KR101478086B1 - 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로 - Google Patents

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현대로템 주식회사
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Abstract

본 발명은 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 동력차나 객차의 배터리 충전기에 입력되는 충전전원과 제어전원을 다중화함으로써 철도차량 운행시 안전성을 높일 수 있는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로는, 철도차량의 전체 충전용량을 출력할 수 있도록 입출력 병렬 방식으로 구성되는 다수의 단위 충전모듈로 이루어지되, 상기 단위 충전모듈은 DC 충전전원의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 충전전원을 차단하는 프리차징 박스와, 상기 프리차징 박스 후단에 연결되는 퓨즈와, 상기 퓨즈 후단에 연결되어 DC 충전전원을 배터리 충전과 부하의 제어에 필요한 DC 전압으로 변환하여 출력하는 충전본체를 구비하고, 상기 단위 충전모듈의 제어전원은 단위 충전모듈 수만큼 분리되어 다수의 단위 충전모듈 각각에 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

철도차량 배터리 충전기의 다중화회로 {Multiplexing circuit of railway vehicle battery charger}
본 발명은 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 동력차나 객차의 배터리 충전기에 입력되는 충전전원과 제어전원을 다중화함으로써 철도차량 운행시 안전성을 높일 수 있는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량은 다른 교통수단과 비교하여 환경 친화적이고, 안전하기 때문에, 앞으로 더욱 의존도가 높아지리라 기대된다.
이와 같은 철도차량의 정시성, 안전성을 위해 중요한 요소 중의 하나가 차량에 취부되는 전장품의 신뢰성을 확보하는 것이다.
이러한 부품 중의 하나인 배터리 충전기(Battery Charger)는 차량에 취부되는 각 전장품에 제어 전원을 공급하고 각종 릴레이를 동작시켜 주는 중요한 장치로 차량의 신뢰성을 좌우하는 중요한 요소 중의 하나이다.
이와 같이 철도차량은 차량에 취부되는 각 전장품에 제어전원을 공급하므로 복잡한 전기 제어회로로 구성되어 있으며, 이 전기 제어회로는 직류전원으로 동작한다.
상기 철도차량에는 대용량의 배터리(축전지)가 장착되어 있어 철도차량을 정지된 상태에서 처음 동작시킬 때는, 먼저 배터리의 전원으로 제어회로가 동작하고 제어회로의 동작에 의해 가선으로부터 주전원을 공급받아 전동차의 주기기가 동작하며, 그 중 하나인 보조전원장치라 불리는 전력변환기(인버터)에 의해 얻어진 출력으로 다시 배터리가 충전되게 되며 동시에 이 전원으로 전기 제어회로가 동작한다.
도 1a와 도 1b는 종래 철도차량 배터리 충전기 회로도이다.
도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이 철도차량 배터리 충전기 회로는 프리차징 박스(10)와 충전기(20)로 이루어진다.
상기 프리차징 박스(10)는 보조전원장치로부터 예를 들어 DC 670V의 충전전원을 각각 입력받는 다이오드(D1,D2)와, 상기 다이오드(D1,D2)의 공통 후단에 연결되는 회로접촉기(LK)와, 상기 회로접촉기(LK)에 병렬 연결되는 충전저항(CHR) 및 충전접촉기(CHK)로 이루어진다.
상기 충전기(20)는 30kW 차량(예를 들어 동력차)이냐 50kW 차량(예를 들어 객차)이냐에 따라서 단위 충전모듈 예를 들어 10kW 충전모듈 3대 또는 5대가 입출력 병렬 방식으로 구성된다.
상기 10kW 충전모듈(20a,…,20e)은 상기 회로접촉기(LK)의 후단에 연결된 다이오드(D3)에 분기 연결되어 충전전원을 공급받는다.
상기 10kW 충전모듈(20a,…,20e)에 제어전원을 공급하는 파워서플라이(PS)는 상기 10kW 충전모듈(20a,…,20e)을 제어하기 위한 제어전원으로, 동력차 또는 객차의 차량(CAR)으로부터 예를 들어 DC 72V 전압을 회로차단기(CB)를 통해 입력받아 제어에 적합한 DC 전압으로 변환하여 상기 10kW 충전모듈(20a,…,20e)에 각각 공급한다.
상기 10kW 충전모듈(20a)은 퓨즈(F1)와 충전본체(21a)로 이루어지고, 상기 충전본체(21a)는 입력필터(22a), 주전력소자(23a), 절연변압기(24a), 정류기(25a)와 출력필터(26a)로 이루어져 DC 72V 전압을 만들어서 부하 및 배터리에 출력한다.
즉, 각 10kW 충전모듈(20a)은 DC 670V 충전전원을 입력받아 DC 72V로 변환하여 출력한다.
상기한 바와 같이 충전기(20)는 DC 670V 충전전원을 프리차징 박스(10)를 통해 입력받고, 프리차징 박스(10) 1개에, 충전기(20) 1개에 구비된 다수의 10kW 충전모듈(20a,…,20e)이 모두 연결되는 구성이다.
상기 프리차징 박스(10)에는 충전전원의 DC 전압이 높은지 또는 낮은지 감시하는 변압계(DC Potential Transformer)(미도시)가 구비되어 충전전원의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 상기 회로접촉기(LK)를 개방하여 각 충전모듈(20a,…,20e)에 공급되는 충전전원을 차단하게 된다.
이와 같이 과전압 발생시 프리차징 박스(10)가 기동을 정지할 경우 충전기(20)의 모든 충전모듈(20a,…,20e)도 기동을 정지하게 되어 철도차량 운행시 정상적인 전원 공급이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.
공개특허공보 특1996-0016046(1996년05월22일)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 철도차량의 동력차나 객차의 배터리 충전기에 입력되는 충전전원과 제어전원을 다중화함으로써 충전모듈이나 프리차징 박스 고장이 일부 발생한 경우 충전기 전체 고장을 방지하고, 철도차량 운행시 안전성을 향상시켜 차량의 운용에 이상이 없도록 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로는, 철도차량의 전체 충전용량을 출력할 수 있도록 입출력 병렬 방식으로 구성되는 다수의 단위 충전모듈로 이루어지되,
상기 단위 충전모듈은 DC 충전전원의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 충전전원을 차단하는 프리차징 박스와, 상기 프리차징 박스 후단에 연결되는 퓨즈와, 상기 퓨즈 후단에 연결되어 DC 충전전원을 배터리 충전과 부하의 제어에 필요한 DC 전압으로 변환하여 출력하는 충전본체를 구비하고,
상기 단위 충전모듈의 제어전원은 단위 충전모듈 수만큼 분리되어 다수의 단위 충전모듈 각각에 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리차징 박스에는 DC 충전전원을 각각 입력받는 다이오드의 공통 후단에 공통 연결되어 이상전압 발생시 개방되는 회로접촉기와, 서로 직렬 연결되어 상기 회로접촉기에 병렬 연결되는 충전저항 및 충전접촉기가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 철도차량은 전체 충전용량이 30kW인 동력차인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로는, 철도차량의 전체 충전용량을 출력할 수 있도록 입출력 병렬 방식으로 구성되는 다수의 단위 충전모듈들을 그룹화한 소정개수의 충전그룹과, DC 충전전원의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 충전그룹에 공급되는 충전전원을 각각 차단하는 프리차징 박스로 이루어지되,
상기 단위 충전모듈은 상기 프리차징 박스 후단에 연결되는 퓨즈와, 상기 퓨즈 후단에 연결되어 DC 충전전원을 배터리 충전과 부하의 제어에 필요한 DC 전압으로 변환하여 출력하는 충전본체를 구비하고,
상기 단위 충전모듈의 제어전원은 충전그룹 수만큼 분리되어 다수의 단위 충전모듈에 분기 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리차징 박스에는 DC 충전전원을 각각 입력받는 다이오드의 공통 후단에 공통 연결되어 이상전압 발생시 개방되는 회로접촉기와, 서로 직렬 연결되어 상기 회로접촉기에 병렬 연결되는 충전저항 및 충전접촉기가 충전그룹 수만큼 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 철도차량은 전체 충전용량이 50kW인 객차인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충전본체에는 퓨즈를 통해 입력되는 DC 충전전원의 직류 노이즈 성분을 제거하는 입력필터와, 상기 입력필터에서 인가되는 DC 충전전원을 스위칭하여 절연변압기의 1차측 전원을 인버팅시키는 주전력소자와, 상기 주전력소자를 통해 인버팅된 교류성분의 전원을 배터리의 충전전압레벨로 감압시키는 절연변압기와, 상기 절연변압기의 2차측에서 출력되는 전원을 정류하는 정류기와, 상기 정류기에서 출력되는 직류의 노이즈 성분을 제거하여 순수 DC전원을 출력하는 출력필터가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 철도차량의 동력차나 객차의 배터리 충전기에 입력되는 충전전원과 제어전원을 다중화함으로써 충전모듈이나 프리차징 박스 고장이 일부 발생한 경우 충전기 전체 고장을 방지하고, 철도차량 운행시 안전성을 향상시켜 차량의 운용에 이상이 없도록 할 수 있다.
도 1a와 도 1b는 종래 철도차량 배터리 충전기 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 배터리 충전기의 다중화 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도차량 배터리 충전기의 다중화 회로도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 철도차량 배터리 충전기의 다중화 회로도로서, 30kW 차량 즉, 동력차인 경우 배터리 충전기의 다중화 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 단위 충전모듈 다수가 전체 30kW 충전용량을 만들 수 있도록 입출력이 병렬 방식으로 구성되는 바, 도면에서는 10kW 충전모듈(30a,30b.30c) 3대가 입출력 병렬 방식으로 구성되어 충전기(30)를 이룬다.
상기 전체 30kW 충전용량은 동력차의 부하에 전원을 공급하고 동력차의 배터리를 충전하는데 필요한 용량이다.
상기 10kW 충전모듈(30a,30b,30c) 각각은 프리차징 박스(40a,40b,40c)와 퓨즈(F1,F2,F3)와 충전본체(31a,31b,31c)가 차례로 연결되어 이루어지고, 상기 프리차징 박스(40a)는 보조전원장치로부터 예를 들어 DC 670V의 충전전원을 각각 입력받는 다이오드(D1,D2)의 공통 후단에 연결되는 회로접촉기(LKa)와, 서로 직렬 연결되어 상기 회로접촉기(LKa)에 병렬 연결되는 충전저항(CHRa) 및 충전접촉기(CHKa)로 이루어진다.
상기 프리차징 박스(40a)는 충전전원 DC 670V 전압의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 회로접촉기(LKa)가 개방되어 후단에 연결된 충전본체(31a)에 공급되는 충전전원을 차단한다.
상기 충전본체(31a)는 입력필터(32a), 주전력소자(33a), 절연변압기(34a), 정류기(35a)와 출력필터(36a)로 이루어진다.
입력필터(32a)는 퓨즈(F1)를 통해 입력되는 충전전원의 직류의 노이즈 성분을 제거한다.
상기 주전력소자(33a)는 풀브릿지(Full Bridge) 회로로 구성되어 입력필터(32a)에서 인가되는 직류 충전전원을 스위칭하여 절연변압기(34a)의 1차측 전원을 강제로 인버팅시킨다.
그러므로 상기 주전력소자(33a)는 배터리의 충전전압 및 충전전류의 레벨을 가변시킬 수 있다.
이를 위해 상기 주전력소자(33a)는 다수개의 스위칭소자가 구비되어 상호 교번적으로 온오프를 반복하게 된다.
절연변압기(34a)는 상기 주전력소자(33a)를 통해 인버팅된 교류성분의 전원을 배터리의 충전전압레벨(예를 들어 72V)로 감압시키고, 1차측과 2차측을 절연시켜 상호 간의 전기적인 간섭을 방지한다.
정류기(35a)는 상기 절연변압기(34a)의 2차측에서 출력되는 교류성분의 전원을 정류하고, 출력필터(36a)는 상기 정류기(35a)에서 출력되는 직류의 노이즈 성분을 제거하여 순수 직류전원을 출력한다.
이를 통해 상기 충전본체(31a)는 충전전원 DC 670V 전압을 입력받아 DC 72V 전압으로 변환하여 부하나 배터리(축전지)에 출력한다.
제어전원은 차량에서 충전모듈(30a,30b,30c) 수만큼 분리시켜 각각 회로차단기(CB1,CB2,CB3), 노이즈필터(NF1,NF2,NF3) 및 파워서플라이(PS1,PS2,PS3)를 통해 충전모듈(30a,30b,30c)에 입력된다.
상기 파워서플라이(PS1,PS2,PS3)는 제어전원 예를 들어 DC 72V 전압을 충전모듈(30a,30b,30c)을 제어하기 위한 DC 전압으로 변환하여 충전모듈(30a,30b,30c)에 공급한다.
이와 같이 입출력 병렬 방식으로 다수의 개별 단위 충전모듈(30a,30b,30c)을 구성하여 전체 30kW 충전용량의 충전기(30)가 되도록 하고, 각 충전모듈별 프리차징 기능을 포함하며, 개별 10kW 충전모듈 고장 발생시에도 나머지 정상적인 충전모듈에 영향을 주지 않도록 개별 충전모듈별 보호 기능으로 퓨즈 외에 프리차징 박스의 회로접촉기(LK)가 차단되도록 개별 충전모듈 보호 기능을 개선하여, 병렬 운전 중인 충전모듈 1대 고장 발생시 다른 충전모듈의 동작에 영향을 미치지 않아 잔여 충전모듈로 충전(배터리) 및 회로(부하)에 정상적인 전원 공급이 가능하다.
또한, DC 72V 제어전원을 충전모듈별로 각각 분리하여 입력함으로써 어느 한 충전모듈의 제어전원 트립시에도 나머지 충전모듈은 정상적으로 동작한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 철도차량 배터리 충전기의 다중화 회로도로서, 50kW 차량 즉, 객차인 경우 배터리 충전기의 다중화 회로도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 단위 충전모듈 다수가 전체 50kW 충전용량을 만들 수 있도록 입출력 병렬 방식으로 구성되는 바, 도면에서는 10kW 충전모듈(60a,…,60e) 5대가 입/출력 병렬 방식으로 구성되어 충전기(60)를 이룬다.
상기 전체 50kW 충전용량은 객차의 부하에 전원을 공급하고 객차의 배터리를 충전하는데 필요한 용량이다.
본 실시예에서는 제어전원과 충전전원을 이중화하여 충전모듈((60a,60b),(60c,60d,60e)) 2대와 3대로 이루어지는 충전그룹에 분리하여 공급하는 방식이다.
먼저, 충전전원의 프리차징 박스(50)는 보조전원장치로부터 예를 들어 DC 670V의 충전전원을 각각 입력받는 다이오드(D1,D2)의 후단에 공통 연결되는 회로접촉기1,2(LKa,LKb)와, 서로 직렬 연결되어 상기 회로접촉기1,2(LKa,LKb)에 각각 병렬 연결되는 충전저항1,2(CHRa,CHRb) 및 충전접촉기1,2(CHKa,CHKb)로 이루어진다.
즉, 서로 직렬 연결되는 충전저항1(CHRa) 및 충전접촉기1(CHKa)이 회로접촉기1(LKa)에 병렬 연결되고, 서로 직렬 연결되는 충전저항2(CHRb) 및 충전접촉기2(CHKb)가 회로접촉기2(LKb)에 병렬 연결된다.
상기 프리차징 박스(50)는 충전전원 DC 670V 전압의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 회로접촉기1,2(LKa,LKb)가 개방되어 후단에 연결된 충전모듈((60a,60b),(60c,60d,60e))에 공급되는 충전전원을 차단한다.
또한, 상기 회로접촉기1(LKa)의 후단에는 충전모듈1,2(제1충전그룹)(60a,60b)이 연결되고 회로접촉기2(LKb)의 후단에는 충전모듈3,4,5(제2충전그룹)(60c,60d,60e)가 연결되며, 상기 충전모듈(60a,…,60e) 각각은 퓨즈(F1,…,F5)와 충전본체(61a,…,61e)가 연결되어 이루어진다.
상기 충전본체(61a)는 입력필터(62a), 주전력소자(63a), 절연변압기(64a), 정류기(65a)와 출력필터(66a)로 이루어진다.
입력필터(62a)는 퓨즈(F1)를 통해 입력되는 충전전원의 직류의 노이즈 성분을 제거한다.
상기 주전력소자(63a)는 풀브릿지 회로로 구성되어 입력필터(62a)에서 인가되는 충전전원을 스위칭하여 절연변압기(64a)의 1차측 전원을 강제로 인버팅시킨다.
그러므로 상기 주전력소자(63a)는 배터리의 충전전압 및 충전전류의 레벨을 가변시킬 수 있다.
이를 위해 상기 주전력소자(63a)는 다수개의 스위칭소자가 구비되어 상호 교번적으로 온오프를 반복하게 된다.
절연변압기(64a)는 상기 주전력소자(63a)를 통해 인버팅된 교류성분의 전원을 배터리의 충전전압레벨(예를 들어 72V)로 감압시키고, 1차측과 2차측을 절연시켜 상호 간의 전기적인 간섭을 방지한다.
정류기(65a)는 상기 절연변압기(64a)의 2차측에서 출력되는 교류성분의 전원을 정류하고, 출력필터(66a)는 상기 정류기(65a)에서 출력되는 직류의 노이즈 성분을 제거하여 순수 직류전원을 출력한다.
이를 통해 상기 충전본체(61a)는 충전전원 DC 670V 전압을 입력받아 DC 72V 전압으로 변환하여 부하나 배터리(축전지)에 출력한다.
DC 72V 제어전원은 차량에서 충전그룹 수만큼 분리시켜(이중화되어) 각각 회로차단기1,2(CB1,CB2)와 노이즈필터1,2(NF1,NF2)를 통해 출력되어 각 충전그룹의 충전모듈((60a,60b),(60c,60d,60e)) 수만큼 분기된 후, 파워서플라이(PS1,…,PS5)를 통해 각 충전모듈(60a,…,60e)에 입력된다.
상기 파워서플라이(PS1,…,PS5)는 DC 72V 제어전원을 충전모듈을 제어하기 위한 직류 전원으로 변환하여 충전모듈에 공급한다.
이와 같이 입출력 병렬 방식으로 개별 10kW 충전모듈을 구성하여 전체 50kW 충전용량이 되도록 하고, 개별 10kW 충전모듈을 서로 다른 소정개수로 묶어 제1충전그룹과 제2충전그룹으로 그룹화하여(이중화하여) 하나의 충전그룹 고장 발생시에도 나머지 정상적인 충전그룹에 영향을 주지 않도록 프리차징 박스(50)의 회로접촉기(LKa,LKb)가 차단되도록 충전그룹 보호 기능을 개선하여, 충전그룹 1대 고장 발생시 다른 충전그룹의 동작에 영향을 미치지 않아 잔여 충전그룹으로 충전(배터리) 및 회로(부하)에 정상적인 전원 공급이 가능하다.
또한, DC 72V 제어전원을 충전그룹별로 각각 분리하여(이중화하여) 입력함으로써 어느 한 충전그룹의 제어전원 트립시에도 나머지 충전그룹은 정상적으로 동작한다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
30,60: 충전기 30a,30b,30c: 충전모듈
31a,31b,31c: 충전본체 40a,40b,40c,50: 프리차징 박스
60a,…,60e: 충전모듈 61a,…,61e: 충전본체
CHKa,CHKb,CHKc: 충전접촉기 CHRa,CHRb,CHRc: 충전저항
D1,D2: 다이오드 F1,…,F5: 퓨즈
LKa,LKb: 회로접촉기

Claims (7)

  1. 철도차량의 전체 충전용량을 출력할 수 있도록 입출력 병렬 방식으로 구성되는 다수의 단위 충전모듈로 이루어지되,
    상기 단위 충전모듈은 DC 충전전원의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 충전전원을 차단하는 프리차징 박스와, 상기 프리차징 박스 후단에 연결되는 퓨즈, 및 상기 퓨즈 후단에 연결되어 DC 충전전원을 배터리 충전과 부하의 제어에 필요한 DC 전압으로 변환하여 출력하는 충전본체를 구비하고,
    상기 단위 충전모듈의 제어전원은 단위 충전모듈 수만큼 분리되어 다수의 단위 충전모듈 각각에 공급되는 것을 특징으로 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리차징 박스에는 DC 충전전원을 각각 입력받는 다이오드의 공통 후단에 연결되어 이상전압 발생시 개방되는 회로접촉기와, 서로 직렬 연결되어 상기 회로접촉기에 병렬 연결되는 충전저항 및 충전접촉기가 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 철도차량은 전체 충전용량이 30kW인 동력차인 것을 특징으로 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로.
  4. 철도차량의 전체 충전용량을 출력할 수 있도록 입출력 병렬 방식으로 구성되는 다수의 단위 충전모듈들을 그룹화한 소정개수의 충전그룹과, DC 충전전원의 고저압을 감시하여 이상전압 발생시 충전그룹에 공급되는 충전전원을 각각 차단하는 프리차징 박스로 이루어지되,
    상기 단위 충전모듈은 상기 프리차징 박스 후단에 연결되는 퓨즈와, 상기 퓨즈 후단에 연결되어 DC 충전전원을 배터리 충전과 부하의 제어에 필요한 DC 전압으로 변환하여 출력하는 충전본체를 구비하고,
    상기 단위 충전모듈의 제어전원은 충전그룹 수만큼 분리되어 다수의 단위 충전모듈에 분기 공급되는 것을 특징으로 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프리차징 박스에는 DC 충전전원을 각각 입력받는 다이오드의 공통 후단에 연결되어 이상전압 발생시 개방되는 회로접촉기와, 서로 직렬 연결되어 상기 회로접촉기에 병렬 연결되는 충전저항 및 충전접촉기가 충전그룹 수만큼 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 철도차량은 전체 충전용량이 50kW인 객차인 것을 특징으로 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 충전본체에 퓨즈를 통해 입력되는 DC 충전전원의 직류 노이즈 성분을 제거하는 입력필터와, 상기 입력필터에서 인가되는 DC 충전전원을 스위칭하여 절연변압기의 1차측 전원을 인버팅시키는 주전력소자와, 상기 주전력소자를 통해 인버팅된 교류성분의 전원을 배터리의 충전전압레벨로 감압시키는 절연변압기와, 상기 절연변압기의 2차측에서 출력되는 전원을 정류하는 정류기, 및 상기 정류기에서 출력되는 직류의 노이즈 성분을 제거하여 순수 DC전원을 출력하는 출력필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량 배터리 충전기의 다중화회로.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111055689A (zh) * 2020-01-14 2020-04-24 中车资阳机车有限公司 一种纯电动轨道机车双支路预充电电路及控制方法
CN114128132A (zh) * 2019-09-26 2022-03-01 日立建机株式会社 作业机械

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960016046A (ko) * 1994-10-19 1996-05-22 석진철 철도차량의 밧데리 충전 회로
KR20050115587A (ko) * 2004-06-04 2005-12-08 주식회사 로템 철도차량의 중요 비상설비에 대한 이중화전원 공급장치
JP2010041840A (ja) * 2008-08-06 2010-02-18 Toyo Electric Mfg Co Ltd 車両用電源装置
KR20120032103A (ko) * 2010-09-28 2012-04-05 현대로템 주식회사 철도차량의 보조전원장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960016046A (ko) * 1994-10-19 1996-05-22 석진철 철도차량의 밧데리 충전 회로
KR20050115587A (ko) * 2004-06-04 2005-12-08 주식회사 로템 철도차량의 중요 비상설비에 대한 이중화전원 공급장치
JP2010041840A (ja) * 2008-08-06 2010-02-18 Toyo Electric Mfg Co Ltd 車両用電源装置
KR20120032103A (ko) * 2010-09-28 2012-04-05 현대로템 주식회사 철도차량의 보조전원장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114128132A (zh) * 2019-09-26 2022-03-01 日立建机株式会社 作业机械
CN114128132B (zh) * 2019-09-26 2024-06-07 日立建机株式会社 作业机械
CN111055689A (zh) * 2020-01-14 2020-04-24 中车资阳机车有限公司 一种纯电动轨道机车双支路预充电电路及控制方法
CN111055689B (zh) * 2020-01-14 2023-08-18 中车资阳机车有限公司 一种纯电动轨道机车双支路预充电电路控制方法

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