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 게이트 구동부; 상기 게이트 구동부의 제어 신호에 따라 게이트를 구동하여 정류된 3상 교류 전원의 전압을 변환시키는 컨버터부; 방전 모드 동작에 따라 방전 스위치를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 방전 제어부; 상기 방전 제어부의 제어 신호에 따라 게이트를 스위칭하여 배터리로 공급되는 상기 컨버터부의 출력 신호를 온오프 시키는 방전 스위치; 방전 모드 동작에 따라 상기 방전 제어부가 상기 방전 스위치를 온시킬 경우, 상기 배터리로부터의 방전 펄스 전류를 1차 코일에서 2차 코일로 유도하는 전류 유도부; 및 상기 컨버터부의 전단에 위치하며, 상기 전류 유도부로부터 유도된 방전 펄스 전류를 충전하는 콘덴서를 포함하며, 상기 콘덴서는 상기 게이트 구동부에 의한 충전 모드 동작시 충전 전류로 재사용되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the invention, the gate driver for generating a control signal for driving the gate in accordance with the charging mode operation; A converter unit driving a gate to convert the voltage of the rectified three-phase AC power according to the control signal of the gate driver; A discharge controller configured to generate a control signal for driving the discharge switch according to the discharge mode operation; A discharge switch for switching an output signal of the converter unit supplied to a battery by switching a gate according to a control signal of the discharge controller; A current induction unit for inducing a discharge pulse current from the battery from the primary coil to the secondary coil when the discharge controller turns on the discharge switch according to a discharge mode operation; And a capacitor positioned at a front end of the converter unit to charge a discharge pulse current induced from the current inducing unit, wherein the capacitor is reused as a charging current during a charging mode operation by the gate driver.
바람직하게는, 상기 콘덴서의 전단에 공급되는 3상 교류 전류를 정류시키기는 제1 정류부를 더 포함한다.Preferably, further comprising a first rectifier for rectifying the three-phase alternating current supplied to the front end of the capacitor.
바람직하게는, 상기 컨버터부와 상기 방전 스위치 사이에 위치하며, 상기 컨버터부의 출력 신호로부터 상기 컨버터부의 스위칭 과정에서 생성된 교류 성분을 제거하는 제2 정류부를 더 포함한다.Preferably, the apparatus further includes a second rectifier positioned between the converter unit and the discharge switch to remove an AC component generated in the switching process of the converter unit from an output signal of the converter unit.
바람직하게는, 상기 전류 유도부와 상기 콘덴서 사이에 위치하며, 상기 전류 유도된 방전 전류를 정류시키는 제3 정류부를 더 포함한다.Preferably, the electronic device further includes a third rectifying unit positioned between the current inducing unit and the condenser and rectifying the current induced discharge current.
바람직하게는, 상기 방전 모드의 주기는 상기 충전 모드의 주기보다 더 짧다.Preferably, the period of the discharge mode is shorter than the period of the charge mode.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 방전 스위치를 오프 상태로 설정하고, 충전 스위치를 온 상태로 설정하여 충전 모드로 설정하는 단계; 상기 충전 모드 동작에 따라 게이트 구동부에서 게이트를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 컨버터부에서 상기 게이트 구동부의 제어 신호에 따라 게이트를 구동하여 정류된 3상 교류 전원의 전압을 변환시키는 단계; 제1 설정 시간이 경과한 후, 상기 충전 스위치를 오프 상태로 설정하고, 상기 방전 스위치를 온 상태로 설정하여 방전 모드로 설정하는 단계; 상기 방전 모드 동작에 따라 방전 제어부에서 방전 스위치를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 방전 제어부의 방전 모드 제어 신호에 따라 상기 방전 스위치에서 게이트를 스위칭하여 배터리로 공급되는 상기 컨버터부의 출력 신호를 오프 시키는 단계; 상기 방전 모드 동작에 따라 상기 방전 제어부가 상기 방전 스위치를 온시킬 경우, 전류 유도부에서 상기 배터리로부터의 방전 펄스 전류를 1차 코일에서 2차 코일로 유도하는 단계; 상기 컨버터부의 전단에 위치한 콘덴서로 상기 전류 유도부로부터 유도된 방전 펄스 전류를 충전하는 단계; 및 제2 설정 시간이 경과한 후, 상기 게이트 구동부에 의한 충전 모드 동작시 상기 콘덴서에 충전된 전류를 충전 전류로 재사용하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, the method includes: setting a discharge switch to an off state, and setting a charge switch to an on state to set a charge mode; Generating a control signal for driving a gate in a gate driver according to the charge mode operation; Converting a voltage of the rectified three-phase AC power by driving a gate according to a control signal of the gate driver in the converter unit; Setting the charge switch to an off state and setting the discharge switch to an on state after a first set time has elapsed; Generating a control signal for driving a discharge switch in a discharge controller according to the discharge mode operation; Switching a gate of the discharge switch according to a discharge mode control signal of the discharge control unit to turn off an output signal of the converter unit supplied to a battery; Inducing the discharge pulse current from the battery from the primary coil to the secondary coil when the discharge controller turns on the discharge switch according to the discharge mode operation; Charging a discharge pulse current induced from the current induction part with a capacitor located in front of the converter part; And reusing the current charged in the capacitor as the charging current during the charging mode operation by the gate driver after the second set time elapses.
바람직하게는, 상기 방전 모드의 주기는 상기 충전 모드의 주기보다 더 짧다.Preferably, the period of the discharge mode is shorter than the period of the charge mode.
바람직하게는, 제2 설정 시간이 경과한 후, 제3 설정 시간 동안 충전 모드로 진입하지 않고 휴지 기간을 추가한다.Preferably, after the second set time has elapsed, a rest period is added without entering the charging mode for the third set time.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 종래의 높은 전압을 계속하여 인가함으로써 발생되는 문제점이 없이 높은 전압으로 급속 충전이 가능하게 되는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, there is an advantage in that rapid charging at a high voltage is possible without a problem caused by continuously applying a conventional high voltage.
또한, 본 발명의 급속 충전 시스템에 따르면, 급속 충전성능을 향상시킴으로써 충전시간 단축과 배터리 사용수명 연장의 효과를 달성할 수 있다.In addition, according to the rapid charging system of the present invention, it is possible to achieve the effect of shortening the charging time and extending the battery life by improving the rapid charging performance.
도 1은 기존의 배터리 충전 시스템의 제어 방식을 도시하는 파형도이다.
도 2는 충전 및 방전 전류 모드를 갖는 펄스 충방전 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생기능을 갖는 펄스형 배터리 급속 충전기를 도시하는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기 제어 절차를 나타내는 흐름도이다.1 is a waveform diagram illustrating a control method of a conventional battery charging system.
2 is a pulse charge and discharge configuration having charge and discharge current modes.
3 is a block diagram illustrating a pulsed battery rapid charger having an energy regeneration function according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a fast charger control procedure of a pulsed battery having an energy regeneration function according to an exemplary embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.
본 발명에 따른 급속 충전 시스템은 고효율 펄스 충방전 동작을 위해 펄스방전 모드시 방전 에너지를 입력측으로 전달하고, 회생된 에너지의 재사용을 통해 무손실 개념의 고효율 에너지 회생(Energy Recovery) 펄스 충전회로를 제공한다.The fast charging system according to the present invention transmits the discharge energy to the input side in the pulse discharge mode for high efficiency pulse charge and discharge operation, and provides a high efficiency energy recovery pulse charging circuit having a lossless concept through reuse of the regenerated energy. .
본 발명에서는 상기 급속 충전시스템에서 종래의 DC(직류) 급속 충전기의 배터리 온도상승 및 Li-Ion 배터리 수명저하의 한계를 극복하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 펄스 충방전 방식의 새로운 급속 충전 메커니즘을 적용한다.In the present invention, in order to overcome the limitations of the battery temperature rise and Li-Ion battery life reduction of the conventional DC (direct current) rapid charger in the rapid charging system, as shown in FIG. Apply.
이러한 충전 메카니즘은 펄스모드 충전전류 사이(즉, t2 내지 t4 시간 사이)에 상대적으로 짧은 방전 전류펄스를 형성(TD 구간)하여 배터리 충전시에 생성되는 이온층을 짧은 방전 전류펄스 구간에서 전해질로 확산 분해되도록 한다. 상기와 같은 동작은 펄스모드를 갖는 충/방전 전류를 통해 이온층에 의해 형성되는 내부 저항의 증가 문제를 해결함으로써 배터리의 충전전류를 증가시켜 급속 충전이 가능하다.This charging mechanism produces a relatively short discharge current pulse between the pulse mode charging currents (ie, between t 2 and t 4 hours) (T D Section) to diffuse and decompose the ion layer generated during battery charging into the electrolyte in a short discharge current pulse section. The above operation solves the problem of increasing the internal resistance formed by the ion layer through the charge / discharge current having the pulse mode, thereby increasing the charging current of the battery, thereby enabling rapid charging.
따라서, 충전 전류 IC값을 도 1에 도시된 기존 전류 이상으로 인가하는 것이 가능하며, 이에 따라 충전 속도를 증가시킬 수 있다.Therefore, it is possible to apply the charging current I C value above the existing current shown in FIG. 1, thereby increasing the charging speed.
도 2의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 펄스 충방전 메커니즘에서의 전류값을 나타내며, 도 2의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 펄스 충방전 메커니즘에서의 전압값을 나타낸다.2 (a) shows the current value in the pulse charge / discharge mechanism according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) shows the voltage value in the pulse charge / discharge mechanism according to the embodiment of the present invention.
한편, 펄스모드를 갖는 충/방전 전류제어 충전 시스템에서 배터리에 축적된 에너지를 펄스 방전하기 위해서는 일반적으로 방전 전류를 소비할 수 있는 부하저항이 필요하다. 하지만 저항을 사용하여 방전할 경우 전체적인 급속 충전기 시스템의 충전효율이 떨어진다.On the other hand, in the charge / discharge current control charging system having a pulse mode, in order to pulse discharge the energy stored in the battery, a load resistor capable of consuming a discharge current is generally required. However, discharging using resistors reduces the charging efficiency of the entire quick charger system.
본 발명은 상기 펄스 방전의 저효율 특성을 개선하기 위해서 도 3과 같이 방전전류 에너지의 회생(Recovery) 부가회로를 추가한다. 즉, 별도의 스위칭 회로와 변압기로 구성된 에너지 회생(Energy Recovery) 부가회로를 통해 펄스 전류의 방전 모드일 때 에너지를 다시 입력측으로 회생함으로써 고효율의 펄스 충/방전 급속 충전시스템을 구성할 수 있다. 이는 기존의 정전류-정전압 충전방식에 비해 고속의 급속충전 성능을 향상시키며, 동시에 회생된 펄스방전 에너지의 재사용을 통해 무손실 개념의 고효율 에너지 회생 펄스 급속충전 시스템의 구성을 가능하게 한다.The present invention adds a recovery additional circuit of discharge current energy as shown in FIG. 3 to improve the low efficiency characteristics of the pulse discharge. That is, a high efficiency pulse charge / discharge fast charging system can be configured by regenerating energy back to the input side in the discharge mode of the pulse current through an energy recovery additional circuit composed of a separate switching circuit and a transformer. This improves the fast fast charging performance compared to the conventional constant current-constant voltage charging method, and at the same time enables the construction of a high efficiency energy regenerative pulse rapid charging system having a lossless concept through reuse of the regenerated pulse discharge energy.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생기능을 갖는 펄스형 배터리 급속 충전기를 보다 구체적으로 설명한다.Referring to Figure 3 will be described in more detail a pulse type battery quick charger having an energy regenerative function according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 펄스형 배터리 급속 충전기는 전원부(301), 제1 정류부(302), 콘덴서(303), 컨버터부(304), 게이트 구동부(305), 제2 정류부(306), 방전 스위치(307), 방전 제어부(308), 배터리(309), 전류 유도부(310), 제3 정류부(311) 및 고주파 트랜스(312) 등을 포함하여 구성될 수 있다.Pulse type battery rapid charger according to an embodiment of the present invention, the
먼저, 전원부(301)에서 3상 교류 전원인 공급되면, 제1 정류부(302)에서는 공급된 3상 교류 전원을 직류로 정류시킨다. 상기 제1 정류부(302)에서 직류로 정류된 신호는 컨버터부(304)에서 승압 또는 강압하여 원하는 전압 신호로 변환시킨다. 상기 컨버터부(304)에서 변환된 신호는 제2 정류부(306)에서 상기 컨버터부(304)의 스위칭 과정에서 발생한 교류(AC) 성분을 제거한다. 한편, 상기 컨버터부(304)와 제2 정류부(306) 사이에는 도시된 바와 같이 절연을 위해 고주파 트랜스(312)가 구비되는 것이 바람직하다.First, when the three-phase AC power is supplied from the
상기 제2 정류부(306)를 거친 신호는 방전 스위치(307)를 통해 배터리(309)로 공급된다. 이때, 상기 도 2의 충전 모드(예컨대, t1 내지 t2 구간, t4 내지 t5 구간)일 경우에는 상기 방전 제어부(308)의 제어에 따라 상기 방전 스위치(307)를 오프(off)시킴으로써 상기 제2 정류부(306)의 출력 신호가 배터리(309)로 충전되도록 제어한다.The signal passing through the
반면, 상기 도 2의 방전 모드(예컨대, t1 내지 t3 구간)일 경우에는 상기 방전 제어부(308)의 제어에 따라 상기 방전 스위치(307)를 온(on)시킴으로써 상기 제2 정류부(306)의 출력 신호가 배터리(309)로 공급되지 않도록 스위칭하고, 상기 배터리(309)로부터 전류가 방전되도록 한다. 이때, 상기 배터리(309)로부터 방전된 전류는 AC 펄스 신호로서 전류 유도부(310)(예컨대, 트랜스포머)에서 전류가 유도된다. 따라서, 상기 방전 전류 ID는 1차 코일에서 2차 코일로 유도되어 제3 정류부(311)로 흐르게 된다.On the other hand, in the discharge mode (eg, t 1 to t 3 section) of FIG. 2, the
이와 같이, 상기 유도된 방전 전류는 제3 정류부(311)를 통해 정류된 후 콘덴서(303)에 저장된다. 상기 콘덴서(303)에 저장된 방전 전류는 다시 충전 모드로 변환될 때, 충전 전류로 재사용된다.As described above, the induced discharge current is rectified through the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a rapid charger control method of a pulse type battery having an energy regeneration function according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3과 관련하여 도 4를 참조하면, 먼저 방전 스위치(307)는 오프(off) 상태(S401)로 설정하고, 충전 스위치(즉, 게이트 구동부(305))는 온(on) 상태로 설정(S402)한다. 이에 따라, 상기 충전기는 충전 모드로 동작(S403)한다. 이때, TC만큼의 충전 시간이 경과하면, 충전 스위치를 오프(S405) 상태로 설정하고, 방전 스위치(307)를 온 시킴으로써(S406) 방전 모드로 동작(S407)하도록 제어한다.Referring to FIG. 4 with reference to FIGS. 2 and 3, first, the
다시, TD 만큼의 방전 시간이 경과하면, 방전 스위치를 오프(S409)시키고, Td 시간 동안의 휴지기간을 가진 다음, 다시 S403단계로 진행하여 충전 모드로 동작하게 된다.Again, when the discharge time of T D has elapsed, the discharge switch is turned off (S409), has a rest period for T d time, and then proceeds to step S403 again to operate in the charging mode.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 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. As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.
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.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
101 : 충전 전류 102 : 충전 전압
301 : 전원부 302 : 제1 정류부
303 : 콘덴서 304 : 컨버터부
305 : 게이트 구동부 306 : 제2 정류부
307 : 방전 스위치 308 : 방전 제어부
309 : 배터리 310 : 전류 유도부
311 : 제3 정류부 312 : 고주파 트랜스101: charging current 102: charging voltage
301: power supply unit 302: first rectifying unit
303: capacitor 304: converter
305: gate driver 306: second rectifier
307: discharge switch 308: discharge control
309: battery 310: current induction unit
311: 3rd rectifier 312: high frequency transformer
Claims (8)
상기 게이트 구동부의 제어 신호에 따라 게이트를 구동하여 정류된 3상 교류 전원의 전압을 변환시키는 컨버터부;
방전 모드 동작에 따라 방전 스위치를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 방전 제어부;
상기 방전 제어부의 제어 신호에 따라 게이트를 스위칭하여 배터리로 공급되는 상기 컨버터부의 출력 신호를 온오프 시키는 방전 스위치;
방전 모드 동작에 따라 상기 방전 제어부가 상기 방전 스위치를 온시킬 경우, 상기 배터리로부터의 방전 펄스 전류를 1차 코일에서 2차 코일로 유도하는 전류 유도부; 및
상기 컨버터부의 전단에 위치하며, 상기 전류 유도부로부터 유도된 방전 펄스 전류를 충전하는 콘덴서를 포함하며,
상기 콘덴서는 상기 게이트 구동부에 의한 충전 모드 동작시 충전 전류로 재사용되는 것을 특징으로 하는, 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기.
A gate driver configured to generate a control signal for driving the gate according to a charge mode operation;
A converter unit driving a gate to convert the voltage of the rectified three-phase AC power according to the control signal of the gate driver;
A discharge controller configured to generate a control signal for driving the discharge switch according to the discharge mode operation;
A discharge switch for switching an output signal of the converter unit supplied to a battery by switching a gate according to a control signal of the discharge controller;
A current induction unit for inducing a discharge pulse current from the battery from the primary coil to the secondary coil when the discharge controller turns on the discharge switch according to a discharge mode operation; And
Located at the front end of the converter portion, and includes a capacitor for charging a discharge pulse current induced from the current induction portion,
The condenser is reused as a charging current during the charging mode operation by the gate driver, rapid charger of the pulse type battery having an energy regeneration function.
The rapid charger of claim 1, further comprising a first rectifying unit configured to rectify the three-phase alternating current supplied to the front end of the capacitor.
상기 컨버터부와 상기 방전 스위치 사이에 위치하며, 상기 컨버터부의 출력 신호로부터 상기 컨버터부의 스위칭 과정에서 생성된 교류 성분을 제거하는 제2 정류부를 더 포함하는, 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기.
The method according to claim 1,
Located between the converter unit and the discharge switch, and further comprising a second rectifying unit for removing the AC component generated in the switching process of the converter unit from the output signal of the converter unit, the rapid charger of the pulse type battery having an energy regeneration function .
상기 전류 유도부와 상기 콘덴서 사이에 위치하며, 상기 전류 유도된 방전 전류를 정류시키는 제3 정류부를 더 포함하는, 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기.
The method according to claim 1,
And a third rectifying part positioned between the current inducing part and the condenser and configured to rectify the current-induced discharge current.
상기 방전 모드의 주기는 상기 충전 모드의 주기보다 더 짧은, 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기.
The method according to claim 1,
Wherein the cycle of the discharge mode is shorter than the cycle of the charge mode.
상기 충전 모드 동작에 따라 게이트 구동부에서 게이트를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계;
컨버터부에서 상기 게이트 구동부의 제어 신호에 따라 게이트를 구동하여 정류된 3상 교류 전원의 전압을 변환시키는 단계;
제1 설정 시간이 경과한 후, 상기 충전 스위치를 오프 상태로 설정하고, 상기 방전 스위치를 온 상태로 설정하여 방전 모드로 설정하는 단계;
상기 방전 모드 동작에 따라 방전 제어부에서 방전 스위치를 구동하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계;
상기 방전 제어부의 방전 모드 제어 신호에 따라 상기 방전 스위치에서 게이트를 스위칭하여 배터리로 공급되는 상기 컨버터부의 출력 신호를 오프 시키는 단계;
상기 방전 모드 동작에 따라 상기 방전 제어부가 상기 방전 스위치를 온시킬 경우, 전류 유도부에서 상기 배터리로부터의 방전 펄스 전류를 1차 코일에서 2차 코일로 유도하는 단계;
상기 컨버터부의 전단에 위치한 콘덴서로 상기 전류 유도부로부터 유도된 방전 펄스 전류를 충전하는 단계; 및
제2 설정 시간이 경과한 후, 상기 게이트 구동부에 의한 충전 모드 동작시 상기 컨버터부의 전단에 위치한 콘덴서에 충전된 전류를 충전 전류로 재사용하는 단계를 포함하는 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기의 제어 방법.
Setting the discharge switch to the off state, and setting the charge switch to the on state to set the charge mode;
Generating a control signal for driving a gate in a gate driver according to the charge mode operation;
Converting a voltage of the rectified three-phase AC power by driving a gate according to a control signal of the gate driver in the converter unit;
Setting the charge switch to an off state and setting the discharge switch to an on state after a first set time has elapsed;
Generating a control signal for driving a discharge switch in a discharge controller according to the discharge mode operation;
Switching a gate of the discharge switch according to a discharge mode control signal of the discharge control unit to turn off an output signal of the converter unit supplied to a battery;
Inducing the discharge pulse current from the battery from the primary coil to the secondary coil when the discharge controller turns on the discharge switch according to the discharge mode operation;
Charging a discharge pulse current induced from the current induction part with a capacitor located in front of the converter part; And
After the second set time has elapsed, during the charging mode operation by the gate driving unit, the rapid charger of the pulse type battery having an energy regeneration function comprising reusing the current charged in the capacitor located in front of the converter unit as the charging current Control method.
상기 방전 모드의 주기는 상기 충전 모드의 주기보다 더 짧은, 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기의 제어 방법.
The method of claim 6,
And the cycle of the discharge mode is shorter than the cycle of the charge mode.
제2 설정 시간이 경과한 후, 제3 설정 시간 동안 충전 모드로 진입하지 않고 휴지 기간을 추가하는, 에너지 회생 기능을 갖는 펄스형 배터리의 급속 충전기의 제어 방법.The method of claim 6,
The control method of the quick charger of the pulse type battery with an energy regenerative function which adds a rest period after entering a 2nd set time and not entering into a charging mode for a 3rd set time.
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