KR102043050B1 - Method And Apparatus for Detecting Failure of Electronic Vehicle Charger - Google Patents

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Abstract

전기차 충전기의 고장 검출 방법 및 장치를 개시한다.
본 실시예는 전기차 충전 과정에서 배터리로부터 충전기로 서지 전류 형태의 역전류가 흐르는 경우, 배터리 및 주변 회로가 고장날 수 있으므로, 전기차 충전 과정에서 발생하는 역전류를 방지하기 위해 역전류 방지 다이오드의 고장 유무를 검출하도록 하는 전기차 충전기의 고장 검출 방법 및 장치를 제공한다.Disclosed are a method and apparatus for detecting a failure of an electric vehicle charger.
In this embodiment, when a reverse current in the form of a surge current flows from the battery to the charger during the charging of the electric vehicle, the battery and the peripheral circuit may be broken, so that there is a failure of the reverse current prevention diode to prevent the reverse current generated during the charging of the electric vehicle. It provides a failure detection method and apparatus for an electric vehicle charger to detect the.

Description

전기차 충전기의 고장 검출 방법 및 장치{Method And Apparatus for Detecting Failure of Electronic Vehicle Charger}Method and Apparatus for Detecting Failure of Electric Vehicle Chargers {Method And Apparatus for Detecting Failure of Electronic Vehicle Charger}

본 실시예는 전기차 충전기의 고장 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.This embodiment relates to a failure detection method and apparatus of an electric vehicle charger.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The contents described below merely provide background information related to this embodiment and do not constitute a prior art.

도 1은 일반적인 전기차 충전기를 나타낸 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a general electric vehicle charger.

일반적인 전기차 충전기는 전기차 내의 배터리를 충전하기 위하여, 충전기로부터 배터리로 전류를 흘려준다. 충전기로부터 배터리로 전류를 흘려줄 때, 잘못하여 배터리로부터 충전기로 역으로 전류가 흐르게 된다. 전기차의 충전 과정에서 역전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 일반적으로 역전류 방지 다이오드가 충전기에 구비된다.A typical electric vehicle charger flows current from the charger to the battery in order to charge the battery in the electric vehicle. When current flows from the charger to the battery, it inadvertently flows back from the battery to the charger. In order to prevent reverse current from flowing in the charging process of an electric vehicle, a reverse current prevention diode is generally provided in the charger.

전기차 충전기는 전기차 내부의 배터리를 충전하기 위하여 교류 전력을 인가받아서 직류로 변환해 주는 전력변환장치를 사용한다. 전력변환장치는 큰 용량 한 개로 제작하여 사용하는 경우도 있지만, 복수 개의 소용량 전력변환장치를 병렬 연결하여 사용하기도 한다. 전술한, 소용량의 전력변환장치를 전력변환모듈 또는 충전모듈이라 칭한다.The EV charger uses a power converter that converts an AC power into a DC to charge the battery in the EV. In some cases, a power converter may be manufactured using one large capacity, but a plurality of small capacity power converters may be connected in parallel. The small capacity power converter described above is called a power conversion module or a charging module.

일반적인 충전모듈의 경우는 역전류 방지 다이오드를 충전모듈에 내장시켜 사용한다. 전기차 충전기를 오랫동안 사용하게 되면 역전류 방지 다이오드가 고장이 날 수 있는데, 다이오드는 반도체로서 고장시 대개 단락 상태가 된다. 역전류 방지 다이오드가 고장나서 단락 상태가 되면, 충전시 초기에 차량 배터리로부터 충전기로 역전류가 흐를 수 있다. In the case of a general charging module, a reverse current prevention diode is built in the charging module. If the EV charger is used for a long time, the reverse current protection diode may break down. The diode is a semiconductor and usually shorts. If the reverse current protection diode fails and becomes a short circuit, reverse current may flow from the vehicle battery to the charger initially during charging.

역전류는 충전기의 출력측(역전류 방지 다이오드의 바로 앞단)에 설치된 대용량의 콘덴서를 충전하기 때문에 순간적으로 매우 큰 서지(Surge) 형태의 전류가 된다. 일반적으로 전기차의 배터리를 역전류로부터 보호하기 위한 방법은 다음과 같다. 충전기의 출력측에 별도의 전류 센서를 부착하여 역으로 큰 서지 전류가 흐르면 이것을 제어회로에서 검출하여 회로를 차단하는 방식이다. The reverse current charges a large capacitor installed at the output side of the charger (just before the reverse current protection diode), which is instantaneously a very large surge type current. In general, a method for protecting an electric vehicle battery from reverse current is as follows. A separate current sensor is attached on the output side of the charger, and if a large surge current flows in reverse, this is detected by the control circuit and the circuit is cut off.

전술한 방식의 문제점은 추가적인 전류센서가 필요하다는 것이고, 비록 그렇게 한다고 하더라도 이미 역으로 서지전류가 흐른 후 차단된다는 것이다. 즉, 배터리와 주변회로(접촉기 등)는 서지 전류가 흘러 손상을 입게 되는 문제가 있다.The problem with the above scheme is that an additional current sensor is needed, even if it does so, it is already blocked after the surge current has flowed backwards. In other words, the battery and the peripheral circuit (contactor, etc.) has a problem in that a surge current flows and is damaged.

본 실시예는 전기차 충전 과정에서 배터리로부터 충전기로 서지 전류 형태의 역전류가 흐르는 경우, 배터리 및 주변 회로가 고장날 수 있으므로, 전기차 충전 과정에서 발생하는 역전류를 방지하기 위해 역전류 방지 다이오드의 고장 유무를 검출하도록 하는 전기차 충전기의 고장 검출 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.In this embodiment, when a reverse current in the form of a surge current flows from the battery to the charger during the charging of the electric vehicle, the battery and the peripheral circuit may be broken, so that there is a failure of the reverse current prevention diode to prevent the reverse current generated during the charging of the electric vehicle. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting a failure of an electric vehicle charger.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 전원으로부터 교류(AC) 전력을 공급하는 전력 공급부; 복수의 전력 변환 모듈을 이용하여 상기 교류(AC) 전력을 전기차 충전용 직류(DC) 전력으로 변환하는 전력 변환부; 온 또는 오프로 스위칭하여 상기 직류(DC) 전력을 전기차로 전송하도록 스위칭하는 스위칭부; 및 상기 복수의 전력 변환 모듈 중 적어도 하나 이상의 전력 변환 모듈을 온으로 동작하도록 제어하고, 상기 복수의 전력 변환 모듈 중 나머지 전력 변환 모듈을 오프로 동작하도록 제어하며, 상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압에 근거하여 상기 복수의 전력 변환 모듈의 고장 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, the power supply for supplying alternating current (AC) power from the power source; A power conversion unit converting the AC power into DC power for charging an electric vehicle using a plurality of power conversion modules; A switching unit for switching on or off to transmit the direct current (DC) power to an electric vehicle; And controlling at least one power conversion module of the plurality of power conversion modules to be turned on, controlling the remaining power conversion module of the plurality of power conversion modules to be turned off, and operating from the off power conversion module. It provides an electric vehicle charger comprising a control unit for determining whether or not the plurality of power conversion module failure based on the sensed output voltage.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 교류(AC) 전력을 공급하는 과정; 복수의 전력 변환 모듈 중 적어도 하나 이상의 전력 변환 모듈을 온으로 동작하도록 제어하는 과정; 상기 복수의 전력 변환 모듈 중 나머지 전력 변환 모듈을 오프로 동작하도록 제어하는 과정; 상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압에 근거하여 상기 복수의 전력 변환 모듈의 고장 여부를 판단하는 과정; 및 상기 고장 여부의 판단 결과에 근거하여 상기 교류(AC) 전력을 전기차 충전용 직류(DC) 전력으로 변환한 후 온 또는 오프로 스위칭하여 상기 직류 전력을 전기차로 전송하도록 스위칭하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 검출 방법을 제공한다.According to another aspect of the embodiment, the process of supplying alternating current (AC) power; Controlling at least one power conversion module of the plurality of power conversion modules to be turned on; Controlling the remaining power conversion modules of the plurality of power conversion modules to be turned off; Determining whether the plurality of power conversion modules have failed based on an output voltage sensed by the power conversion module operating in the off state; And converting the alternating current (AC) power into direct current (DC) power for charging an electric vehicle based on a result of the determination of the failure and switching to on or off to transmit the direct current power to the electric vehicle. A failure detection method is provided.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 전기차 충전 과정에서 배터리로부터 충전기로 서지 전류 형태의 역전류가 흐르는 경우, 배터리 및 주변 회로가 고장날 수 있으므로, 전기차 충전 과정에서 발생하는 역전류를 방지하기 위해 역전류 방지 다이오드의 고장 유무를 검출하도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, when a reverse current in the form of a surge current flows from the battery to the charger in the charging process of the electric vehicle, the battery and the peripheral circuit may be broken, so as to prevent the reverse current generated during the charging of the electric vehicle. There is an effect to detect the failure of the reverse current protection diode.

도 1은 일반적인 전기차 충전기를 나타낸 회로도이다.
도 2a,2b는 본 실시예에 따른 전기차 충전 시 역전류로부터 전기차 배터리를 보호하기 위한 회로도이다.
도 3a,3b는 본 실시예에 따른 전기차 충전 시 역전류로부터 전기차 배터리를 보호하기 위한 회로 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 외부 장치와의 통신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 충전 모듈 내부 구성도의 일례를 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 충전 모듈의 동작을 나타낸 그래프이다.1 is a circuit diagram illustrating a general electric vehicle charger.
2A and 2B are circuit diagrams for protecting an electric vehicle battery from reverse current when charging the electric vehicle according to the present embodiment.
3A and 3B are flowcharts illustrating a circuit operation method for protecting an electric vehicle battery from reverse current when charging an electric vehicle according to the present embodiment.
4 is a diagram for describing a communication method with an external device according to the present embodiment.
5 is a circuit diagram illustrating an example of an internal configuration diagram of a charging module according to the present embodiment.
6 is a graph showing the operation of the charging module according to the present embodiment.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a,2b는 본 실시예에 따른 전기차 충전 시 역전류로부터 전기차 배터리를 보호하기 위한 회로도이다.2A and 2B are circuit diagrams for protecting an electric vehicle battery from reverse current when charging the electric vehicle according to the present embodiment.

전기차 충전기(200)를 오랫동안 사용하게 되면 역전류 방지 다이오드(D11, D12, D13, D14)가 고장이 날 수 있다. 고장시 역전류 방지 다이오드(D11, D12, D13, D14)는 반도체로서 대개 단락 상태가 된다. 역전류 방지 다이오드(D11, D12, D13, D14)가 고장나면, 단락 상태가 되면서 충전시 전기차(300)의 배터리(320)로부터 전기차 충전기(200)로 역전류가 흐를 수 있다. If the electric vehicle charger 200 is used for a long time, the reverse current prevention diodes D11, D12, D13, and D14 may fail. In the event of failure, the reverse current protection diodes D11, D12, D13, and D14 are semiconductors and are usually shorted. When the reverse current prevention diodes D11, D12, D13, and D14 fail, a short circuit state may cause a reverse current to flow from the battery 320 of the electric vehicle 300 to the electric charger 200 during charging.

역전류는 전기차 충전기(200)의 출력측(역전류 방지 다이오드의 바로 앞단)에 설치된 대용량의 콘덴서를 충전하기 때문에 순간적으로 매우 큰 서지 형태의 전류가 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 전기차 충전기(200)는 별도의 전류 센서를 구비하지 않은 상태에서 역전류를 방지한다.The reverse current charges a large capacity capacitor installed at the output side of the EV charger 200 (just before the reverse current prevention diode), and thus instantaneously becomes a very large surge type current. Therefore, the electric vehicle charger 200 according to the present embodiment prevents reverse current in a state in which no separate current sensor is provided.

본 실시예에 따른 전기차 충전기(200)는 전력 공급부(Power Supply)(210), 전력 변환부(Converter)(220), 제어부(230), 제1 스위칭부(Switch)(240) 및 충전 포트(250)를 포함한다. 전기차 충전기(200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The electric vehicle charger 200 according to the present embodiment may include a power supply 210, a power converter 220, a controller 230, a first switch 240, and a charging port ( 250). Components included in the electric vehicle charger 200 are not necessarily limited thereto.

전력 공급부(210)는 전력 변환부(220)로 전력을 인가하는 모듈을 의미한다. 전력 공급부(210)의 출력단이 전력 변환부(220)의 입력단에 연결되어, 전력을 인가한다. 전력 공급부(210)는 전원으로부터 교류(AC) 전력을 공급한다.The power supply unit 210 refers to a module for applying power to the power converter 220. The output terminal of the power supply unit 210 is connected to the input terminal of the power converter 220 to apply power. The power supply unit 210 supplies AC power from a power source.

전력 변환부(220)는 전력 공급부(210)로부터 인가받은 전력을 변환하는 모듈을 의미한다. 전력 변환부(220)는 전기차(300) 내의 배터리(320)를 충전하기 위하여 전력 공급부(210)로부터 인가받은 교류 전력(AC)을 받아서 직류(DC)로 변환한다. 전력 변환부(220)는 복수 개의 소용량 전력 변환 모듈을 병렬로 연결하여 구동한다.The power converter 220 refers to a module for converting power applied from the power supply 210. The power converter 220 receives AC power applied from the power supply unit 210 to charge the battery 320 in the electric vehicle 300 and converts it into DC. The power converter 220 connects and drives the plurality of small capacity power conversion modules in parallel.

전력 변환부(220)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)을 포함한다. 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 각각은 역전류 방지 다이오드(D11, D12, D13, D14)를 포함한다. 전력 변환부(220)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)을 이용하여 교류(AC) 전력을 전기 차량 충전용 직류(DC) 전력으로 변환한다. 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)은 역전류 방지 다이오드(D11, D12, D13, D14)를 각각 구비한다. 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)들은 서로 병렬로 연결된다.The power converter 220 includes a plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. Each of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 includes reverse current prevention diodes D11, D12, D13, and D14. The power converter 220 converts alternating current (AC) power into direct current (DC) power for charging an electric vehicle using the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. The plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 include reverse current prevention diodes D11, D12, D13, and D14, respectively. The plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 are connected in parallel with each other.

복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)은 교류(AC) 전력을 직류(DC) 전력으로 변환하여 출력하는 제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224), 제3 전력 변환 모듈(226), 제4 전력 변환 모듈(228)을 포함한다. 제1 전력 변환 모듈(222) 내지 제4 전력 변환 모듈(228)은 서로 병렬로 연결된다.The plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 may include a first power conversion module 222, a second power conversion module 224, and a first power conversion module 222 for converting AC power into DC power and outputting the same. A third power conversion module 226 and a fourth power conversion module 228. The first power conversion module 222 to the fourth power conversion module 228 are connected in parallel with each other.

전력 변환부(220)는 도 2b에 도시된 바와 같이 제어부(230)의 제어에 따라 사용 가능한 최대 충전 전력의 일부를 변환하여 출력한다.The power converter 220 converts and outputs a part of the maximum charging power available under the control of the controller 230 as shown in FIG. 2B.

제어부(230)는 전기차 충전기의 충전과 관련된 전반적인 기능을 제어하는 제어 수단으로서, 전력 변환부(220) 및 제1 스위칭부(240)를 제어하여 전기차(300)로 충전하도록 하는 기능을 수행한다.The controller 230 is a control means for controlling the overall function related to the charging of the electric vehicle charger. The controller 230 controls the power converter 220 and the first switching unit 240 to charge the electric vehicle 300.

제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 적어도 하나이상의 전력 변환 모듈을 제어한다. 제어부(230)는 제1 스위칭부(240)의 스위칭 동작을 제어하여 전기차(300)로 충전이 이루어지도록 한다.The controller 230 controls at least one or more power conversion modules of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. The controller 230 controls the switching operation of the first switching unit 240 to be charged to the electric vehicle 300.

제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 적어도 하나 이상의 전력 변환 모듈을 온으로 동작하도록 제어한다. 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 나머지 전력 변환 모듈을 오프로 동작하도록 제어한다. 제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압에 근거하여 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)의 고장 여부를 판단한다.The controller 230 controls at least one of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 to be turned on. The controller 230 controls the remaining power conversion module of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 to be turned off. The controller 230 determines whether the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 have failed based on the output voltage sensed by the power conversion module operating in the off state.

제어부(230)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로 온 동작 전압(예컨대, 450V)을 인가한 전압 지령을 전송한다. 제어부(230)는 CAN 통신을 기반으로 복수의 전력 변환 모듈 중 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로 오프 동작 전압(예컨대, 0V)을 인가한 전압 지령을 전송한다.The controller 230 applies an on operating voltage (eg, 450 V) to a power conversion module that operates on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 based on controller area network (CAN) communication. Send the command. The controller 230 transmits a voltage command applying an off operation voltage (for example, 0V) to a power conversion module that is turned off among the plurality of power conversion modules based on CAN communication.

이하, 오프로 동작하는 전력 변환 모듈의 고장인 경우, 제어부(230)의 동작에 대해 설명한다. Hereinafter, when the failure of the power conversion module operating in the off, the operation of the control unit 230 will be described.

제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 오프 동작 전압(예컨대, 0V)의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우, 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 고장인 것으로 판단한다.When the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operating in the off state and the off operation voltage (for example, 0V) is out of a preset threshold, the controller 230 includes a reverse current prevention diode provided in the power conversion module operating in the off state. Is considered to be a malfunction.

제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계치 이내(근사치)인 경우, 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 단락된 것으로 판단한다.When the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operating in the off state and the output voltage sensed from the power conversion module operating in the on-range is within (approximately) a preset threshold, the power conversion module operating in the off state. It is determined that the reverse current prevention diode included in the short circuit.

제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 단락된 것으로 판단하면, 전기차(300)의 배터리(320)로 충전되는 직류(DC) 전력의 전송을 중지하도록 한다.When the controller 230 determines that the reverse current prevention diode included in the power conversion module operating in the OFF state is shorted, the controller 230 stops the transmission of direct current (DC) power charged by the battery 320 of the electric vehicle 300.

이하, 오프로 동작하는 전력 변환 모듈의 정상인 경우, 제어부(230)의 동작에 대해 설명한다. Hereinafter, when the power conversion module operating in the off state is normal, the operation of the controller 230 will be described.

제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 오프 동작 전압(예컨대, 0V)의 차이가 기 설정된 임계치 이내인 경우, 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단한다.When the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operating in the off state and the off operation voltage (for example, 0V) is within a preset threshold, the controller 230 includes a reverse current prevention diode included in the power conversion module operating in the off state. Is determined to be normal.

제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우, 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단한다.If the difference between the output voltage sensed by the power conversion module operating in the off and the output voltage sensed by the power conversion module operating in the off the preset threshold, the controller 230 is included in the power conversion module operating in the off It is determined that the reverse current prevention diode is normal.

제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단하면, 전기차(300)의 배터리(320)로 충전되는 직류(DC) 전력이 전송되도록 한다.If it is determined that the reverse current prevention diode provided in the power conversion module operating in the off state is normal, the control unit 230 transmits direct current (DC) power charged by the battery 320 of the electric vehicle 300.

이하, 오프로 동작하는 전력 변환 모듈의 정상인 경우, 온오프 전환하는 제어부(230)의 동작에 대해 설명한다. Hereinafter, when the power conversion module operating in the off state is normal, the operation of the controller 230 for switching on and off will be described.

제어부(230)는 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로 오프에서 온으로 전환하여 동작하도록 하는 전압을 인가한 전압 지령(예컨대, 450V)을 전송한다. 제어부(230)는 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로 온에서 오프로 전환하여 동작하도록 하는 전압을 인가한 전압 지령(예컨대, 0V)을 전송한다. 제어부(230)는 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압에 근거하여 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)의 고장 여부를 판단한다.The controller 230 transmits a voltage command (for example, 450V) to which a voltage for switching from off to on is applied to the power conversion module operating in the off state. The controller 230 transmits a voltage command (for example, 0V) to which a voltage for turning on and off is operated to the power conversion module operating on. The controller 230 determines whether the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 have failed based on an output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from on to off.

제어부(230)는 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 오프 동작 전압(예컨대, 0V)의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우, 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 고장인 것으로 판단한다.When the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operated by switching from on to off and the off operation voltage (for example, 0V) is outside the preset threshold, the controller 230 switches from on to off to operate the power conversion. It is determined that the reverse current prevention diode provided in the module is faulty.

제어부(230)는 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 오프에서 온으로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계치 이내(근사치)인 경우, 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 단락된 것으로 판단한다.When the difference between the output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from ON to OFF and the output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from OFF to ON is within a preset threshold (approximate value) The reverse current prevention diode of the power conversion module operating by switching from on to off is determined to be shorted.

이하, 온오프 전환 후 정상 동작인 제어부(230)의 동작에 대해 설명한다. Hereinafter, the operation of the controller 230 which is a normal operation after the on / off switching will be described.

제어부(230)는 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압이 오프 동작 전압(예컨대, 0V)의 차이가 기 설정된 임계치 이내인 경우, 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단한다.The controller 230 converts the on-off power when the output voltage sensed by the power conversion module operating from the on-off state to the off-operating voltage (for example, 0 V) is within a preset threshold. It is determined that the reverse current prevention diode included in the module is normal.

제어부(230)는 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압이 오프에서 온으로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우, 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단한다.When the output voltage sensed from the power conversion module operating by switching from on to off is different from the output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from off to on, the controller 230 is turned on. It is determined that the reverse current prevention diode included in the power conversion module operating by switching from to off is normal.

제어부(230)는 전기차(300)의 배터리(320)에 대한 충전 상태를 모니터링 한다. 제어부(230)는 충전 포트(250)에 체결된 전기차(300)의 배터리(320)의 충전 상태를 모니터링한다. 제어부(230)는 복수의 충전 포트(250)의 각 충전 포트의 동작 상태를 모니터링한다.The controller 230 monitors the state of charge of the battery 320 of the electric vehicle 300. The controller 230 monitors the charging state of the battery 320 of the electric vehicle 300 fastened to the charging port 250. The controller 230 monitors an operation state of each charging port of the plurality of charging ports 250.

제어부(230)는 복수의 충전 포트(250)에 체결된 복수의 전기차(300)에 따라 제1 스위칭부(240)를 제어하여 전기차(300)로 충전되는 전력을 제로 전력부터 최대 충전 전력까지 분배되도록 가변적으로 결정한다.The controller 230 controls the first switching unit 240 according to the plurality of electric vehicles 300 fastened to the plurality of charging ports 250 to distribute the power charged by the electric vehicle 300 from zero power to maximum charging power. Determine as variably as possible.

제1 스위칭부(240)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)로부터 공급받은 직류(DC) 전력을 전기차(300)로 전달되도록 온, 오프로 스위칭하는 모듈을 의미한다.The first switching unit 240 refers to a module for switching the direct current (DC) power supplied from the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 on and off to be transmitted to the electric vehicle 300.

제1 스위칭부(240)는 제1 스위칭 소자(K1)를 포함한다. 제1 스위칭부(240)는 온 또는 오프로 스위칭하여 직류(DC) 전력을 전기차로 전송하도록 스위칭한다.The first switching unit 240 includes a first switching element K1. The first switching unit 240 switches on or off to transmit direct current (DC) power to the electric vehicle.

제1 스위칭부(240)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 스위칭 소자를 포함하는 것으로 구현 가능하며, 직류(DC) 전력을 제로 전력부터 최대 충전 전력까지 분배되도록 온 또는 오프로 스위칭한다.As illustrated in FIG. 2B, the first switching unit 240 may include a plurality of switching elements, and switch the direct current (DC) power on or off so that the DC power is distributed from zero power to maximum charging power.

제1 스위칭부(240)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 분배된 제로 전력부터 최대 충전 전력이 전기차(300)로 충전되도록 스위칭한다.As illustrated in FIG. 2B, the first switching unit 240 switches so that the maximum charging power is charged to the electric vehicle 300 from the distributed zero power.

충전 포트(250)는 전기차(300)에 체결되어 직류 전력을 전송한다. 충전 포트(250)는 적어도 2 개의 충전 포트를 구비한다. 예컨대, 제 1 포트는 제 1 차량에 연결되고, 제 2 포트는 제 2 차량에 연결될 수 있다.The charging port 250 is fastened to the electric vehicle 300 to transmit DC power. Charging port 250 has at least two charging ports. For example, the first port may be connected to the first vehicle and the second port may be connected to the second vehicle.

전기차(300)는 전기차 충전기(200)로부터 전력을 공급받기 위한 충전 포트, 제2 스위칭부(310), 배터리(320)를 구비한다. 제2 스위칭부(310)는 제2 스위칭 소자(K2)를 포함한다. 제2 스위칭부(310)는 제2 스위칭 소자(K2)를 온 또는 오프로 스위칭하여 전기차 충전기(200)로부터 공급받은 직류(DC) 전력을 배터리(320)로 충전한다.The electric vehicle 300 includes a charging port, a second switching unit 310, and a battery 320 for receiving electric power from the electric vehicle charger 200. The second switching unit 310 includes a second switching element K2. The second switching unit 310 switches the second switching element K2 on or off to charge the battery 320 with direct current (DC) power supplied from the electric vehicle charger 200.

본 실시예에 따른 전기차 충전기(200)는 역전류를 방지하기 위한 별도의 전류센서를 구비하지 않는다. 이하, 본 실시예에 따른 전기차 충전기(200)의 동작에 대해 설명한다.The electric vehicle charger 200 according to the present embodiment does not include a separate current sensor for preventing a reverse current. Hereinafter, the operation of the electric vehicle charger 200 according to the present embodiment will be described.

전기차 충전기(200)는 제1 스위칭부(240) 내의 제1 스위칭 소자(K1)를 닫기(Off) 전 또는 열기(On) 전에 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 적어도 1개 이상 4개 미만을 켜(On)도록 제어한다. The electric vehicle charger 200 includes a plurality of power conversion modules 222 included in the power conversion unit 220 before the first switching element K1 in the first switching unit 240 is closed (Off) or before being opened (On). 224, 226, 228) to control (On) at least one or less than four.

전기차 충전기(200)는 전력 공급부(210)를 제어하여 출력 전압을 발생시키고, 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온되지 않은 나머지 전력 변환 모듈로부터 출력전압을 읽어 온다. The electric vehicle charger 200 controls the power supply unit 210 to generate an output voltage, and converts the remaining power that is not turned on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power converter 220. Read output voltage from module.

전기차 충전기(200)는 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온되지 않은 나머지 전력 변환 모듈로부터 읽어 온 전압이 ‘0’이면, 온되지 않은 나머지 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단한다.The electric vehicle charger 200 is not turned on when the voltage read from the remaining power conversion module among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power conversion unit 220 is '0'. It is determined that the reverse current prevention diode included in the remaining power conversion module is normal.

전기차 충전기(200)는 온되지 않은 나머지 전력 변환 모듈로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 전력변환 모듈의 전압과 비슷하게 나오면 해당 전력변환 모듈의 역전류 방지 다이오드가 고장 난 것으로 판단한다.The electric vehicle charger 200 determines that the reverse current protection diode of the corresponding power conversion module is broken when the voltage read from the remaining power conversion module that is not turned on is similar to the voltage of the power conversion module that is turned on.

전기차 충전기(200)는 반대로 앞서 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온된 전력 변환 모듈을 끄고, 켜지 않은 전력 변환 모듈을 온 시킨다. On the contrary, the electric vehicle charger 200 turns off the power conversion module turned on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power conversion unit 220, and turns on the power conversion module that is not turned on.

전기차 충전기(200)는 이후 켜지 않은 전력 변환 모듈의 출력전압을 차례로 읽어서 동일한 방법으로 역전류 방지 다이오드의 고장 여부를 판단한다.The electric vehicle charger 200 subsequently reads the output voltage of the power conversion module that is not turned on in order to determine whether the reverse current protection diode is broken in the same manner.

다시 말해, 전기차 충전기(200)는 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온되지 않은 전력 변환 모듈로부터 읽어 온 전압이 ‘0V’이면, 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온되지 않은 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단한다.In other words, when the voltage read from the power conversion module that is not turned on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power conversion unit 220 is '0V', It is determined that the reverse current prevention diode included in the power conversion module that is not turned on among the power conversion modules 222, 224, 226, and 228 is normal.

전기차 충전기(200)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온되지 않은 전력 변환 모듈로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 전력변환 모듈의 전압과 비슷하게 나오면 해당 전력변환 모듈의 역전류 방지 다이오드가 고장 난 것으로 판단한다.The electric vehicle charger 200 prevents reverse current of the power conversion module when the voltage read from the power conversion module that is not turned on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 comes out similar to the voltage of the power conversion module that is turned on. It is determined that the diode has failed.

전기차 충전기(200)는 전술한 바와 같은 동작을 수행하면, 역전류 방지 다이오드의 고장 여부를 판단하기 위한 별도의 전류센서를 구비할 필요가 없다.When the electric vehicle charger 200 performs the above-described operation, it is not necessary to include a separate current sensor for determining whether the reverse current prevention diode has failed.

전기차 충전기(200)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)로부터 출력전압을 읽어 오는 것은 별도의 전류센서가 필요하지 않으며, 자체 제어를 위한 기능은 충전 모듈 내에 내장된다. The EV charger 200 does not need a separate current sensor to read the output voltage from the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228, and a function for self control is embedded in the charging module.

전기차 충전기(200)는 전기차(300)의 배터리(320) 회로가 실제로 연결되기 전에 역전류 방지 다이오드의 고장 여부를 미리 검출하게 되므로 전기차(300)의 배터리(320) 및 주변 회로의 손상을 사전에 방지할 수 있다.The electric vehicle charger 200 detects in advance whether the reverse current prevention diode is broken before the circuit of the battery 320 of the electric vehicle 300 is actually connected, so that the battery 320 and the peripheral circuit of the electric vehicle 300 are damaged in advance. You can prevent it.

전기차 충전기(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, TCP/IP통신, CAN 통신 등으로 외부 장치와 통신할 수 있다.As illustrated in FIG. 4, the EV charger 200 may communicate with an external device through TCP / IP communication, CAN communication, or the like.

도 3a,3b는 본 실시예에 따른 전기차 충전 시 역전류로부터 전기차 배터리를 보호하기 위한 회로 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3A and 3B are flowcharts illustrating a circuit operation method for protecting an electric vehicle battery from reverse current when charging an electric vehicle according to the present embodiment.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 스위칭부(240)의 제1 스위칭 소자(K1)를 온 시키고, 전기차(300)는 제2 스위칭부(310)의 제2 스위칭 소자(K2)를 온 시킨다(S310).The controller 230 of the electric vehicle charger 200 turns on the first switching element K1 of the first switching unit 240, and the electric vehicle 300 is the second switching element K2 of the second switching unit 310. To turn on (S310).

전기차 충전기(200)의 제1 스위칭 소자(K1)가 온되고, 전기차(300)의 제2 스위칭 소자(K2)가 온된 상태에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)로 CAN 통신으로 전압 지령(예컨대, ‘450 V’ 씩)을 전송한다(S312).In a state in which the first switching element K1 of the electric vehicle charger 200 is turned on and the second switching element K2 of the electric vehicle 300 is turned on, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 is configured to include a first power conversion module. In operation S312, a voltage command (for example, “450 V”) is transmitted to the second power conversion module 224 through CAN communication.

단계 S312에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 스위칭부(240) 내의 제1 스위칭 소자(K1)를 닫기(Off) 전 또는 열기(On) 전에 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228)을 적어도 1개 이상 4개 미만으로 전압 지령을 전송하여 동작시킨다.In operation S312, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 is included in the power converter 220 before closing (Off) or opening (On) of the first switching device K1 in the first switching unit 240. The plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 are operated to transmit voltage commands to at least one or more than four.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)로 전압 지령(예컨대, ‘450 V’)을 전송한다.The controller 230 of the electric vehicle charger 200 may include a first power conversion module 222 and a second power conversion module (eg, a plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power conversion unit 220). A voltage command (eg, '450 V').

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)의 출력전압(도 5에 도시된 평활회로(550)의 캐패시터의 전압)을 읽어 온다(S314).The controller 230 of the electric vehicle charger 200 reads output voltages (voltages of the capacitors of the smoothing circuit 550 shown in FIG. 5) of the third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228. (S314).

단계 S314에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전력 공급부(210)를 제어하여 출력 전압을 발생시키고, 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온되지 않은 나머지 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)로부터 출력전압을 읽어 온다. In operation S314, the control unit 230 of the electric vehicle charger 200 controls the power supply unit 210 to generate an output voltage, and includes a plurality of power conversion modules 222, 224, 226, included in the power conversion unit 220. The output voltage is read from the remaining third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 which are not turned on.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제3 전력 변환 모듈(226)에서 읽어온 출력전압이 거의 ‘O V’인지의 여부를 확인한다.The controller 230 of the electric vehicle charger 200 checks whether the output voltage read from the third power conversion module 226 is almost 'O V'.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제3 전력 변환 모듈(226)에서 읽어온 출력전압이 ‘O V’가 아닌 경우, 앞서 동작한 전력변환 모듈(제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224))의 전압인 ‘450 V’와 근사치 인지의 여부를 확인한다(S316).If the output voltage read from the third power conversion module 226 is not 'O V', the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may operate the power conversion module (the first power conversion module 222 and the first power conversion module). 2, it is checked whether the voltage of the power conversion module 224 is approximated with '450 V' (S316).

단계 S316의 확인 결과, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프된 제3 전력 변환 모듈(226)로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224)의 전압인 ‘450 V’과 비슷하면, 제3 전력 변환 모듈(226)에 구비된 역전류 방지 다이오드(D13)가 고장 난 것으로 판단한다(S332).As a result of checking in step S316, the control unit 230 of the electric vehicle charger 200 is the first voltage of the voltage read from the third power conversion module 226 turned off of the plurality of power conversion modules (222, 224, 226, 228) When the voltage of the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 is similar to 450 V, it is determined that the reverse current prevention diode D13 included in the third power conversion module 226 has failed. (S332).

단계 S316의 확인 결과, 제3 전력 변환 모듈(226)로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 전력변환 모듈의 전압인 ‘450 V’과 비슷한 경우, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제4 전력 변환 모듈(228)에서 읽어온 출력전압이 거의 ‘O V’인지의 여부를 확인한다.As a result of checking in step S316, when the voltage read from the third power conversion module 226 is similar to '450 V', which is the voltage of the power conversion module turned on earlier, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 performs the fourth power conversion. It is checked whether the output voltage read from the module 228 is almost 'O V'.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제4 전력 변환 모듈(228)에서 읽어온 출력전압이 ‘O V’가 아닌 경우, 앞서 동작한 전력변환 모듈(제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224))의 전압인 ‘450 V’와 근사치 인지의 여부를 확인한다(S318).If the output voltage read from the fourth power conversion module 228 is not 'O V', the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may operate the power conversion module (the first power conversion module 222 and the first power conversion module). 2, it is checked whether the voltage of the power conversion module 224 is approximated with '450 V' (S318).

단계 S318에서 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)에서 읽은 출력전압이 거의 ‘O V’가 아니면 ‘450 V’의 근사치인지의 여부를 판단한다.In step S318, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 determines whether an output voltage read by the third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 is approximately 'O V', which is an approximation of '450 V'. Determine whether or not.

단계 S318의 확인 결과, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프된 제4 전력 변환 모듈(228)로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224)의 동작 전압인 ‘450 V’과 비슷하면, 제4 전력 변환 모듈(228)에 구비된 역전류 방지 다이오드(D14)가 고장 난 것으로 판단한다(S332).As a result of checking in step S318, the control unit 230 of the electric vehicle charger 200 is the first voltage of the power read from the fourth power conversion module 228 is turned off of the plurality of power conversion modules (222, 224, 226, 228) If the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 are similar to the operating voltage '450 V', the reverse current prevention diode D14 included in the fourth power conversion module 228 may be broken. It is determined (S332).

단계 S318 이후에, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 반대로 앞서 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온된 전력 변환 모듈을 끄고, 켜지 않은 전력 변환 모듈을 온 시킨다. After step S318, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 turns off and turns on the power conversion module turned on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power converter 220. Turn on the power conversion module.

단계 S318의 확인 결과, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프된 상태의 제4 전력 변환 모듈(228)로부터 읽어 온 전압이 앞서 동작한 제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224)의 전압인 ‘450 V’과 비슷하게 나오지 않으면, 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)로 전압지령을 ‘0 V’로 전송한다(S320).As a result of checking in step S318, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 has a voltage read from the fourth power conversion module 228 in an off state among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. If the voltage of the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 is not similar to 450 V, the voltage is transmitted to the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224. The command is transmitted at '0 V' (S320).

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)을 오프((전압지령을 ‘0 V’로 인가)한다.The controller 230 of the electric vehicle charger 200 turns off the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 (applying a voltage command as '0 V').

단계 S320에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온으로 동작하는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)을 오프로 동작시키기 위해 CAN 통신으로 ‘0 V’의 전압지령을 전송한다.In operation S320, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may include the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224, which operate on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. ), The voltage command of '0 V' is transmitted through CAN communication.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프로 동작하는 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)을 온으로 동작시키기 위해 CAN 통신으로 ‘450 V’의 전압지령을 전송한다(S322).The control unit 230 of the electric vehicle charger 200 turns on the third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 which are turned off among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. In order to operate the CAN command transmits a voltage command of '450 V' (S322).

단계 S322에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)로 CAN 통신을 통해 전압지령(‘450 V’)을 전송한다.In step S322, the control unit 230 of the electric vehicle charger 200 transmits a voltage command '450 V' to the third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 through CAN communication.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 온에서 오프로 전환하여 동작하는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)의 출력전압(도 5에 도시된 평활회로(550)의 캐패시터의 전압)을 읽어 온다(S324).The control unit 230 of the electric vehicle charger 200 is an output voltage of the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 (switching circuit 550 shown in FIG. Voltage of the capacitor) is read (S324).

단계 S324에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전력 공급부(210)를 제어하여 출력 전압을 발생시키고, 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온에서 오프로 전환하여 동작하는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)로부터 출력전압을 읽어 온다. In operation S324, the control unit 230 of the electric vehicle charger 200 controls the power supply unit 210 to generate an output voltage, and includes a plurality of power conversion modules 222, 224, 226, which are included in the power conversion unit 220. 228 reads an output voltage from the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 operating by switching from on to off.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 전력 변환 모듈(222)에서 읽어온 출력전압이 거의 ‘O V’인지의 여부를 확인한다.The controller 230 of the electric vehicle charger 200 checks whether the output voltage read from the first power conversion module 222 is almost 'O V'.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 전력 변환 모듈(222)에서 읽어온 출력전압이 ‘O V’가 아닌 경우, 앞서 동작한 전력변환 모듈(제3 전력 변환 모듈(226), 제4 전력 변환 모듈(228))의 전압인 ‘450 V’와 근사치 인지의 여부를 확인한다(S326).When the output voltage read from the first power conversion module 222 is not 'O V', the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may operate the power conversion module (the third power conversion module 226, the third power conversion module). 4 to determine whether the voltage of the power conversion module 228 is close to '450 V' (S326).

단계 S326의 확인 결과, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프된 제1 전력 변환 모듈(222)로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 제3 전력 변환 모듈(226), 제4 전력 변환 모듈(228)의 전압인 ‘450 V’과 비슷하면, 제1 전력 변환 모듈(222)에 구비된 역전류 방지 다이오드(D11)가 고장 난 것으로 판단한다(S332).As a result of checking in step S326, the control unit 230 of the electric vehicle charger 200 is the first voltage of the first power conversion module 222 is turned off of the plurality of power conversion modules (222, 224, 226, 228) 3 If the voltage of the power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 is similar to '450 V', it is determined that the reverse current prevention diode D11 provided in the first power conversion module 222 is broken. (S332).

단계 S326의 확인 결과, 제1 전력 변환 모듈(222)로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 전력변환 모듈의 전압인 ‘450 V’과 비슷한 경우, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제2 전력 변환 모듈(224)에서 읽어온 출력전압이 거의 ‘O V’인지의 여부를 확인한다.As a result of checking in step S326, when the voltage read from the first power conversion module 222 is similar to '450 V', which is the voltage of the power conversion module turned on previously, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 performs the second power conversion. Check whether the output voltage read from the module 224 is almost 'O V'.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제2 전력 변환 모듈(224)에서 읽어온 출력전압이 ‘O V’가 아닌 경우, 앞서 동작한 전력변환 모듈(제3 전력 변환 모듈(226), 제4 전력 변환 모듈(228))의 전압인 ‘450 V’와 근사치 인지의 여부를 확인한다(S328).If the output voltage read from the second power conversion module 224 is not 'O V', the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may operate the power conversion module (the third power conversion module 226, the third power conversion module). 4, it is checked whether the voltage of the power conversion module 228 is close to '450 V' (S328).

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)에서 읽은 출력전압이 거의 ‘0 V’인지 아니면 ‘450 V’의 근사치인지 판단한다.The controller 230 of the electric vehicle charger 200 determines whether an output voltage read by the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 is approximately '0 V' or '450 V'.

단계 S328의 확인 결과, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프된 제2 전력 변환 모듈(224)로부터 읽어 온 전압이 앞서 켠 제3 전력 변환 모듈(226), 제4 전력 변환 모듈(228)의 동작 전압인 ‘450 V’과 비슷하면, 제2 전력 변환 모듈(224)에 구비된 역전류 방지 다이오드(D12)가 고장 난 것으로 판단한다(S332).As a result of confirming in step S328, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 is the first voltage of the voltage read from the second power conversion module 224 turned off of the plurality of power conversion modules (222, 224, 226, 228) 3 If the power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 is similar to the operating voltage '450 V', the reverse current prevention diode (D12) provided in the second power conversion module 224 may be broken. It is determined (S332).

단계 S316의 확인 결과, 제3 전력 변환 모듈(226)로부터 읽어온 전압이 앞서 동작한 전력변환 모듈의 전압과 근사치가 아닌 것으로 확인되고, 단계 S318의 확인 결과, 제4 전력 변환 모듈(228)로부터 읽어온 전압이 앞서 동작한 전력변환 모듈의 전압과 근사치가 아닌 것으로 확인되고, 단계 S326의 확인 결과, 제1 전력 변환 모듈(222)로부터 읽어온 전압이 앞서 동작한 전력변환 모듈의 전압과 근사치가 아닌 것으로 확인되고, 단계 S328의 확인 결과, 제2 전력 변환 모듈(224)로부터 읽어온 전압이 앞서 동작한 전력변환 모듈의 전압과 근사치가 아닌 것으로 확인되면, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전기차(300)의 배터리(320)에 전력 충전을 시작한다(S330).As a result of checking in step S316, it is confirmed that the voltage read from the third power conversion module 226 is not approximate to the voltage of the power conversion module operated previously, and as a result of checking in step S318, from the fourth power conversion module 228 It is confirmed that the voltage read out is not an approximation to the voltage of the power conversion module operated previously, and as a result of checking in step S326, the voltage read from the first power conversion module 222 is approximated with the voltage of the power conversion module operated previously. If it is confirmed that the step is not, and as a result of the check in step S328, it is confirmed that the voltage read from the second power conversion module 224 is not close to the voltage of the previously operated power conversion module, the control unit 230 of the electric vehicle charger 200 Starts charging the battery 320 of the electric vehicle 300 (S330).

단계 S330에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프된 전력 변환 모듈로부터 읽어 온 전압이 ‘0’이면, 오프된 전력 변환 모듈(제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224))에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단한다.In operation S330, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may read the voltage read from the power conversion module that is turned off among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power conversion unit 220. If it is 0 ', it is determined that the reverse current prevention diodes included in the off power conversion module (the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224) are normal.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전력 변환부(220) 내의 모든 다이오드(D11, D12, D13, D14)가 정상이면 다음 충전 시퀀스를 진행한다.The controller 230 of the electric vehicle charger 200 proceeds to the next charging sequence when all the diodes D11, D12, D13, and D14 in the power converter 220 are normal.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)에서 읽은 출력전압이 거의‘0 V’라고 판단하면, 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)에 구비된 역전류 다이오드(D13, D14)가 정상이라고 판단한다.If the controller 230 of the electric vehicle charger 200 determines that the output voltage read by the third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 is almost '0 V', the third power conversion module 226 may be used. And the reverse current diodes D13 and D14 included in the fourth power conversion module 228 are normal.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)에서 읽은 출력전압이 거의‘450 V’라고 판단하면, 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)에 구비된 역전류 다이오드(D13, D14)가 단락이라고 판단한다.When the controller 230 of the electric vehicle charger 200 determines that the output voltage read by the third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 is approximately '450 V', the third power conversion module 226 may be used. And the reverse current diodes D13 and D14 included in the fourth power conversion module 228 are determined to be short circuits.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)에서 읽은 출력전압이 거의‘0 V’라고 판단하면, 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)에 구비된 역전류 다이오드(D11, D12)가 정상이라고 판단한다.If the controller 230 of the electric vehicle charger 200 determines that the output voltage read by the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 is almost '0 V', the first power conversion module 222 may be used. And the reverse current diodes D11 and D12 included in the second power conversion module 224 are normal.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)에서 읽은 출력전압이 거의‘450 V’라고 판단하면, 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)에 구비된 역전류 다이오드(D11, D12)가 단락이라고 판단한다(S332).When the controller 230 of the electric vehicle charger 200 determines that the output voltage read by the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 is approximately '450 V', the first power conversion module 222 may be used. It is determined that the reverse current diodes D11 and D12 included in the second power conversion module 224 are short-circuited (S332).

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 단계 S332 이후에, 전기차(300)의 배터리(320)에 전력 충전을 중지한다(S334). 단계 S334에서, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전력 변환부(220) 내의 모든 다이오드(D11, D12, D13, D14) 중 어느 하나라도 이상이 있는 경우, 충전 시퀀스를 정지한다.The controller 230 of the electric vehicle charger 200 stops charging electric power to the battery 320 of the electric vehicle 300 after step S332 (S334). In step S334, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 stops the charging sequence when any one of the diodes D11, D12, D13, and D14 in the power converter 220 has an abnormality.

도 3a,3b에서는 단계 S310 내지 단계 S334를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3a,3b는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.3A and 3B, steps S310 to S334 are described as being sequentially executed, but are not necessarily limited thereto. In other words, since the steps described in FIG. 3 may be applied by changing or executing one or more steps in parallel, FIGS. 3A and 3B are not limited to the time series order.

전술한 바와 같이 도 3a,3b에 기재된 본 실시예에 따른 전기차 충전 시 역전류로부터 전기차 배터리를 보호하기 위한 회로 동작 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 전기차 충전 시 역전류로부터 전기차 배터리를 보호하기 위한 회로 동작 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. As described above, the circuit operation method for protecting the electric vehicle battery from reverse current when charging the electric vehicle according to the present embodiment described in FIGS. 3A and 3B may be implemented in a program and recorded in a computer-readable recording medium. A program for realizing a circuit operation method for protecting an electric vehicle battery from reverse current when charging an electric vehicle according to the present embodiment is recorded, and a computer-readable recording medium can be any type of data that can be read by a computer system. And a recording device.

도 5는 본 실시예에 따른 충전 모듈 내부 구성도의 일례를 나타낸 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating an example of an internal configuration diagram of a charging module according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 각각은 고역률 정류회로(510), 인버터 회로(520), 절연 변압기(530), 고주파 정류회로(540), 평활회로(550), 역전류 방지 회로(560), DSP(Digital Signal Processor) 제어기(570), CAN 통신부(580)를 포함한다. 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 각각에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Each of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 according to the present embodiment has a high power factor rectifying circuit 510, an inverter circuit 520, an isolation transformer 530, a high frequency rectifying circuit 540, and a smoothing circuit. 550, a reverse current prevention circuit 560, a DSP (Digital Signal Processor) controller 570, and a CAN communication unit 580. Components included in each of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 are not necessarily limited thereto.

복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 각각에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Each component included in each of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 may be connected to a communication path connecting a software module or a hardware module inside the device to operate organically with each other. These components communicate using one or more communication buses or signal lines.

도 5에 도시된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 각각에 포함된 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.A component included in each of the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 illustrated in FIG. 5 refers to a unit that processes at least one function or operation.

고역률 정류회로(Rectifier Circuit)(510)는 일종의 다이오드 회로로서, 입력된 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하여 출력하는 회로를 의미한다. 고역률 정류회로(510)의 입력단이 전력 공급부(210)의 출력단에 연결되며, 고역률 정류회로(510)의 출력단이 인버터 회로(520)의 입력단에 연결된다.The high power factor rectifier circuit 510 is a kind of diode circuit, and means a circuit that converts an input AC into a DC and outputs the DC. An input terminal of the high power factor rectifying circuit 510 is connected to an output terminal of the power supply unit 210, and an output terminal of the high power factor rectifying circuit 510 is connected to an input terminal of the inverter circuit 520.

인버터 회로(520)는 전기적으로 직류(DC)성분을 교류(AC)성분으로 변환하는 회로를 의미한다. 인버터 회로(520)의 입력단이 고역률 정류회로(510)의 출력단에 연결되며, 인버터 회로(520)의 출력단이 절연 변압기(530)의 입력단에 연결된다.The inverter circuit 520 means a circuit that electrically converts a direct current (DC) component into an alternating current (AC) component. An input terminal of the inverter circuit 520 is connected to an output terminal of the high power factor rectifying circuit 510, and an output terminal of the inverter circuit 520 is connected to an input terminal of the isolation transformer 530.

절연 변압기(Isolation Transformer)(530)는 1:1 변압기로서 1차 측의 입력전압, 입력전류를 그대로 2차 측으로 출력하는 변압기를 의미한다. 절연 변압기(530)는 전기적 분리(Galvanic Isolation)가 필요한 경우에 사용한다. 절연 변압기(530)의 입력단이 인버터 회로(520)의 출력단에 연결되며, 절연 변압기(530)의 출력단이 고주파 정류회로(540)의 입력단에 연결된다.The isolation transformer 530 refers to a transformer that outputs an input voltage and an input current of a primary side to a secondary side as a 1: 1 transformer. The isolation transformer 530 is used when galvanic isolation is required. An input terminal of the isolation transformer 530 is connected to an output terminal of the inverter circuit 520, and an output terminal of the isolation transformer 530 is connected to an input terminal of the high frequency rectifier circuit 540.

고주파 정류회로(540)는 일종의 다이오드 회로로서, 입력된 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하여 출력하는 회로를 의미한다. 고주파 정류회로(540)의 입력단이 절연 변압기(530)의 출력단에 연결되며, 고주파 정류회로(540)의 출력단이 평활회로(550)의 입력단에 연결된다.The high frequency rectifying circuit 540 is a kind of diode circuit, and means a circuit that converts an input AC into a DC and outputs the DC. An input terminal of the high frequency rectifier circuit 540 is connected to an output terminal of the isolation transformer 530, and an output terminal of the high frequency rectifier circuit 540 is connected to an input terminal of the smoothing circuit 550.

평활회로(550)는 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 여러 과정 중 맥류를 완전한 직류로 변환하는 전원공급장치를 의미한다. 여기서, 맥류는 +전압만 가진 전류이지만, 전압이 안정되지 않아 아직 완전한 직류가 아닌 전류를 의미한다. 맥류는 평활회로(550) 내에 구비된 다이오드에 의해 걸러진다. 평활회로(550)의 입력단이 고주파 정류회로(540)의 출력단에 연결되며, 평활회로(550)의 출력단이 역전류 방지 회로(560)의 입력단에 연결된다.The smoothing circuit 550 refers to a power supply device for converting a pulse current into a full direct current during various processes of converting AC into direct current. Here, the pulse current is a current having only a + voltage, but it means a current which is not yet a direct DC because the voltage is not stable. The pulse is filtered by a diode provided in the smoothing circuit 550. An input terminal of the smoothing circuit 550 is connected to an output terminal of the high frequency rectifying circuit 540, and an output terminal of the smoothing circuit 550 is connected to an input terminal of the reverse current prevention circuit 560.

역전류 방지 회로(560)는 역전류 방지 다이오드를 포함한다. 역전류 방지 다이오드는 전기차의 충전 과정에서 역전류가 흐르는 것을 방지한다. 역전류 방지 회로(560)의 입력단이 평활회로(550)의 출력단에 연결되며, 역전류 방지 회로(560)의 출력단이 제1 스위칭부(240)의 입력단에 연결된다.The reverse current prevention circuit 560 includes a reverse current prevention diode. The reverse current prevention diode prevents reverse current from flowing during the charging of the electric vehicle. An input terminal of the reverse current prevention circuit 560 is connected to an output terminal of the smoothing circuit 550, and an output terminal of the reverse current prevention circuit 560 is connected to an input terminal of the first switching unit 240.

DSP 제어기(570)는 전력 변환 모듈의 전반적인 기능을 제어하는 제어 수단을 의미한다. DSP 제어기(570)는 CAN 통신부(580)를 이용하여 제어부(230)와 통신한다. DSP 제어기(570)의 입력단이 고역률 정류회로(510) 및 평활회로(550)와 연결되며, DSP 제어기(570)의 출력단이 고역률 정류회로(510) 및 인버터 회로(520)와 연결된다.The DSP controller 570 means a control means for controlling the overall function of the power conversion module. The DSP controller 570 communicates with the control unit 230 using the CAN communication unit 580. An input terminal of the DSP controller 570 is connected to the high power factor rectifying circuit 510 and the smoothing circuit 550, and an output terminal of the DSP controller 570 is connected to the high power factor rectifying circuit 510 and the inverter circuit 520.

DSP 제어기(570)의 제1입력단이 고역률 정류회로(510)의 제어단의 일측과 연결된다. DSP 제어기(570)의 제2입력단이 고역률 정류회로(510)의 출력단과 연결된다. DSP 제어기(570)의 제3입력단이 평활회로(550)의 입력단과 연결된다. DSP 제어기(570)의 제4입력단이 평활회로(550)의 출력단과 연결된다.The first input terminal of the DSP controller 570 is connected to one side of the control terminal of the high power factor rectifying circuit 510. A second input terminal of the DSP controller 570 is connected to an output terminal of the high power factor rectifying circuit 510. The third input terminal of the DSP controller 570 is connected to the input terminal of the smoothing circuit 550. The fourth input terminal of the DSP controller 570 is connected to the output terminal of the smoothing circuit 550.

DSP 제어기(570)의 제1출력단이 고역률 정류회로(510)의 제어단의 타측과 연결된다. DSP 제어기(570)의 제2출력단이 인버터 회로(520)의 제어단과 연결된다. DSP 제어기(570)는 고역률 정류회로(510)의 제어단의 일측으로부터 전류를 센싱하고, DSP 제어기(570)는 고역률 정류회로(510)의 출력단으로부터 전압을 센싱한다. DSP 제어기(570)는 평활회로(550)의 입력단으로부터 전류를 센싱하고, 평활회로(550)의 출력단으로부터 출력 전압을 센싱한다.The first output terminal of the DSP controller 570 is connected to the other side of the control terminal of the high power factor rectifying circuit 510. The second output terminal of the DSP controller 570 is connected to the control terminal of the inverter circuit 520. The DSP controller 570 senses a current from one side of the control terminal of the high power factor rectifying circuit 510, and the DSP controller 570 senses a voltage from an output terminal of the high power factor rectifying circuit 510. The DSP controller 570 senses a current from an input terminal of the smoothing circuit 550, and senses an output voltage from an output terminal of the smoothing circuit 550.

DSP 제어기(570)는 고역률 정류회로(510)의 제어단, 인버터 회로(520)의 제어단으로 제어신호를 전송한다. DSP 제어기(570)는 고역률 정류회로(510)의 제어단의 일측으로부터 전류를 센싱하고, 고역률 정류회로(510)의 출력단으로부터 전압을 센싱한다.The DSP controller 570 transmits a control signal to the control terminal of the high power factor rectifying circuit 510 and the control terminal of the inverter circuit 520. The DSP controller 570 senses a current from one side of the control terminal of the high power factor rectifying circuit 510, and senses a voltage from an output terminal of the high power factor rectifying circuit 510.

CAN 통신부(580)는 CAN 통신을 이용하여 제어부(230)와 연동하는 기능을 수행하는 통신 수단으로서, 각종 신호를 송수신하는 기능을 수행한다.The CAN communication unit 580 is a communication means for performing a function of interworking with the control unit 230 using CAN communication, and performs a function of transmitting and receiving various signals.

도 6은 본 실시예에 따른 충전 모듈의 동작을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the operation of the charging module according to the present embodiment.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 도 6의 ①에 도시된 바와 같이, 전력 변환부(220)에 포함된 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)로 전압 지령(예컨대, ‘450 V’)을 전송한다. As illustrated in ① of FIG. 6, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may include a first power conversion module among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228 included in the power conversion unit 220. The voltage command (eg, '450 V') is transmitted to the 222 and the second power conversion module 224.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 도 6의 ①에 도시된 바와 같이, 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)의 출력전압(도 5에 도시된 평활회로(550)의 캐패시터의 전압)을 읽어 온다.As shown in ① of FIG. 6, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may output the output voltages of the third power conversion module 226 and the fourth power conversion module 228 (smooth circuit shown in FIG. 5). Voltage of the capacitor 550).

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 도 6의 ②에 도시된 바와 같이, 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 온으로 동작하는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)을 오프로 동작시키기 위해 CAN 통신으로 ‘0 V’의 전압지령을 전송한다.As shown in ② of FIG. 6, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 includes a first power conversion module 222 and a first power conversion module 222 that operate on among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. 2 In order to turn off the power conversion module 224, a voltage command of '0 V' is transmitted through CAN communication.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 도 6의 ②에 도시된 바와 같이, 복수의 전력 변환 모듈(222, 224, 226, 228) 중 오프로 동작하는 제3 전력 변환 모듈(226)과 제4 전력 변환 모듈(228)을 온으로 동작시키기 위해 CAN 통신으로 ‘450 V’의 전압지령을 전송한다.As shown in ② of FIG. 6, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 includes a third power conversion module 226 and a third power conversion module 226 that are turned off among the plurality of power conversion modules 222, 224, 226, and 228. 4 In order to operate the power conversion module 228 on, it transmits a voltage command of '450 V' through CAN communication.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 도 6의 ②에 도시된 바와 같이, 온에서 오프로 전환하여 동작하는 제1 전력 변환 모듈(222)과 제2 전력 변환 모듈(224)의 출력전압(도 5에 도시된 평활회로(550)의 캐패시터의 전압)을 읽어 온다.As shown in ② of FIG. 6, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 may output the output voltages of the first power conversion module 222 and the second power conversion module 224 that operate by switching from on to off. Voltage of the capacitor of the smoothing circuit 550 shown in FIG.

전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 도 6의 ③에 도시된 바와 같이, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 ‘450 V’의 전압 지령을 전송한 제1 전력 변환 모듈(222), 제2 전력 변환 모듈(224), 제3 전력 변환 모듈(226), 제4 전력 변환 모듈(228)로부터 읽어온 전압이 ‘0 V’인 것으로 확인되면, 전기차 충전기(200)의 제어부(230)는 전기차(300)의 배터리(320)에 전력 충전을 시작한다.As shown in (3) of FIG. 6, the controller 230 of the electric vehicle charger 200 includes the first power conversion module 222 that transmits a voltage command of '450 V'. When it is determined that the voltage read from the second power conversion module 224, the third power conversion module 226, and the fourth power conversion module 228 is '0 V', the controller 230 of the electric vehicle charger 200 is present. ) Starts charging the battery 320 of the electric vehicle 300.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art to which the present embodiment belongs may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

200: 전기차 충전기 210: 전력 공급부
220: 전력 변환부 230: 제어부
240: 제1 스위칭부 250: 충전 포트
300: 전기차 310: 제2 스위칭부
320: 배터리
510: 고역률 정류회로 520: 인버터 회로
530: 절연 변압기 540: 고주파 정류회로
550: 평활회로 560: 역전류 방지 회로
570: DSP 제어기 580: CAN 통신부200: electric vehicle charger 210: power supply
220: power conversion unit 230: control unit
240: first switching unit 250: charging port
300: electric vehicle 310: second switching unit
320: battery
510: high power factor rectifier circuit 520: inverter circuit
530: isolation transformer 540: high frequency rectifier circuit
550: smoothing circuit 560: reverse current prevention circuit
570: DSP controller 580: CAN communication unit

Claims (18)

전원으로부터 교류(AC) 전력을 공급하는 전력 공급부;
복수의 전력 변환 모듈을 이용하여 상기 교류(AC) 전력을 전기차 충전용 직류(DC) 전력으로 변환하는 전력 변환부;
온 또는 오프로 스위칭하여 상기 직류(DC) 전력을 전기차로 전송하도록 스위칭하는 스위칭부; 및
상기 복수의 전력 변환 모듈 중 적어도 하나 이상의 전력 변환 모듈을 온으로 동작하도록 제어하고,
상기 복수의 전력 변환 모듈 중 나머지 전력 변환 모듈을 오프로 동작하도록 제어하며,
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압에 근거하여 상기 복수의 전력 변환 모듈의 고장 여부를 판단하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.A power supply for supplying alternating current (AC) power from a power source;
A power conversion unit converting the AC power into DC power for charging an electric vehicle using a plurality of power conversion modules;
A switching unit for switching on or off to transmit the direct current (DC) power to an electric vehicle; And
At least one of the plurality of power conversion modules is controlled to operate on,
Controlling the remaining power conversion module to be turned off among the plurality of power conversion modules;
A control unit for determining whether the plurality of power conversion module failure based on the output voltage sensed by the power conversion module operating in the off
Electric vehicle charger comprising a. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
CAN(Controller Area Network) 통신을 기반으로 상기 복수의 전력 변환 모듈 중 상기 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로 온 동작 전압을 인가한 전압 지령을 전송하고,
CAN 통신을 기반으로 상기 복수의 전력 변환 모듈 중 상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로 오프 동작 전압을 인가한 전압 지령을 전송하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 1,
The control unit,
Transmits a voltage command applying an on operating voltage to a power conversion module operating in the on state among the plurality of power conversion modules based on CAN (Controller Area Network) communication;
And a voltage command applying an off operation voltage to a power conversion module operating in the off state among the plurality of power conversion modules based on CAN communication. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 상기 오프 동작 전압의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우, 상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 고장인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 2,
The control unit,
When the difference between the output voltage sensed by the power conversion module operating in the off and the off operation voltage is out of a predetermined threshold value, it is determined that the reverse current prevention diode provided in the power conversion module operating in the off is a failure Electric car charger characterized by the above. 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 상기 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계치 이내인 경우, 상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 단락된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 3, wherein
The control unit,
When a difference between the output voltage sensed by the power conversion module operating in the off state and the output voltage sensed by the power conversion module operating in the on state is within a preset threshold, the reverse current provided in the power conversion module operating in the off An electric vehicle charger characterized in that it is determined that the prevention diode is short-circuited. 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 단락된 것으로 판단하면, 상기 전기차의 배터리로 충전되는 상기 직류(DC) 전력의 전송을 중지하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 3, wherein
The control unit,
And determining that the reverse current prevention diode provided in the power conversion module operating in the off state is short-circuited, thereby stopping transmission of the direct current (DC) power charged by the battery of the electric vehicle. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 상기 오프 동작 전압의 차이가 기 설정된 임계치 이내 이거나 상기 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우, 상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 2,
The control unit,
When the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operating in the off and the off operation voltage is within a predetermined threshold or the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operating in the on is out of a preset threshold, The electric vehicle charger, characterized in that it is determined that the reverse current prevention diode included in the power conversion module operating in the off. 제 6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단하면, 상기 전기차의 배터리로 충전되는 상기 직류(DC) 전력이 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 6,
The control unit,
And when the reverse current prevention diode provided in the power conversion module operating in the OFF state is normal, the direct current (DC) power charged by the battery of the electric vehicle is transmitted. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로 오프에서 온으로 전환하여 동작하도록 하는 전압을 인가한 전압 지령을 전송하고,
상기 온으로 동작하는 전력 변환 모듈로 온에서 오프로 전환하여 동작하도록 하는 전압을 인가한 전압 지령을 전송하며,
온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압에 근거하여 상기 복수의 전력 변환 모듈의 고장 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 2,
The control unit,
Transmits a voltage command to which the voltage is applied to switch from off to on to the power conversion module operating in the off state,
Transmitting a voltage command applying a voltage to the on-off power conversion module operating in the on state,
And determining whether the plurality of power conversion modules has failed based on an output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from on to off. 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 상기 오프 동작 전압의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우 상기 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 고장인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 8,
The control unit,
When the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operating by switching from on to off and the off operation voltage is out of a predetermined threshold, the reverse current prevention diode provided in the power conversion module operating by switching from on to off Electric vehicle charger characterized in that it is determined that the failure. 제 9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과 상기 오프에서 온으로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압의 차이가 기 설정된 임계치 이내인 경우, 상기 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈에 구비된 역전류 방지 다이오드가 단락된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 9,
The control unit,
When the difference between the output voltage sensed from the power conversion module operating by switching from on to off and the output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from off to on is within a preset threshold, the ON to OFF An electric vehicle charger, characterized in that it is determined that the reverse current prevention diode provided in the power conversion module operating by switching. 제 10 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압이 상기 오프 동작 전압의 차이가 기 설정된 임계치 이내이거나 상기 오프에서 온으로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압과의 차이가 기 설정된 임계치를 벗어나는 경우, 상기 온에서 오프로 전환하여 동작하는 전력 변환 모듈에 포함된 역전류 방지 다이오드가 정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 10,
The control unit,
The output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from ON to OFF is different from the output voltage sensed by the power conversion module operating by switching from OFF to ON when the difference of the OFF operation voltage is within a preset threshold. And a predetermined threshold is out of the threshold, the electric vehicle charger, characterized in that it is determined that the reverse current prevention diode included in the power conversion module operating by switching from the on to off. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전력 변환 모듈은,
역전류 방지 다이오드를 각각 구비하며, 상기 교류(AC) 전력을 상기 직류(DC) 전력으로 변환하여 출력하는 제1 전력 변환 모듈 내지 제N 전력 변환 모듈을 포함하며,
상기 제1 전력 변환 모듈 내지 상기 제N 전력 변환 모듈은 서로 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 1,
The plurality of power conversion module,
And a first power conversion module to an N-th power conversion module, each having a reverse current prevention diode and converting the AC power into the DC power and outputting the DC power.
And the first power conversion module to the Nth power conversion module are connected in parallel with each other. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전력 변환 모듈 각각은,
고역률 정류회로, 인버터 회로, 절연 변압기, 고주파 정류회로, 평활회로, 역전류 방지 회로, DSP(Digital Signal Processor) 제어기, CAN 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 1,
Each of the plurality of power conversion modules,
An electric vehicle charger comprising a high power factor rectifier circuit, an inverter circuit, an isolation transformer, a high frequency rectifier circuit, a smoothing circuit, a reverse current prevention circuit, a DSP (Digital Signal Processor) controller, and a CAN communication unit. 제 13 항에 있어서,
상기 고역률 정류회로의 입력단이 상기 전력 공급부의 출력단에 연결되며, 상기 고역률 정류회로의 출력단이 상기 인버터 회로의 입력단에 연결되며,
상기 인버터 회로의 입력단이 상기 고역률 정류회로의 출력단에 연결되며, 상기 인버터 회로의 출력단이 상기 절연 변압기의 입력단에 연결되며,
상기 절연 변압기의 입력단이 상기 인버터 회로의 출력단에 연결되며, 상기 절연 변압기의 출력단이 상기 고주파 정류회로의 입력단에 연결되며,
상기 고주파 정류회로의 입력단이 상기 절연 변압기의 출력단에 연결되며, 상기 고주파 정류회로의 출력단이 상기 평활 회로의 입력단에 연결되며,
상기 평활회로의 입력단이 상기 고주파 정류회로의 출력단에 연결되며, 상기 평활회로의 출력단이 상기 역전류 방지 회로의 입력단에 연결되며,
상기 역전류 방지 회로의 입력단이 상기 평활회로의 출력단에 연결되며, 상기 역전류 방지 회로의 출력단이 상기 스위칭부의 입력단에 연결되며,
상기 DSP 제어기의 입력단이 상기 고역률 정류회로 및 상기 평활회로와 연결되며, 상기 DSP 제어기의 출력단이 상기 고역률 정류회로 및 상기 인버터 회로와 연결되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 13,
An input terminal of the high power factor rectifier circuit is connected to an output terminal of the power supply unit, an output terminal of the high power factor rectifier circuit is connected to an input terminal of the inverter circuit,
An input terminal of the inverter circuit is connected to an output terminal of the high power factor rectifier circuit, an output terminal of the inverter circuit is connected to an input terminal of the isolation transformer,
An input terminal of the isolation transformer is connected to an output terminal of the inverter circuit, an output terminal of the isolation transformer is connected to an input terminal of the high frequency rectifier circuit,
An input terminal of the high frequency rectifier circuit is connected to an output terminal of the isolation transformer, an output terminal of the high frequency rectifier circuit is connected to an input terminal of the smoothing circuit,
An input terminal of the smoothing circuit is connected to an output terminal of the high frequency rectifier circuit, an output terminal of the smoothing circuit is connected to an input terminal of the reverse current prevention circuit,
An input terminal of the reverse current prevention circuit is connected to an output terminal of the smoothing circuit, an output terminal of the reverse current prevention circuit is connected to an input terminal of the switching unit,
And an input terminal of the DSP controller is connected to the high power factor rectifying circuit and the smoothing circuit, and an output terminal of the DSP controller is connected to the high power factor rectifying circuit and the inverter circuit. 제 14 항에 있어서,
상기 DSP 제어기의 제1입력단이 상기 고역률 정류회로의 제어단의 일측과 연결되고, 상기 DSP 제어기의 제2입력단이 상기 고역률 정류회로의 출력단과 연결되고, 상기 DSP 제어기의 제3입력단이 상기 평활회로의 입력단과 연결되고, 상기 DSP 제어기의 제4입력단이 상기 평활회로의 출력단과 연결되고,
상기 DSP 제어기의 제1출력단이 상기 고역률 정류회로의 제어단의 타측과 연결되고, 상기 DSP 제어기의 제2출력단이 상기 인버터 회로의 제어단과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 14,
A first input terminal of the DSP controller is connected to one side of a control terminal of the high power factor rectifying circuit, a second input terminal of the DSP controller is connected to an output terminal of the high power factor rectifying circuit, and a third input terminal of the DSP controller is connected to the Connected to an input of a smoothing circuit, a fourth input of the DSP controller is connected to an output of the smoothing circuit,
And a first output terminal of the DSP controller is connected to the other side of the control terminal of the high power factor rectifying circuit, and a second output terminal of the DSP controller is connected to the control terminal of the inverter circuit. 제 14 항에 있어서,
상기 DSP 제어기는 상기 평활회로의 입력단으로부터 전류를 센싱하고, 상기 평활회로의 출력단으로부터 출력 전압을 센싱하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 14,
And the DSP controller senses a current from an input terminal of the smoothing circuit and senses an output voltage from an output terminal of the smoothing circuit. 제 14 항에 있어서,
상기 DSP 제어기는 상기 고역률 정류회로의 제어단, 상기 인버터 회로의 제어단으로 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전기차 충전기.The method of claim 14,
And the DSP controller transmits a control signal to a control terminal of the high power factor rectifying circuit and a control terminal of the inverter circuit. 교류(AC) 전력을 공급하는 과정;
복수의 전력 변환 모듈 중 적어도 하나 이상의 전력 변환 모듈을 온으로 동작하도록 제어하는 과정;
상기 복수의 전력 변환 모듈 중 나머지 전력 변환 모듈을 오프로 동작하도록 제어하는 과정;
상기 오프로 동작하는 전력 변환 모듈로부터 센싱된 출력 전압에 근거하여 상기 복수의 전력 변환 모듈의 고장 여부를 판단하는 과정; 및
상기 고장 여부의 판단 결과에 근거하여 상기 교류(AC) 전력을 전기차 충전용 직류(DC) 전력으로 변환한 후 온 또는 오프로 스위칭하여 상기 직류 전력을 전기차로 전송하도록 스위칭하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 검출 방법.
Supplying alternating current (AC) power;
Controlling at least one power conversion module of the plurality of power conversion modules to be turned on;
Controlling the remaining power conversion modules of the plurality of power conversion modules to be turned off;
Determining whether the plurality of power conversion modules have failed based on an output voltage sensed by the power conversion module operating in the off state; And
Converting the alternating current (AC) power to direct current (DC) power for charging an electric vehicle based on a result of the determination of the failure or switching to on or off to switch the direct current power to the electric vehicle
Failure detection method comprising a.
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