KR101686125B1 - Dual power supply system for vehicle, using battery sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 이중 전원 시스템은 DC-DC 컨버터의 내부에 병렬로 구성되며, 제1전원을 변환하여 제2전원을 충전하는 복수의 상 컨버터들(phase converters), 상기 상 컨버터들로부터 출력되는 출력 전류의 전류 값을 검출하는 전류 검출 회로 및 상기 출력 전류의 전류 값과 상기 제1전원 및 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들 각각의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함한다.The dual power system for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a plurality of phase converters that are arranged in parallel in a DC-DC converter and charge a second power source by converting a first power source, And a control unit for controlling the operation of each of the plurality of phase converters based on the current value of the output current and the remaining capacity of the first power source and the second power source, Circuit.

Figure R1020150066765
Figure R1020150066765

Description

배터리 센서를 이용한 차량용 이중 전원 시스템{DUAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR VEHICLE, USING BATTERY SENSOR}{DUAL POWER SUPPLY SYSTEM FOR VEHICLE, USING BATTERY SENSOR}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 차량용 이중 전원 시스템에 관한 것으로, 특히 컨버터로부터 출력되는 전류 값과 전원의 잔존 용량에 기초하여 각 전원 사이에 접속된 DC-DC 컨버터의 동작을 제어할 수 있는 차량용 이중 전원 시스템이다.An embodiment according to the concept of the present invention relates to a dual power supply system for a vehicle, and more particularly to a dual power supply system for a vehicle which can control the operation of a DC-DC converter connected between respective power supplies based on a current value output from a converter and a remaining capacity of the power supply It is a dual power system.

DC-DC 컨버터는 직류 간의 변압에 사용되며, 특히 12V와 48V를 병행하여 사용하는 경우와 같은 차량용 이중 전원 시스템에서는 전원 간의 변압을 위하여 양방향 DC-DC 컨버터가 포함된다. 이러한 양방향 DC-DC 컨버터는 고전압 배터리가 저전압 배터리를 충전하는 벅(buck) 모드와 저전압 배터리가 고전압 배터리를 충전하는 부스트(boost) 모드로 동작할 수 있다.DC-DC converters are used for transforming between direct currents. In particular, in a dual power system for vehicles such as those used in parallel with 12V and 48V, bidirectional DC-DC converters are included for transforming between power sources. This bidirectional DC-DC converter can operate in a buck mode where the high voltage battery charges the low voltage battery and a boost mode in which the low voltage battery charges the high voltage battery.

DC-DC 컨버터는 효과적인 전력변환 및 전류분배를 위하여 병렬로 구성되는 복수의 상 컨버터들을 포함하는 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, DC-DC 컨버터는 6개의 상 컨버터들로 구성된 6상 DC-DC 컨버터, 12개의 상 컨버터들로 구성된 12상 DC-DC 컨버터 등의 형태로 구현될 수 있다.The DC-DC converter may be configured to include a plurality of phase converters configured in parallel for effective power conversion and current distribution. For example, the DC-DC converter may be implemented in the form of a six-phase DC-DC converter composed of six phase converters and a 12-phase DC-DC converter composed of twelve phase converters.

DC-DC 컨버터의 벅 모드 또는 부스트 모드의 동작 과정에서 과충전 또는 배터리 충전 동작 이상 등의 문제가 생길 수 있다.During the operation of the DC-DC converter in the buck mode or the boost mode, problems such as overcharging or abnormal charging of the battery may occur.

한국등록특허 제10-1028020호 (등록일자 2011. 04.01)Korean Registered Patent No. 10-1028020 (registered date Apr. 2011)

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 컨버터로부터 출력되는 전류 값과 전원의 잔존 용량에 기초하여 각 전원 사이에 접속된 DC-DC 컨버터의 동작을 안전하게 제어할 수 있는 차량용 이중 전원 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a dual power system for a vehicle capable of safely controlling the operation of a DC-DC converter connected between power sources based on a current value output from a converter and a remaining capacity of the power source.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 이중 전원 시스템은 DC-DC 컨버터의 내부에 병렬로 구성되며, 제1전원을 변환하여 제2전원을 충전하는 복수의 상 컨버터들(phase converters), 상기 상 컨버터들로부터 출력되는 출력 전류의 전류 값을 검출하는 전류 검출 회로 및 상기 출력 전류의 전류 값과 상기 제1전원 및 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들 각각의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다.The dual power system for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a plurality of phase converters that are arranged in parallel in a DC-DC converter and charge a second power source by converting a first power source, And a control unit for controlling the operation of each of the plurality of phase converters based on the current value of the output current and the remaining capacity of the first power source and the second power source, Circuit.

실시 예에 따라, 상기 제어 회로는 상기 제1전원의 잔존 용량과 상기 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들의 동작 모드를 결정할 수 있다.According to the embodiment, the control circuit can determine the operation mode of the plurality of phase converters based on the remaining capacity of the first power source and the remaining capacity of the second power source.

실시 예에 따라, 상기 제어 회로는 상기 제1전원의 잔존 용량과 상기 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들의 동작 모드를 전환할 수 있다.According to the embodiment, the control circuit can switch the operation mode of the plurality of phase converters based on the remaining capacity of the first power source and the remaining capacity of the second power source.

실시 예에 따라, 상기 제어 회로는 외부 명령 신호 및 상기 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들 중에서 동작시킬 상 컨버터의 개수를 결정할 수 있다.According to an embodiment, the control circuit may determine the number of phase converters to operate among the plurality of phase converters based on the external command signal and the remaining capacity of the second power source.

실시 예에 따라, 상기 제어 회로는 상기 전류 값과 상기 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들 중에서 동작하는 상 컨버터의 개수를 조절할 수 있다.According to an embodiment, the control circuit may adjust the number of phase converters operating among the plurality of phase converters based on the current value and the remaining capacity of the second power source.

실시 예에 따라, 상기 제어 회로는 상기 제2전원의 잔존 용량의 변화율과 상기 전류 값에 기초하여, 상기 제2전원이 정상적으로 충전되고 있는지 여부를 판단할 수 있다.According to the embodiment, the control circuit can determine whether or not the second power source is normally charged based on the rate of change of the remaining capacity of the second power source and the current value.

실시 예에 따라, 상기 제어 회로는 상기 제2전원이 정상적으로 충전되고 있는지 여부에 따라, 알림 신호를 발생시킬 수 있다.According to an embodiment, the control circuit may generate a notification signal depending on whether the second power source is normally charged.

본 발명의 실시 예에 따른 방법과 장치는 컨버터로부터 출력되는 전류 값과 전원의 잔존 용량에 기초하여 각 전원 사이에 접속된 DC-DC 컨버터의 동작을 안전하게 제어할 수 있는 효과가 있다.The method and apparatus according to the embodiment of the present invention can safely control the operation of the DC-DC converter connected between each power supply based on the current value output from the converter and the remaining capacity of the power supply.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 전원 시스템의 블록도이다.
도 2는 도시된 이중 전원 시스템의 일 실시 예에 따른 동작 방법의 플로우차트이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
1 is a block diagram of a dual power system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of an operational method according to one embodiment of the illustrated dual power system.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 전원 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a dual power system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이중 전원 시스템(100)은 제1전원(30)과 제2전원(40)을 포함하며, 제1전원(30)과 제2전원(40) 간에 전원을 변환하여 충전 동작을 수행하는 DC-DC 컨버터(DC-DC converter;10)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the dual power system 100 includes a first power source 30 and a second power source 40, and converts power between the first power source 30 and the second power source 40, And a DC-DC converter (DC-DC converter)

DC-DC 컨버터(10)는 효과적인 전력 변환 및 전류분배를 위하여 병렬로 구성되는 복수의 상 컨버터들(phase converters; 10-1 ~ 10-N), 전류 검출 소자(12), 전류 검출 회로(14), 및 제어 회로(20)를 포함할 수 있다.The DC-DC converter 10 includes a plurality of phase converters 10-1 to 10-N configured in parallel for effective power conversion and current distribution, a current detection element 12, a current detection circuit 14 ), And a control circuit (20).

복수의 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N) 각각은 DC-DC 컨버터(10)의 여러 상들(phases) 각각에 상응하며, 제1전원(30)의 제1전압을 제2전원(40)의 제2전압으로, 또는 제2전원(40) 제2전압을 제1전원(30)의 제1전압으로 변압할 수 있다.Each of the plurality of phase converters 10-1 to 10-N corresponds to each of a plurality of phases of the DC-DC converter 10 and supplies a first voltage of the first power source 30 to the second power source 40 Or the second voltage of the second power source 40 to the first voltage of the first power source 30, as shown in FIG.

전류 검출 소자(12)는 복수의 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)로부터 제2전원(40)으로 출력되는 출력 전류 또는 복수의 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)로부터 제1전원(30)으로 출력되는 출력 전류를 검출하기 위하여 구성된다. The current detection element 12 receives the output current from the plurality of phase converters 10-1 to 10-N to the second power source 40 or the output current from the plurality of phase converters 10-1 to 10- 1 power supply 30, as shown in FIG.

복수의 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)로부터 제1전원(30)으로 출력되는 출력 전류는 제2전원(40)으로부터 복수의 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)로 입력되는 입력 전류와 같은 값을 가지므로 도 1의 전류 검출 소자(12)의 위치에서 측정될 수 있다.The output currents output from the plurality of phase converters 10-1 to 10-N to the first power source 30 are input from the second power source 40 to the plurality of phase converters 10-1 to 10-N And therefore can be measured at the position of the current detecting element 12 in Fig.

실시 예에 따라, 전류 검출 소자(12)는 션트 저항(shunt resistor), 전류 변환기(Current Transducer(CT)) 등으로 구현될 수 있다.According to an embodiment, the current detection element 12 may be implemented with a shunt resistor, a current transducer (CT), or the like.

전류 검출 회로(14)는 전류 검출 소자(12)를 통하여 검출되는 전류의 전류 값을 감지할 수 있다. 전류 검출 회로(14)는 감지된 전류 값(ISENSE)을 제어 회로(20)로 전송 할 수 있다.The current detection circuit 14 can sense the current value of the current detected through the current detection element 12. [ The current detection circuit 14 can transmit the sensed current value ISENSE to the control circuit 20. [

제어 회로(20)는 이중 전원 시스템(100)의 외부로부터 전송된 외부 명령 신호(CMD), 전류 검출 회로(14)로부터 전송된 전류 값(ISENSE), 및 각 전원(30, 40)의 전원 센서(32, 42)로부터 전송된 잔존 용량(BAT1, BAT2) 중에서 적어도 어느 하나에 기초하여 이중 전원 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The control circuit 20 receives the external command signal CMD transmitted from the outside of the dual power supply system 100, the current value ISENSE transmitted from the current detection circuit 14, The overall operation of the dual power supply system 100 can be controlled based on at least one of the remaining capacities BAT1 and BAT2 transmitted from the power supply units 32 and 42. [

실시 예에 따라, 전원 센서(32, 42)는 지능형 배터리 센서(Intelligent Battery Sensor(IBS))로 구현될 수 있다. 이 경우, 잔존 용량(BAT1, BAT2)은 지능형 배터리 센서로부터 전송되는 배터리 충전 상태(State Of Charge(SOC)) 값일 수 있다.According to an embodiment, the power sensors 32, 42 may be implemented with an Intelligent Battery Sensor (IBS). In this case, the remaining capacities BAT1 and BAT2 may be values of the State Of Charge (SOC) transmitted from the intelligent battery sensor.

제어 회로(20)는 MCU(Micro Control unit; 22)와 스위칭 제어 회로(switching control circuit; 24)를 포함할 수 있다.The control circuit 20 may include an MCU (Micro Control Unit) 22 and a switching control circuit (24).

실시 예에 따라, MCU(22)는 제1전원(30)과 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT1, BAT2)에 기초하여 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)의 동작 모드를 결정하고, 이에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다. 상기 동작 모드는 고전압 배터리가 저전압 배터리를 충전하는 벅(buck) 모드와 저전압 배터리가 고전압 배터리를 충전하는 부스트(boost) 모드로 구분될 수 있다.According to the embodiment, the MCU 22 sets the operation modes of the phase converters 10-1 to 10-N based on the remaining capacities BAT1 and BAT2 of the first power source 30 and the second power source 40 And generate a control signal accordingly. The operation mode may be divided into a buck mode in which the high voltage battery charges the low voltage battery and a boost mode in which the low voltage battery charges the high voltage battery.

MCU(22)는 현재 동작 모드를 제1전원(30)과 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT1, BAT2)에 기초하여 전환할 수도 있다.The MCU 22 may switch the current operation mode based on the remaining capacities BAT1 and BAT2 of the first power source 30 and the second power source 40. [

다른 실시 예에 따라, 제2전원(40)을 충전하는 경우, MCU(22)는 외부 명령 신호(CMD)와 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)에 기초하여 최초에 동작 시킬 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)의 개수와 동작시킬 상 컨버터를 결정할 수 있다. 이에 따라, MCU(22)는 제어 신호를 생성할 수 있다. In accordance with another embodiment, when charging the second power source 40, the MCU 22 may be configured to initially operate based on the external command signal CMD and the remaining capacity BAT2 of the second power source 40, The number of phase converters 10-1 to 10-N can be determined. Accordingly, the MCU 22 can generate the control signal.

예컨대, 제어 회로(20)로 입력되는 외부 명령 신호(CMD)는 차량에 포함되어 있는 ECU(Electronic Control Unit)로부터 전송될 수 있으며, 외부 명령 신호(CMD)는 주변 회로에서 요구되는 제1전원(30)의 출력 또는 제2전원(40)의 출력에 관한 정보를 포함할 수 있다.For example, the external command signal CMD input to the control circuit 20 may be transmitted from an ECU (Electronic Control Unit) included in the vehicle, and the external command signal CMD may be transmitted to the first power source 30, or the output of the second power source 40. In this case,

반대로, 제1전원(30)을 충전하는 경우, MCU(22)는 외부 명령 신호(CMD)와 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)에 기초하여 최초에 동작 시킬 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)의 개수와 동작시킬 상 컨버터를 결정할 수 있다. 이에 따라, MCU(22)는 제어 신호를 생성할 수 있다. Conversely, when the first power source 30 is charged, the MCU 22 is controlled by the phase inverters 10 - 1 to be initially operated based on the external command signal CMD and the remaining capacity BAT1 of the first power source 30, 1 to 10-N) and the phase converter to be operated. Accordingly, the MCU 22 can generate the control signal.

제2전원(40)을 충전하는 중인 경우, MCU(22)는 전류 값(ISENSE)과 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)에 기초하여 동작하는 상 컨버터의 개수와 동작하는 상 컨버터를 조절하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.When charging the second power source 40, the MCU 22 operates a phase converter operating with the number of phase converters operating based on the current value ISENSE and the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 It is possible to generate a control signal for adjusting the current.

반대로, 제1전원(30)을 충전하는 중인 경우, MCU(22)는 전류 값(ISENSE)과 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)에 기초하여 동작하는 상 컨버터의 개수와 동작하는 상 컨버터를 조절하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.Conversely, in the case of charging the first power source 30, the MCU 22 operates in accordance with the number of phase converters operating on the basis of the current value ISENSE and the remaining capacity BAT1 of the first power source 30 A control signal for adjusting the converter can be generated.

또 다른 실시 예에 따라, MCU(22)는 충전되는 전원, 예컨대 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)의 변화율과 전류 값(ISENSE)에 기초하여 제2전원(40)이 정상적으로 충전되고 있는지 여부를 판단할 수 있다. MUC(22)는 판단 결과에 따라 알림 신호(NOT)를 발생시킬 수 있다.According to another embodiment, the MCU 22 is normally charged with the second power source 40 based on the rate of change of the remaining power source BAT2 of the second power source 40 and the current value ISENSE Or not. The MUC 22 may generate a notification signal (NOT) according to the determination result.

반대로, 제1전원(30)을 충전하는 경우, MCU(22)는 제1전원(40)의 잔존 용량(BAT1)의 변화율과 전류 값(ISENSE)에 기초하여 제1전원(30)이 정상적으로 충전되고 있는지 여부를 판단할 수 있다. MUC(22)는 판단 결과에 따라 알림 신호(NOT)를 발생시킬 수 있다.Conversely, when the first power source 30 is charged, the MCU 22 normally charges the first power source 30 based on the rate of change of the remaining capacity BAT1 of the first power source 40 and the current value ISENSE Or not. The MUC 22 may generate a notification signal (NOT) according to the determination result.

MCU(22)의 주변 회로는 알림 신호(NOT)에 따라, 제1전원(30) 또는 제2전원(40)의 이상 상태를 시각적 또는 청각적으로 사용자에게 알릴 수 있다.The peripheral circuit of the MCU 22 can visually or audibly inform the user of the abnormal state of the first power source 30 or the second power source 40 in accordance with the notification signal NOT.

나아가, MCU(22)는 제1전원(30) 또는 제2전원(40)이 정상적으로 충전되고 있지 않다고 판단되는 경우, 복수의 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)의 동작을 중단시키기 위한 제어 신호를 스위칭 제어 회로(24)로 전송할 수도 있다.Further, when it is determined that the first power source 30 or the second power source 40 is not normally charged, the MCU 22 stops the operation of the plurality of phase converters 10-1 to 10-N And may transmit the control signal to the switching control circuit 24.

스위칭 제어 회로(24)는 MCU(22)로부터 전송된 제어 신호에 따라 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N)에 포함된 스위칭 회로들(미도시)을 제어하기 위한 스위칭 신호들을 출력할 수 있다. The switching control circuit 24 can output switching signals for controlling the switching circuits (not shown) included in the phase converters 10-1 to 10-N according to the control signal transmitted from the MCU 22 have.

실시 예에 따라, 스위칭 신호들은 PWM(Pulse Width Modulation) 신호일 수 있다.According to an embodiment, the switching signals may be PWM (Pulse Width Modulation) signals.

제1전원(30)에는 제1전원(30)의 잔존 용량을 감지하여 감지된 잔존 용량(BAT1)을 출력하는 제1전원 센서(32)가 함께 구성되며, 제2전원(40)에는 제2전원(40)의 잔존 용량을 감지하여 감지된 잔존 용량(BAT2)을 출력하는 제2전원 센서(42)가 함께 구성될 수 있다.The first power source 30 is provided with a first power source sensor 32 for sensing the remaining capacity of the first power source 30 and outputting the sensed remaining capacity BAT1, And a second power source sensor 42 for sensing the remaining capacity of the power source 40 and outputting the sensed remaining capacity BAT2.

이중 전원 시스템(100)의 전체적인 동작 방법에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명된다.The overall operation of the dual power system 100 will be described in detail with reference to FIG.

도 2는 도시된 이중 전원 시스템의 일 실시 예에 따른 동작 방법의 플로우차트이다.2 is a flowchart of an operational method according to one embodiment of the illustrated dual power system.

도 2에서는 제1전원(30)의 전압이 제2전원(40)의 전압보다 높은 경우를 가정하여 설명한다.2, it is assumed that the voltage of the first power source 30 is higher than the voltage of the second power source 40. FIG.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이중 전원 시스템(100)은 제1전원(30) 및 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT1 및 BAT2)에 기초하여, 동작 모드를 결정할 수 있다(S10).Referring to FIGS. 1 and 2, a dual power supply system 100 according to an embodiment of the present invention includes a first power supply 30 and a second power supply 40, (S10).

예컨대, 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)은 기준 값 이상이고 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)은 기준 값 이하인 경우, 제어 회로(20)는 동작 모드를 벅 모드로 결정할 수 있다.For example, when the remaining capacity BAT1 of the first power source 30 is higher than the reference value and the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 is lower than the reference value, the control circuit 20 determines the operation mode to be the buck mode .

제어 회로(20)는 동작 모드를 확인하고(S20). 동작 모드가 벅 모드인 경우에는 벅 모드로 동작시킬 상 컨버터의 개수를 결정하고(S22), 동작 모드가 부스트 모드인 경우에는 부스트 모드로 동작시킬 상 컨버터의 개수를 결정할 수 있다(S24).The control circuit 20 confirms the operation mode (S20). When the operation mode is the buck mode, the number of phase converters to be operated in the buck mode is determined (S22). If the operation mode is the boost mode, the number of phase converters to be operated in the boost mode can be determined (S24).

제어 회로(20)는 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)과 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2) 중의 적어도 어느 하나와 외부 명령 신호(CMD)에 기초하여 복수의 상 컨버터들(10-1 ~ 10-N) 중에서 최초에 동작시킬 상 컨버터의 개수와 동작시킬 상 컨버터를 결정할 수 있다.The control circuit 20 controls the plurality of phase converters 30 based on at least one of the remaining capacity BAT1 of the first power source 30 and the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 and the external command signal CMD. The number of phase converters to be operated first among the phase converters 10-1 to 10-N and the phase converter to be operated can be determined.

예컨대, 벅 모드의 경우, 제어 회로(20)는 외부 명령 신호(CMD)에 따라 외부에서 요구되는 제2전원(40)의 출력에 비하여 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)의 부족량이 많은 경우에는 많은 개수의 상 컨버터를 동작시키도록 결정하고, 외부 명령 신호(CMD)에 따라 외부에서 요구되는 제2전원(40)의 출력에 비하여 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)의 부족량이 적은 경우에는 적은 개수의 상 컨버터를 동작시키도록 결정할 수 있다.For example, in the case of the buck mode, the control circuit 20 determines that the deficiency of the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 is smaller than the output of the second power source 40 required externally in accordance with the external command signal CMD It is determined that a large number of phase converters are to be operated and the number of phase converters of the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 is set larger than the output of the second power source 40 required externally in accordance with the external command signal CMD. If the amount of deficiency is small, it is possible to decide to operate a small number of phase converters.

마찬가지로, 부스트 모드의 경우, 제어 회로(20)는 외부 명령 신호(CMD)에 따라 외부에서 요구되는 제1전원(30)의 출력에 비하여 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)의 부족량이 많은 경우에는 많은 개수의 상 컨버터를 동작시키도록 결정하고, 외부 명령 신호(CMD)에 따라 외부에서 요구되는 제1전원(30)의 출력에 비하여 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)의 부족량이 적은 경우에는 적은 개수의 상 컨버터를 동작시키도록 결정할 수 있다.Likewise, in the case of the boost mode, the control circuit 20 determines that the deficiency of the remaining capacity BAT1 of the first power source 30 is smaller than the output of the first power source 30 required externally in accordance with the external command signal CMD It is determined that a large number of phase converters are to be operated and that the number of phase converters of the remaining capacity BAT1 of the first power source 30 is higher than the output of the first power source 30 required externally according to the external command signal CMD. If the amount of deficiency is small, it is possible to decide to operate a small number of phase converters.

제어 회로(20)에 의해 동작시키기로 결정된 상 컨버터는 제어 회로(20)의 제어에 따라 벅 모드로 구동될 수 있다(S26).The phase converter determined to be operated by the control circuit 20 may be driven in the buck mode under the control of the control circuit 20 (S26).

제어 회로(20)는 전류 검출 회로(14)로부터 전송된 전류 값(ISENSE)과 잔존 용량(BAT2)에 기초하여 출력되고 있는 전류 값(ISENSE)이 적절한지 여부를 판단할 수 있다(S28).The control circuit 20 can judge whether the current value ISENSE transferred from the current detection circuit 14 and the current value ISENSE outputted based on the remaining capacity BAT2 are appropriate or not at step S28.

제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)에 비하여 출력되는 전류 값(ISENSE)이 적절하지 않은 경우에는 구동시킬 상 컨버터의 개수를 조절할 수 있다(S22).If the current value ISENSE output from the second power source 40 is less than the remaining capacity BAT2, the number of phase converters to be driven can be adjusted (S22).

예컨대, 잔존 용량(BAT2)이 충전 목표량에 근접하여 현재 전류 값(ISENSE)이 크다고 판단되는 경우에는 구동시킬 상 컨버터의 개수를 줄이고, 잔존 용량(BAT2)이 아직 충전 목표량에 미달되어 현재 전류 값(ISENSE)이 작다고 판단되는 경우에는 구동시킬 상 컨버터의 개수를 늘릴 수 있다. For example, when it is determined that the remaining capacity BAT2 is close to the charge target amount and the present current value ISENSE is large, the number of phase converters to be driven is decreased and the remaining capacity BAT2 is still below the charge target amount, ISENSE) is small, the number of phase converters to be driven can be increased.

제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)에 비하여 출력되는 전류 값(ISENSE)이 적절한 경우에는 현재 이중 전원 시스템(100)의 동작 모드가 적절한지 여부를 추가적으로 판단할 수 있다(S30).If the current value ISENSE outputted from the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 is appropriate, it can be additionally determined whether the current operation mode of the dual power system 100 is appropriate (S30).

실시 예에 따라, 제어 회로(20)는 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)과 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)에 기초하여, 현재 이중 전원 시스템(100)의 동작 모드가 적절한지 여부를 판단할 수 있다.The control circuit 20 controls the operation mode of the dual power supply system 100 based on the remaining capacity BAT1 of the first power supply 30 and the remaining capacity BAT2 of the second power supply 40, Is appropriate.

예컨대, 제1전원(30)의 잔존 용량(BAT1)은 기준 값 이하이고, 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)은 기준 값 이상 임에도 벅 모드가 유지되고 있다면 동작 모드가 부적절하다고 판단할 수 있다.For example, if the remaining capacity BAT1 of the first power source 30 is less than the reference value and the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 is equal to or greater than the reference value, if the buck mode is maintained, .

동작 모드가 부적절한 경우 동작 모드를 다시 결정하고(S10), 동작 모드가 적절한 경우에는 배터리 충전이 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 추가적으로 판단할 수 있다(S32).If the operation mode is inappropriate, the operation mode is determined again (S10). If the operation mode is appropriate, it is further determined whether the battery charging is normally performed (S32).

제어 회로(20)는 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)의 변화량과 전류 값(ISENSE)에 기초하여, 제2전원(40)이 정상적으로 충전되고 있는지를 판단할 수 있다. 예컨대, 제2전원(40)으로 입력되는 전류 값(ISENSE)에 따라 예상되는 잔존 용량(BAT2)의 변화량에 비하여 실제 제2전원(40)의 잔존 용량(BAT2)의 변화량이 적다면 제2전원(40)의 충전이 비정상적이라고 판단될 수 있다.The control circuit 20 can determine whether or not the second power source 40 is normally charged based on the change amount of the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 and the current value ISENSE. For example, if the change amount of the remaining capacity BAT2 of the second power source 40 is smaller than the variation amount of the remaining capacity BAT2 predicted according to the current value ISENSE input to the second power source 40, It can be determined that the charging of the battery 40 is abnormal.

충전이 정상적이라고 판단되는 경우 이중 전원 시스템(100)은 그대로 벅 모드로 동작하며(S26), 충전이 비정상적이라고 판단되는 경우 제어 회로(20)는 제2전원(40)의 이상 상태를 알리는 알림 신호(NOT)를 발생시킬 수 있다(S34).When it is determined that charging is normal, the dual power supply system 100 operates in the buck mode as it is (S26). If it is determined that the charging is abnormal, the control circuit 20 outputs a notification signal (NOT) can be generated (S34).

S36 단계 내지 S44 단계는 동작 모드가 부스트 모드인 점을 제외하면, S22 단계 내지 S34 단계와 실질적으로 동일하다.Steps S36 to S44 are substantially the same as steps S22 to S34 except that the operation mode is the boost mode.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : DC-DC 컨버터
10-1 ~ 10-N : 상 컨버터
12 : 전류 검출 소자
14 : 전류 검출 회로
20 : 제어 회로
22 : MCU(Micro Control Unit)
24 : 스위칭 제어 회로
100 : 이중 전원 시스템10: DC-DC converter
10-1 to 10-N: phase converter
12: Current detection element
14: Current detection circuit
20: Control circuit
22: Micro Control Unit (MCU)
24: Switching control circuit
100: Dual power system

Claims (7)

DC-DC 컨버터의 내부에 병렬로 구성되며, 제1전원을 변환하여 제2전원을 충전하는 복수의 상 컨버터들(phase converters);
상기 상 컨버터들로부터 출력되는 출력 전류의 전류 값을 검출하는 전류 검출 회로; 및
상기 출력 전류의 전류 값, 상기 제1, 2전원의 잔존 용량 및 상기 제1, 2전원의 출력에 관한 정보를 포함하는 외부 명령 신호(CMD)에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들 각각의 동작모드를 결정하고, 상기 동작 모드에 따른 제어 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU); 및 상기 마이크로 컨트롤 유닛으로부터 전송된 상기 제어 신호에 따라서 상기 상 컨버터의 스위칭 회로를 제어하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 스위칭 제어 회로;를 포함하는 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 이중 전원 시스템.A plurality of phase converters arranged in parallel in the DC-DC converter, the phase converters converting the first power source to charge the second power source;
A current detection circuit for detecting a current value of an output current outputted from the phase converters; And
Based on an external command signal (CMD) including information on the current value of the output current, the remaining capacity of the first and second power supplies, and the outputs of the first and second power supplies, the operation of each of the plurality of phase converters A micro control unit (MCU) for determining a mode and generating a control signal according to the operation mode; And a switching control circuit for outputting a switching signal for controlling the switching circuit of the phase converter according to the control signal transmitted from the micro control unit. 제1항에 있어서,
상기 동작 모드는,
고전압 배터리가 저전압 배터리를 충전하는 벅 모드(buck mode)와 상기 저전압 배터리가 상기 고전압 배터리를 충전하는 부스트 모드(boost mode) 중 하나인 것을 특징으로 하는 차량용 이중 전원 시스템.The method according to claim 1,
The operation mode includes:
Wherein the high voltage battery is one of a buck mode charging the low voltage battery and a boost mode in which the low voltage battery charges the high voltage battery. 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제1전원의 잔존 용량과 상기 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들의 동작 모드를 전환하는 차량용 이중 전원 시스템.The control circuit according to claim 2,
And switches the operation mode of the plurality of phase converters based on the remaining capacity of the first power source and the remaining capacity of the second power source. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
외부 명령 신호 및 상기 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들 중에서 동작시킬 상 컨버터의 개수를 결정하는 차량용 이중 전원 시스템.2. The control circuit according to claim 1,
And determines the number of phase converters to be operated among the plurality of phase converters based on the external command signal and the remaining capacity of the second power source. 제4항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 전류 값과 상기 제2전원의 잔존 용량에 기초하여, 상기 복수의 상 컨버터들 중에서 동작하는 상 컨버터의 개수를 조절하는 차량용 이중 전원 시스템.5. The semiconductor memory device according to claim 4,
And adjusts the number of phase converters operating among the plurality of phase converters based on the current value and the remaining capacity of the second power source. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제2전원의 잔존 용량의 변화율과 상기 전류 값에 기초하여, 상기 제2전원이 정상적으로 충전되고 있는지 여부를 판단하는 차량용 이중 전원 시스템.2. The control circuit according to claim 1,
And determines whether or not the second power source is normally charged based on the rate of change of the remaining capacity of the second power source and the current value. 제6항에 있어서, 상기 제어 회로는,
상기 제2전원이 정상적으로 충전되고 있는지 여부에 따라, 알림 신호를 발생시키는 차량용 이중 전원 시스템.7. The control circuit according to claim 6,
And generates a notification signal according to whether the second power is normally charged.
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