KR101387239B1 - 전력 변환 장치 - Google Patents

전력 변환 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101387239B1
KR101387239B1 KR1020120042909A KR20120042909A KR101387239B1 KR 101387239 B1 KR101387239 B1 KR 101387239B1 KR 1020120042909 A KR1020120042909 A KR 1020120042909A KR 20120042909 A KR20120042909 A KR 20120042909A KR 101387239 B1 KR101387239 B1 KR 101387239B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
transformer
switch
tap
phase
Prior art date
Application number
KR1020120042909A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130119814A (ko
Inventor
권기현
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스산전 주식회사 filed Critical 엘에스산전 주식회사
Priority to KR1020120042909A priority Critical patent/KR101387239B1/ko
Publication of KR20130119814A publication Critical patent/KR20130119814A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101387239B1 publication Critical patent/KR101387239B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P13/00—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P13/06—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output by tap-changing; by rearranging interconnections of windings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/20—AC to AC converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치는, 외부로부터 교류 전원을 입력받고, 선택적으로 변경되는 권선비에 따라 상기 교류 전원을 변환하여 출력하는 변압기; 상기 변압기의 출력단에 연결되며, 상기 선택적으로 변환하여 출력되는 교류 전원에 포함된 잡음을 제거하는 입력 필터; 상기 입력 필터를 통해 출력되는 교류 전원을 부하에 필요한 직류 전원으로 변환하는 교류-직류 변환부; 및 상기 부하에 필요한 직류 전원을 기준으로 상기 변압기의 권선비를 결정하는 스위치 제어부를 포함한다.

Description

전력 변환 장치{Power converting apparatus}
본 발명은 변압기에 관한 것으로, 특히 부하에 필요로 하는 직류 전압에 따라 외부로부터 입력되는 3상 교류 전원을 선택적으로 승압 또는 강압하는 변압기 및 이를 포함하는 전력 변환 장치에 관한 것이다.
미래형 자동차 중 하나인 전기자동차는 일반가정에서 전원 플러그를 자동차에 연결하여 2차 전지에 충전하고 충전된 전기에너지를 이용하여 자동차를 구동하는 자동차이며, 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-In Hybrid Electric Vehicle)는 기본적으로 전원 플러그를 자동차에 연결하여 2차 전지에 충전하고 충전된 전기 에너지를 이용하여 자동차를 구동하며 충전된 전기에너지가 부족하면 일반 화석연료를 비상용으로 사용할 수 있는 자동차를 지칭한다. 상기 플러그인 하이브리드 자동차는 그리드 접속 하이브리드자동차(Grid-Connected Hybrid Electric Vehicle)로도 불린다.
이하, 상기와 같은 배터리를 충전시키기 위한 전력 변환 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 전력 변환 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력 변환 장치는 입력 필터(10), 교류-직류 변환부(20), 직류-직류 변환부(30), 직류 출력부(40) 및 부하(50)를 포함한다.
입력 필터(10)는 외부로부터 3상 교류 전원을 입력받고, 상기 입력받은 교류 전원에 포함된 잡음을 제거한다. 이때, 입력 필터(10)는 3상 교류 전원에 연결되는 3개의 인덕터로 구현될 수 있다.
교류-직류 변환부(20)는 상기 입력 필터(10)를 통해 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력한다.
직류-직류 변환부(30)는 상기 교류-직류 변환부(20)를 통해 변환된 직류 전원을 이용하여 부하(50)에 필요한 직류 전원을 발생한다.
직류 전원 출력부(40)는 상기 직류-직류 변환부(30)를 통해 변환된 직류 전원을 정류하여, 상기 부하(50)에 공급한다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 전력 변환 장치는, 외부로부터 입력되는 교류 전원의 레벨을 변환할 수 없기 때문에, 상기 교류 전원을 이용하여 부하(50)에 필요로 하는 직류 전원을 발생하기 위한 교류-직류 변환부(20) 및 직류-직류 변환부(30)를 각각 포함해야 한다.
상기와 같이, 종래 기술에 따른 전력 변환 장치는, 상기 교류-직류 변환부(20) 및 직류-직류 변환부(30)를 각각 포함해야 함에 따른 회로 구성이 복잡해지는 문제가 있으며, 상기 입력되는 교류 전원의 레벨은 항상 고정적이기 때문에 다양한 종류의 부하에 유동적으로 적용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 실시 예에서는, 다양한 종류의 부하에 유동적으로 적용할 수 있도록 외부로부터 입력되는 교류 전원을 선택적으로 강압 또는 승압할 수 있는 변압기를 제공하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 외부로부터 입력되는 교류 전원을 선택적으로 강압 또는 승압함에 따라 회로 구성을 간소화할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하도록 한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 변압기는, 교류 전원의 입력단에 연결되는 1차 권선; 복수의 탭을 포함하고, 상기 복수의 탭에 의해 결정되는 권선비에 따라 상기 1차 권선을 통해 전달되는 교류 전원을 변환하여 출력하는 2차 권선; 및 상기 2차 권선의 복수의 탭 중 어느 하나의 탭에 연결되어 상기 1차 권선 및 2차 권선의 권선비를 결정하는 스위치를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치는, 외부로부터 교류 전원을 입력받고, 선택적으로 변경되는 권선비에 따라 상기 교류 전원을 변환하여 출력하는 변압기; 상기 변압기의 출력단에 연결되며, 상기 선택적으로 변환하여 출력되는 교류 전원에 포함된 잡음을 제거하는 입력 필터; 상기 입력 필터를 통해 출력되는 교류 전원을 부하에 필요한 직류 전원으로 변환하는 교류-직류 변환부; 및 상기 부하에 필요한 직류 전원을 기준으로 상기 변압기의 권선비를 결정하는 스위치 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 부하에서 필요로 하는 전원을 기준으로 외부로부터 입력되는 교류 전원을 선택적으로 강압 또는 승압함으로써, 다양한 종류의 부하에 유동적으로 적용시킬 수 있으며, 상기 교류 전원의 레벨을 부하에 따라 조정 가능함으로써, 직류-직류 변환부의 삭제에 따른 회로 간소화를 실현할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전력 변환 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 변압기를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 6은 본 발명의 실시 예에 의해 구현되는 변압기의 권선 비율을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 전력 변환 방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 부하에서 필요로 하는 전원을 기준으로 외부로부터 입력되는 교류 전원을 선택적으로 강압 또는 승압함으로써, 다양한 종류의 부하에 유동적으로 적용시킬 수 있고, 상기 교류 전원의 레벨을 부하에 따라 조정 가능함으로써, 직류-직류 변환부의 삭제에 따른 회로 간소화를 실현할 수 있는 변압기 및 이를 포함하는 전력 변환 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 전력 변환 장치는, 변압기(110), 입력 필터(120), 교류-직류 변환부(130), 출력 부하(140) 및 스위치 제어부(150)를 포함한다.
변압기(110)는 1차 권선과 2차 권선을 포함하며, 상기 1차 권선과 2차 권선의 권선비에 따라 외부로부터 입력되는 제 1 교류 전원을 제 2 교류 전원으로 변환하여 출력한다.
이때, 변압기(110)의 상기 1차 권선의 입력단은 교류 전원 입력단에 연결된다. 또한, 변압기(110)의 2차 권선은 복수 개의 탭을 포함하며, 상기 2차 권선의 복수 개의 탭 중 어느 하나의 탭은 입력 필터(120)에 연결된다.
이를 위해, 변압기(110)는 상기 2차 권선의 복수 개의 탭 중 어느 하나의 탭에 일단이 연결되고, 다른 일단이 상기 입력 필터(120)에 연결되는 스위치(115)를 포함한다.
스위치(115)는 상기 2차 권선에 형성된 복수 개의 탭 중 어느 하나의 탭에 연결되며, 그에 따라 상기 변압기(110)의 1차 권선과 2차 권선의 권선비를 조절한다.
상기 권선비에 대한 설명은 하기에서 보다 구체적으로 하기로 한다.
상기 변압기(110)의 뒷 단에는 입력 필터(120)가 형성된다.
입력 필터(120)는 상기 변압기(110)를 통해 출력되는 교류 전원에 포함된 잡음을 제거하여 출력한다.
이를 위해, 입력 필터(120)는 적어도 하나의 인덕터를 포함할 수 있다. 한편, 도면상에는 도시하지 않았지만, 상기 잡음의 효율적인 제거를 위해 상기 입력 필터(120)는 인덕터와, 상기 인덕터의 일단에 연결되는 콘덴서를 더 포함할 수 있다.
특히, 입력 필터(120)는 상기 교류 전원에 포함된 고조파의 유입을 차단하기 위해 형성될 수 있다.
상기 입력 필터(120)의 출력단에는 교류-직류 변환부(130)가 형성된다.
교류-직류 변환부(130)는 상기 입력 필터(120)를 통해 출력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력한다.
특히, 교류-직류 변환부(130)는 출력 부하(140)에서 필요로 하는 출력 전압을 기준으로 상기 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 상기 출력 부하(140)로 출력한다.
이를 위해, 교류-직류 변환부(130)는 복수 개의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 상기 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다.
이때, 교류-직류 변환부(130)는 PWM(Pulse Width Modulation: 펄스폭 변조) 컨버터로 구현 가능하다.
스위치 제어부(150)는 전력 변환 장치의 전반적인 동작을 제어한다.
스위치 제어부(150)는 출력 부하(140)에서 필요로 하는 출력 전압을 기준으로 상기 교류-직류 변환부(130)에 포함된 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어한다.
또한, 스위치 제어부(150)는 상기 교류-직류 변환부(130)를 통해 1차 변환이 이루어지는 것만으로 상기 출력 부하(140)에 원하는 출력 전압이 공급될 수 있도록, 외부로부터 입력되는 교류 전원의 레벨이 변경되도록 한다.
이를 위해, 스위치 제어부(150)는 상기 출력 전압에 맞게 상기 교류 전원의 레벨 변경이 이루어지도록 상기 변압기(110)의 1차 권선 및 2차 권선에 대한 권선비를 조절한다.
이때, 상기 1차 권선 대 2차 권선의 비는 1:N으로 표현될 수 있으며, 상기 N은 상기 스위치(115)가 상기 2차 권선의 어느 탭에 접속하는지에 따라 변경된다.
예를 들어, 상기 2차 권선의 탭은 제 1 탭, 제 2 탭 및 제 3 탭을 포함할 수 있으며, 상기 스위치(115)가 상기 제 1 탭에 연결되면 상기 N은 1보다 큰 값을 가지고, 상기 제 2 탭에 연결되면 상기 N은 상기 1과 동일한 값을 가지며, 상기 스위치(115)가 상기 제 3 탭에 연결되면, 상기 N은 상기 제 1 보다 작은 값을 가질 수 있다.
이에 따라, 스위치 제어부(150)는 상기 교류-직류 변환부(130)에 의해 1차 변환만으로도 상기 출력 부하(140)에서 필요로 하는 출력 전압에 대응하는 전압이 출력되도록 상기 스위치(115)를 제어한다.
이하, 상기 변압기에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 변압기를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 변압기(110)는 3상 중 U상에 연결되는 제 1 변압기(110A)와, V상에 연결되는 제 2 변압기(110B) 및 W상에 연결되는 제 3 변압기(110C)를 포함한다.
상기 제 1 내지 3 변압기(110A, 110B, 110C) 각각은 외부로부터 입력되는 3상의 각 상에 연결되는 1차 권선과, 상기 1차 권선을 통해 전달되는 각 상의 교류 전원을 전달받고, 상기 스위치 제어부(150)에 의해 결정된 권선비에 따른 교류 전원을 출력하는 2차 권선을 포함한다.
이때, 상기 각 변압기(110A, 110B, 110C)의 2차 권선은 제 1 탭(111), 제 2 탭(112) 및 제 3 탭(113)을 포함한다.
상기 제 1 탭(111)은 상기 입력되는 각 상의 교류 전원을 승압하기 위한 탭이고, 상기 제 2 탭(112)은 상기 1차 권선과 2차 권선의 권선비를 1:1로 조정하기 위한 탭이며, 상기 제 3 탭(113)은 상기 입력되는 각 상의 교류 전원을 강압하기 위한 탭이다.
스위치(115)는 상기 제 1 변압기(110A)의 2차 권선에 형성된 제 1 내지 3 탭(111, 112, 113) 중 어느 하나의 탭에 접속하는 제 1 스위치(115A)와, 상기 제 2 변압기(110B)에 형성된 복수의 탭 중 어느 하나의 탭에 접속하는 제 2 스위치(115B)와, 상기 제 3 변압기(110C)에 형성된 복수의 탭 중 어느 하나의 탭에 접속하는 제 3 스위치(115C)를 포함한다.
제 1 스위치(115A)는 상기 외부로부터 입력되는 3상 중 U상에 대응하는 교류 전원의 변환을 위한 권선비를 결정하고, 제 2 스위치(115B)는 상기 외부로부터 입력되는 3상 중 V상에 대응하는 교류 전원의 변환을 위한 권선비를 결정하며, 상기 제 3 스위치(115C)는 상기 외부로부터 입력되는 3상 중 W상에 대응하는 교류 전원의 변환을 위한 권선비를 결정한다.
도 4 내지 6은 본 발명의 실시 예에 의해 구현되는 변압기의 권선 비율을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 상기 부하의 출력 전압에 따라 상기 입력되는 교류 전원의 승압을 위한 권선비 설정 방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 스위치 제어부(150)는 상기 출력 부하(140)의 출력 전압이 높음에 따라 외부로부터 입력되는 교류 전원의 승압이 요구되는 경우, 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)를 제어하여, 상기 각 변압기(110A, 110B, 110C)의 권선비를 설정한다.
이때, 상기 1차 권선과 2차 권선의 권선비는 1:N으로 설정될 수 있으며, 이에 따라 스위치 제어부(150)는 상기 N이 1보다 큰 값을 가지도록 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)가 각 변압기의 2차 권선에 형성된 제 1 탭에 연결되도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 N은 2일 수 있으며, 이에 따라 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)가 각 2차 권선의 제 1 탭에 연결되면, 상기 각각의 변압기는 외부로부터 입력되는 교류 전원을 2배로 승압하여 출력한다.
도 5는 상기 부하의 출력 전압에 따라 상기 입력되는 교류 전원의 바이패스를 위한 권선비 설정 방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 스위치 제어부(150)는 상기 출력 부하(140)의 출력 전압이 보통임에 따라 외부로부터 입력되는 교류 전원의 변환이 요구되지 않는 경우, 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)를 제어하여, 상기 각 변압기(110A, 110B, 110C)의 권선비를 설정한다.
이때, 상기 1차 권선과 2차 권선의 권선비는 1:N으로 설정될 수 있으며, 이에 따라 스위치 제어부(150)는 상기 N이 1과 동일한 값을 가지도록 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)가 각 변압기의 2차 권선에 형성된 제 2 탭에 연결되도록 한다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 N은 1일 수 있으며, 이에 따라 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)가 각 2차 권선의 제 2 탭에 연결되면, 상기 각각의 변압기는 외부로부터 입력되는 교류 전원을 그대로 출력한다.
도 6은 상기 부하의 출력 전압에 따라 상기 입력되는 교류 전원의 강압을 위한 권선비 설정 방법을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 스위치 제어부(150)는 상기 출력 부하(140)의 출력 전압이 낮음에 따라 외부로부터 입력되는 교류 전원의 강압이 요구되는 경우, 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)를 제어하여, 상기 각 변압기(110A, 110B, 110C)의 권선비를 설정한다.
이때, 상기 1차 권선과 2차 권선의 권선비는 1:N으로 설정될 수 있으며, 이에 따라 스위치 제어부(150)는 상기 N이 1보다 작은 값을 가지도록 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)가 각 변압기의 2차 권선에 형성된 제 3 탭에 연결되도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 N은 0.5일 수 있으며, 이에 따라 상기 제 1 내지 3 스위치(115A, 115B, 115C)가 각 2차 권선의 제 1 탭에 연결되면, 상기 각각의 변압기는 외부로부터 입력되는 교류 전원을 1/2배로 강압하여 출력한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 부하에서 필요로 하는 전원을 기준으로 외부로부터 입력되는 교류 전원을 선택적으로 강압 또는 승압함으로써, 다양한 종류의 부하에 유동적으로 적용시킬 수 있으며, 상기 교류 전원의 레벨을 부하에 따라 조정 가능함으로써, 직류-직류 변환부의 삭제에 따른 회로 간소화를 실현할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 전력 변환 방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 전력 변환 장치는 출력단에 연결된 부하를 확인하고, 그에 따라 상기 부하에서 필요로 하는 출력 전압을 확인한다(110단계).
전력 변환 장치는 상기 출력 전압이 확인되면, 상기 확인된 출력 전압을 기준으로 변압기의 권선비를 결정한다(120단계).
예를 들어, 상기 출력 전압이 기설정된 기준 범위 이내에 속하면, 상기 전력 변환 장치는 상기 권선비를 1:1로 설정한다. 또한, 상기 출력 전압이 상기 기설정된 기준 범위보다 높으면, 상기 전력 변환 장치는 상기 권선비를 1:2로 설정한다. 또한, 상기 출력 전압이 상기 기설정된 기준 범위보다 낮으면, 상기 권선비를 2:1로 설정한다.
이어서, 전력 변환 장치는 상기 결정된 권선비를 토대로 스위칭 신호를 발생하여, 스위치(115)가 상기 결정된 권선비에 대응하는 2차 권선의 특정 탭에 접속하도록 한다(130단계).
이후, 전력 변환 장치는 상기 결정된 권선비에 따라 외부로부터 입력되는 교류 전원을 변환하여 출력한다(140단계).
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 부하에서 필요로 하는 전원을 기준으로 외부로부터 입력되는 교류 전원을 선택적으로 강압 또는 승압함으로써, 다양한 종류의 부하에 유동적으로 적용시킬 수 있으며, 상기 교류 전원의 레벨을 부하에 따라 조정 가능함으로써, 직류-직류 변환부의 삭제에 따른 회로 간소화를 실현할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
110: 변압기
110A: 제1 변압기 110B: 제1 변압기
110C: 제 3 변압기
115: 스위치
115A: 제1 스위치 115B: 제2 스위치
115C: 제3 스위치
120: 입력 필터
130: 교류 직류 변환부
140: 출력 부하
150: 스위치 제어부

Claims (6)

  1. 외부로부터 교류 전원을 입력받고, 선택적으로 변경되는 권선비에 따라 상기 교류 전원을 변환하여 출력하는 변압기;
    상기 변압기의 출력단에 연결되며, 상기 선택적으로 변환하여 출력되는 교류 전원에 포함된 잡음을 제거하는 입력 필터;
    상기 입력 필터를 통해 출력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 교류-직류 변환부;
    상기 교류-직류 변환부를 통해 변환된 직류 전원에 의해 충전되는 배터리; 및
    상기 배터리에서 필요로 하는 직류 전원을 확인하고, 상기 확인된 직류 전원을 기준으로 상기 변압기의 권선비를 결정하여 상기 입력되는 교류 전원의 레벨이 변환되도록 하는 스위치 제어부를 포함하는 전력 변환 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변압기는,
    상기 교류 전원의 입력단에 연결되는 1차 권선과,
    복수의 탭을 포함하고, 상기 스위치 제어부를 통해 결정되는 권선비에 따라 상기 1차 권선을 통해 전달되는 교류 전원을 변환하여 출력하는 2차 권선과,
    상기 스위치 제어부의 제어신호에 따라 상기 2차 권선의 복수의 탭 중 어느 하나의 탭에 연결되는 스위치를 포함하는 전력 변환 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 입력되는 교류 전원은 3상 교류 전원이며,
    상기 변압기는,
    상기 3상 교류 전원의 제 1 상에 연결되는 제1 변압기와,
    상기 3상 교류 전원의 제 2 상에 연결되는 제 2 변압기와,
    상기 3상 교류 전원의 제 3 상에 연결되는 제 3 변압기를 포함하는 전력 변환 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 권선비는 1:N으로 설정되며,
    상기 N은 상기 스위치 제어부의 제어 신호에 따라 상기 스위치가 연결된 탭의 위치에 따라 변경되는 전력 변환 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 탭은, 제 1 탭, 제 2 탭 및 제 3 탭을 포함하며,
    상기 스위치가 상기 2차 권선의 제 1 탭에 접속되면, 상기 N은 1보다 큰 값을 가지고,
    상기 스위치가 상기 2차 권선의 제 2 탭에 접속되면, 상기 N은 1과 동일한 값을 가지며,
    상기 스위치가 상기 2차 권선의 제 3 탭에 접속되면, 상기 N은 1보다 작은 값을 가지는 전력 변환 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 스위치 제어부는,
    상기 배터리에서 필요로 하는 출력 전압이 기설정된 범위 이내에 속하면, 상기 스위치가 상기 제 2 탭에 접속되도록 제어하고,
    상기 배터리에서 필요로 하는 출력 전압이 기설정된 범위의 값보다 높으면, 상기 스위치가 상기 제 1 탭에 접속되도록 제어하고,
    상기 배터리에서 필요로 하는 출력 전압이 기설정된 범위의 값보다 낮으면, 상기 스위치가 상기 제 3 탭에 접속되도록 제어하는 전력 변환 장치.
KR1020120042909A 2012-04-24 2012-04-24 전력 변환 장치 KR101387239B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120042909A KR101387239B1 (ko) 2012-04-24 2012-04-24 전력 변환 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120042909A KR101387239B1 (ko) 2012-04-24 2012-04-24 전력 변환 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130119814A KR20130119814A (ko) 2013-11-01
KR101387239B1 true KR101387239B1 (ko) 2014-04-21

Family

ID=49850723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120042909A KR101387239B1 (ko) 2012-04-24 2012-04-24 전력 변환 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101387239B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101533567B1 (ko) * 2014-07-10 2015-07-03 주식회사 동아일렉콤 양방향 공진 회로
KR102105822B1 (ko) * 2017-12-08 2020-04-29 (주)비엠일렉텍 급속 보충전이 가능한 납축전지용 충전기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289110A (en) * 1992-10-14 1994-02-22 Cooper Industries Input current responsive, tap changing transformer system
US20080013347A1 (en) * 2003-05-12 2008-01-17 Ballard Power Systems Corporation Method and apparatus for adjusting wakeup time in electrical power converter systems and transformer isolation
US7492616B2 (en) * 2005-03-25 2009-02-17 Lineage Power Corporation Modulation controller, method of controlling and three phase converter system employing the same
KR20110002779A (ko) * 2009-07-02 2011-01-10 금종관 자동 전압 조절 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289110A (en) * 1992-10-14 1994-02-22 Cooper Industries Input current responsive, tap changing transformer system
US20080013347A1 (en) * 2003-05-12 2008-01-17 Ballard Power Systems Corporation Method and apparatus for adjusting wakeup time in electrical power converter systems and transformer isolation
US7492616B2 (en) * 2005-03-25 2009-02-17 Lineage Power Corporation Modulation controller, method of controlling and three phase converter system employing the same
KR20110002779A (ko) * 2009-07-02 2011-01-10 금종관 자동 전압 조절 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130119814A (ko) 2013-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102454222B1 (ko) 전기 자동차
US10461553B2 (en) Power source device
US9776518B2 (en) System with battery charging device and vehicle electrical system power supply stage
KR102530939B1 (ko) 차량용 전력변환 시스템
US8482249B2 (en) Charging apparatus with alternating current- and direct current-charging functions for mobile vehicle
JP5903628B2 (ja) 電力変換装置
US11811300B2 (en) Isolated converter
KR101887785B1 (ko) 충전 시스템 및 그 제어 방법
US11760218B2 (en) Charging circuit for a vehicle-side electrical energy store
KR101865246B1 (ko) 전기자동차용 충방전 장치
KR20210018598A (ko) 차량용 전력 변환 시스템 및 그 제어 방법
KR20120010631A (ko) 전력 변환 장치
KR101387239B1 (ko) 전력 변환 장치
WO2019054138A1 (ja) 蓄電装置用昇降圧装置及び蓄電装置
US11731523B2 (en) Vehicle-side charging device
JP2016201893A (ja) 系統連系システム
JP4119985B2 (ja) 直列電気二重層コンデンサ装置
JP5828774B2 (ja) ２次電池の充放電装置およびそれを用いた充放電検査装置
KR101769335B1 (ko) 멀티 토플러지를 이용한 dc/dc 컨버터
JP6270753B2 (ja) 電力変換装置
KR20230015171A (ko) 양방향 전력 전달이 가능한 충전기
JP6922784B2 (ja) 電力変換装置及び電力変換システム
KR20200055860A (ko) 차량용 배터리 충전 제어기 및 그것의 동작 방법
US20230143719A1 (en) Vehicle Power Conversion System and Method
JP6642119B2 (ja) 充電器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170713

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee