KR102046124B1 - 릴레이 이코노마이저 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 릴레이 이코노마이저는, 릴레이의 코일에 릴레이 구동 전압을 인가하기 위한 제1 스위치; 상기 릴레이 구동 전압의 크기를 감지하기 위한 하나 이상의 전압 감지부; 상기 제1 스위치 및 상기 릴레이의 코일과 함께 폐회로를 구성하며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 저항값이 가변되는 가변 저항부; 및 상기 가변 저항부에 병렬로 연결된 제2 스위치를 포함하여, 다수의 스위치와 저항들을 사용하여 회로를 단순화함으로써 제어부에 대한 의존을 낮출 수 있고, 릴레이의 외부 회로로 적용가능하므로 범용성이 높으며, 릴레이의 구동 전압이 변동되더라도 이에 따라 적응적으로 릴레이의 홀딩 상태를 세분화하여 릴레이의 픽업 동작 이후 릴레이를 복수의 홀딩 상태로 유지함으로써 릴레이의 전류 소모를 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 적응적으로 절감할 수 있다.

Description

릴레이 이코노마이저 및 그 제어 방법{Relay economizer and method of controlling the same}

본 발명은 릴레이 이코노마이저에 관한 것으로, 특히 릴레이의 동작에 따라 전류 소모를 줄일 수 있는 릴레이 이코노마이저 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

릴레이는 현 산업 전반에 중요한 부품으로서 다양한 분야에 사용되고 있다. 특히, 전기 자동차에 적용되는 배터리 시스템은 고출력이 요구되며 배터리 시스템의 전력을 단속하는 파워 릴레이 어셈블리(PRA: Power Relay Assembly)에는 대용량의 릴레이를 사용해야 한다.

릴레이가 대용량화가 될수록 릴레이를 동작시키기 위해 릴레이의 코일에 더 많은 전류를 흘려야 한다. 한편, 릴레이의 동작 상태는 크게 턴온(turn on) 동작 상태 및 턴오프(turn off) 동작 상태로 구분될 수 있다. 턴온 동작 상태의 경우, 픽업(pick up) 동작 상태 및 홀딩(holding) 동작 상태로 구분되며, 릴레이의 스위치가 최초 붙는 동작을 픽업 동작 상태라 하며, 픽업 동작 후 일정 시간 이후부터 턴온 상태를 유지하는 상태를 홀딩 동작 상태라 한다.

여기에서 픽업을 위한 전류가 가장 크며, 픽업 이후의 홀딩 상태에서는 전류가 최초 픽업 동작 상태 대비 적은 전류가 소모된다. 실제 250A급의 릴레이는 픽업 동작시에 2.5A가 흐르고, 홀딩시엔 500mA 이하가 흐른다. 따라서, 릴레이의 동작 상태에 따라 전류를 제어해야 릴레이를 통해 흐르는 전류 소모를 절감할 수 있고, 이에 따라 배터리 시스템의 전력을 절감할 수 있다.

또한, 전기자동차에서 릴레이를 구동시키기 위한 릴레이 구동 전원의 출력 전압은 일반적으로 변동 범위가 넓다. 즉, 릴레이 구동 전원의 정격 출력 전압이 12볼트(V)인 경우, 일반적으로 9V 내지 16V 사이에서 릴레이 구동 전압이 변동된다. 따라서, 릴레이의 구동 전압이 변동되더라도 이에 따라 적응적으로 릴레이의 홀딩 상태를 세분화하여 릴레이의 픽업 동작 이후 릴레이를 복수의 홀딩 상태로 유지함으로써 릴레이의 전류 소모를 적응적으로 절감할 필요가 있다.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌1은, 릴레이 구동장치에 관한 것으로, 릴레이 장치의 여자 코일로 인가되는 구동 전원의 크기를 제어하기 위한 릴레이 구동장치에 관한 것이다. 특허문헌1의 발명에서, 전압/전류 제어부(427)는 릴레이(410)의 상태에 기반하여 릴레이에 공급되는 전압 및 전류를 제어한다. 전압/전류 제어부(427)는 릴레이의 스위치의 접점 변경 이전의 출력 전압 및 출력 전류와, 접점 변경 이후의 출력 전압 및 출력 전류를 각각 달리하여 제공한다. 즉, 릴레이 스위치의 접점 변경 이전에는 상대적으로 높은 출력 전압 및 출력 전류를 제공하고, 릴레이 스위치의 접점 변경 이후에는 상대적으로 낮은 출력 전압 및 출력 전류를 제공함으로써, 최소한의 전력으로 릴레이 장치를 구동할 수 있다.

하지만, 특허문헌1의 발명은, 릴레이에 공급되는 전압 및 전류를 제어하는 전압/전류 제어부(427)의 구체적인 구성을 개시하고 있지 않다. 또한, 특허문헌1의 발명은, 구동전원 공급부(425)가 일정한 출력 전압을 제공하는 것을 전제로 하고 있기 때문에, 구동전원 공급부의 출력 전압이 변동하는 경우에 적응적으로 대응할 수 없다.

따라서, 다수의 스위치와 저항들을 사용하여 회로를 단순화함으로써 제어부에 대한 의존을 낮출 수 있고, 릴레이의 구동 전압이 변동되더라도 이에 따라 적응적으로 릴레이의 홀딩 상태를 세분화하여 릴레이의 픽업 동작 이후 릴레이를 복수의 홀딩 상태로 유지함으로써 릴레이의 전류 소모를 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 적응적으로 절감할 수 있는 릴레이 이코노마이저 및 그 제어 방법이 요구된다.

국제공개특허공보 공개번호 WO 2013-089511.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 제어부에 대한 의존을 낮출 수 있고, 릴레이의 구동 전압이 변동되더라도 이에 따라 적응적으로 릴레이의 홀딩 상태를 세분화하여 릴레이의 픽업 동작 이후 릴레이를 복수의 홀딩 상태로 유지함으로써 릴레이의 전류 소모를 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 적응적으로 절감할 수 있는 릴레이 이코노마이저를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 제어부에 대한 의존을 낮출 수 있고, 릴레이의 구동 전압이 변동되더라도 이에 따라 적응적으로 릴레이의 홀딩 상태를 세분화하여 릴레이의 픽업 동작 이후 릴레이를 복수의 홀딩 상태로 유지함으로써 릴레이의 전류 소모를 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 적응적으로 절감할 수 있는 릴레이 이코노마이저의 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저는,

릴레이의 코일에 릴레이 구동 전압을 인가하기 위한 제1 스위치;

상기 릴레이 구동 전압의 크기를 감지하기 위한 하나 이상의 전압 감지부;

상기 제1 스위치 및 상기 릴레이의 코일과 함께 폐회로를 구성하며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 저항값이 가변되는 가변 저항부; 및

상기 가변 저항부에 병렬로 연결된 제2 스위치를 포함한다.

본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 가변 저항부는,

소정의 저항값을 갖는 고정 저항; 및

상기 고정 저항에 병렬로 연결되며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 고정 저항에 병렬로 연결되거나 연결되지 않는 하나 이상의 저항 병렬 연결부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 각각의 전압 감지부는,

상기 릴레이 구동 전압을 분배하기 위한 전압 분배부; 및

상기 전압 분배부에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제1 스위칭부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 전압 분배부는,

일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제1 저항; 및

일단이 상기 제1 저항의 타단에 연결되고 타단은 접지에 연결되는 제2 저항을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 제1 스위칭부는,

일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제3 저항; 및

상기 제3 저항의 타단과 접지 사이에 연결되며, 상기 제1 저항과 상기 제2 저항에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제3 스위치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 각각의 저항 병렬 연결부는,

일단이 상기 고정 저항의 일단에 연결되는 제4 저항; 및

일단이 상기 제4 저항의 타단에 연결되고 타단은 상기 고정 저항의 타단에 연결되며, 상기 제3 스위치의 동작 상태에 따라 단락 또는 개방되는 제4 스위치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 제3 스위치는 션트 레귤레이터 또는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 제4 스위치는 전계 효과 트랜지스터 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 스위치를 단락시키고, 상기 제1 스위치를 단락시켜 상기 릴레이를 픽업 상태가 되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 릴레이를 픽업 상태가 되도록 한 후, 상기 제어부는 상기 제2 스위치를 개방시켜 상기 릴레이를 홀딩 상태가 되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 각각의 저항 병렬 연결부가 상기 고정 저항에 병렬로 연결되거나 연결되지 않음으로써, 상기 릴레이는 복수의 홀딩 상태로 유지되며, 상기 복수의 홀딩 상태 각각에서 상기 릴레이의 코일을 통해 흐르는 전류의 크기는 상기 릴레이를 턴오프 상태에서 픽업 상태로 만들기 위한 전류의 크기보다 작고 상기 릴레이를 홀딩 상태로 유지하기 위한 최소한의 전류 크기 이상일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 상기 릴레이 구동 전압의 크기가 커지면 상기 가변 저항부의 저항값은 작아지고, 상기 릴레이 구동 전압의 크기가 작아지면 상기 가변 저항부의 저항값은 커질 수 있다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법은,

릴레이의 코일에 릴레이 구동 전압을 인가하기 위한 제1 스위치; 상기 릴레이 구동 전압의 크기를 감지하기 위한 하나 이상의 전압 감지부; 상기 제1 스위치 및 상기 릴레이의 코일과 함께 폐회로를 구성하며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 저항값이 가변되는 가변 저항부; 상기 가변 저항부에 병렬로 연결된 제2 스위치; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서,

(A) 상기 제어부가 상기 제2 스위치를 단락시키는 단계;

(B) 상기 제어부가 상기 제1 스위치를 단락시켜 상기 릴레이 구동 전압을 상기 릴레이의 코일에 공급하여 상기 릴레이를 픽업 상태로 만드는 단계; 및

(C) 상기 제어부가 상기 제2 스위치를 개방시켜 상기 릴레이를 홀딩 상태로 유지하는 단계를 포함하고,

상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 가변 저항부의 저항값이 가변됨으로써, 상기 릴레이는 복수의 홀딩 상태로 유지되며, 상기 복수의 홀딩 상태 각각에서 상기 릴레이의 코일을 통해 흐르는 전류의 크기는 상기 릴레이를 홀딩 상태로 유지하기 위한 최소한의 전류 크기 이상일 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서, 상기 가변 저항부는,

소정의 저항값을 갖는 고정 저항; 및

상기 고정 저항에 병렬로 연결되며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 고정 저항에 병렬로 연결되거나 연결되지 않는 하나 이상의 저항 병렬 연결부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서, 상기 각각의 전압 감지부는,

상기 릴레이 구동 전압을 분배하기 위한 전압 분배부; 및

상기 전압 분배부에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제1 스위칭부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서, 상기 전압 분배부는,

일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제1 저항; 및

일단이 상기 제1 저항의 타단에 연결되고 타단은 접지에 연결되는 제2 저항을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서, 상기 제1 스위칭부는,

일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제3 저항; 및

상기 제3 저항의 타단과 접지 사이에 연결되며, 상기 제1 저항과 상기 제2 저항에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제3 스위치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서, 상기 각각의 저항 병렬 연결부는,

일단이 상기 고정 저항의 일단에 연결되는 제4 저항; 및

일단이 상기 제4 저항의 타단에 연결되고 타단은 상기 고정 저항의 타단에 연결되며, 상기 제3 스위치의 동작 상태에 따라 단락 또는 개방되는 제4 스위치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서, 상기 제3 스위치는 션트 레귤레이터 또는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 의하면, 다수의 스위치와 저항들을 사용하여 회로를 단순화함으로써 제어부에 대한 의존을 낮출 수 있고, 릴레이의 외부 회로로 적용가능하므로 범용성이 높으며, 릴레이의 구동 전압이 변동되더라도 이에 따라 적응적으로 릴레이의 홀딩 상태를 세분화하여 릴레이의 픽업 동작 이후 릴레이를 복수의 홀딩 상태로 유지함으로써 릴레이의 전류 소모를 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 적응적으로 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 회로도.
도 2는 릴레이의 픽업 준비 동작을 설명하기 위한 도면.
도 3은 릴레이의 픽업 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 릴레이의 제1 홀딩 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 릴레이의 제2 홀딩 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 동작을 설명하기 위한 릴레이의 코일에 흐르는 전류를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 회로도.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법을 도시한 흐름도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

제1 실시예 : 저항 연결부를 1개 포함하는 경우

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 회로도이다. 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저는, 릴레이(RLY)의 코일(L)에 릴레이 구동 전원(108)의 릴레이 구동 전압(VRD)을 인가하기 위한 제1 스위치(S1), 상기 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기를 감지하기 위한 전압 감지부(102, 104), 상기 제1 스위치(S1) 및 상기 릴레이(RLY)의 코일(L)과 함께 폐회로를 구성하며, 상기 전압 감지부(102, 104)에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 저항값이 가변되는 가변 저항부(106, R15) 및 상기 가변 저항부(106, R15)에 병렬로 연결된 제2 스위치(S2)를 포함한다.

또한, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저는, 상기 제1 스위치(S1)의 동작을 제어하기 위한 제1 제어 신호(CS1) 및 상기 제2 스위치(S2)의 동작을 제어하기 위한 제2 제어 신호(CS2)를 출력하는 제어부(110)를 더 포함한다.

상기 가변 저항부(106, R15)는, 소정의 저항값을 갖는 고정 저항(R15) 및 상기 고정 저항(R15)에 병렬로 연결되며, 상기 전압 감지부(102, 104)에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 상기 고정 저항(R15)에 병렬로 연결되거나 연결되지 않는 저항 병렬 연결부(106)를 포함한다.

상기 전압 감지부(102, 104) 및 상기 저항 병렬 연결부(106)는 저항 연결부(100)를 구성하며, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저는 하나의 저항 연결부를 포함한다. 하지만, 본 발명에 의한 릴레이 이코노마이저는 이에 한정되지 않고, 릴레이를 3가지 이상의 홀딩 상태로 유지시키기 위하여 상기 전압 감지부(102, 104) 및 저항 병렬 연결부(106)를 포함하는 저항 연결부(100)를 복수개 포함할 수 있다.

상기 전압 감지부(102, 104)는 상기 릴레이 구동 전압(VRD)을 분배하기 위한 전압 분배부(102) 및 상기 전압 분배부(102)에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제1 스위칭부(104)를 포함한다.

상기 전압 분배부(102)는, 일단에 상기 릴레이 구동 전압(VRD)이 인가되는 제1 저항(R11) 및 일단이 상기 제1 저항(R11)의 타단에 연결되고 타단은 접지에 연결되는 제2 저항(R12)을 포함한다.

상기 제1 스위칭부(104)는, 일단에 상기 릴레이 구동 전압(VRD)이 인가되는 제3 저항(R13) 및 상기 제3 저항(R13)의 타단과 접지 사이에 연결되며 상기 제1 저항(R11)과 상기 제2 저항(R12)에 의해 분배된 전압(VD1)의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제3 스위치(SH1)를 포함한다.

상기 저항 병렬 연결부(106)는, 일단이 상기 고정 저항(R15)의 일단에 연결되는 제4 저항(R14) 및 일단이 상기 제4 저항(R14)의 타단에 연결되고 타단은 상기 고정 저항(R15)의 타단에 연결되며, 상기 제3 스위치(SH1)의 동작 상태에 따라 단락 또는 개방되는 제4 스위치(M1)를 포함한다.

본 발명의 제1 실시예에서 상기 제3 스위치(SH1)는 제1 제어 단자(CT1)에 인가되는 전압(VD1)이 제1 기준 전압 이상인 경우 도통되는 션트 레귤레이터이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제3 스위치(SH1)는 제어 단자에 인가되는 전압에 따라 단락되거나 개방되는 어떠한 유형의 스위칭 트랜지스터도 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에서 상기 제4 스위치(M1)는 전계 효과 트랜지스터(FET)이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 제4 스위치(M1)는 제어 신호에 따라 개방되거나 단락되는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(110)는 상기 제2 스위치(S2)를 단락시키고, 상기 제1 스위치(S1)를 단락시켜 상기 릴레이(RLY)를 픽업 상태가 되도록 할 수 있다. 또한, 상기 릴레이(RLY)를 픽업 상태가 되도록 한 후, 상기 제어부(110)는 상기 제2 스위치(S2)를 개방시켜, 상기 릴레이(RLY)를 홀딩 상태가 되도록 할 수 있다.

홀딩 상태에서, 상기 저항 병렬 연결부(106)는 상기 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 고정 저항(R15)에 병렬로 연결되거나 연결되지 않을 수 있다. 상기 저항 병렬 연결부(106)가 상기 고정 저항(R15)에 연결되지 않은 때의 등가 저항, 즉 고정 저항(R15)의 저항값 및 상기 저항 병렬 연결부(106)가 상기 고정 저항(R15)에 연결될 때의 등가 저항, 즉 고정 저항(R15)과 제4 저항(R14)이 병렬로 연결될 때의 저항값은, 상기 릴레이(RLY)가 홀딩 상태에 있는 경우, 상기 릴레이(RLY)의 코일(L)을 통해 흐르는 전류가 최소한의 홀딩 상태 유지 전류 이상이 되도록 설정될 수 있다. 즉, 고정 저항(R15)과 제4 저항(R14)의 저항값들은 상기 릴레이(RLY)가 홀딩 상태에 있는 경우, 상기 릴레이(RLY)의 코일(L)을 통해 흐르는 전류가 최소한의 홀딩 상태 유지 전류 이상이 될 수 있도록 하는 저항값들 중에서 선택될 수 있다.

상기 릴레이(RLY)는 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 제1 홀딩 상태 및 제2 홀딩 상태로 유지될 수 있다. 상기 제1 홀딩 상태 및 제2 홀딩 상태에서 상기 릴레이(RLY)의 코일(L)을 흐르는 전류들의 크기는 상기 릴레이(RLY)를 턴오프 상태에서 픽업 상태로 만들기 위한 전류의 크기보다 작고, 상기 릴레이(RLY)를 홀딩 상태로 유지하기 위한 최소한의 전류 크기 이상이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 동작을 도 1 내지 도 6을 참조하여 하기에 설명하기로 한다.

도 2는 릴레이의 픽업 준비 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 릴레이의 픽업 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 릴레이의 제1 홀딩 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 릴레이의 제2 홀딩 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 동작을 설명하기 위한 릴레이의 코일에 흐르는 전류를 도시한 그래프이다.

본 발명에서 제어부(110)가 실제로 제어하는 부분은 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2) 뿐이며, 제3 스위치(SH1)의 스위칭 동작은 제1 제어 단자(CT1)에 입력되는 전압의 크기에 따라 제어되고, 제4 스위치(M1)의 스위칭 동작은 게이트(G)에 인가되는 전압의 크기에 따라 제어된다.

션트 레귤레이터인 제3 스위치(SH1)의 동작은 제1 제어 단자(CT1)에 제1 기준 전압 이상이 인가되는 경우 턴온되어 단락되고, 제1 기준 전압 미만의 전압이 인가되는 경우 턴오프되어 개방된다.

전계 효과 트랜지스터인 제4 스위치(M1)의 동작은 게이트(G)에 제2 기준 전압 이상이 인가되는 경우 턴온되어 단락되고, 제2 기준 전압 미만의 전압이 인가되는 경우 턴오프되어 개방된다.

제1 스위치(S1)의 동작은 제어부(110)에서 출력되는 제1 제어 신호(CS1)에 의해 제어되고, 제1 스위치(S1)가 턴온되어 단락되는 경우 릴레이 구동 전압(VRD)이 릴레이(RLY)의 코일(L)에 공급된다. 따라서, 제1 스위치(S1)의 동작 상태에 따라 릴레이(RLY)의 턴온 또는 턴오프가 결정된다.

제2 스위치(S2)의 동작은 제어부(110)에서 출력되는 제2 제어 신호(CS2)에 의해 제어되고, 제2 스위치(S2)가 턴온되어 단락되는 경우 릴레이(RLY)의 코일(L)이 접지와 바로 연결되므로, 제2 스위치(S2)가 턴온되어 단락되고 제1 스위치(S1)가 턴온되어 단락되는 경우 큰 전류가 릴레이(RLY)의 코일(L)에 흐르게 되어 릴레이(RLY)가 픽업 상태에 진입할 수 있다. 릴레이(RLY)가 픽업 상태에 도달하면, 제어부(110)는 제2 스위치(S2)를 턴오프시켜 개방시킴으로써 릴레이(RLY)를 홀딩 상태로 유지한다.

제4 스위치(M1)는 제3 스위치(SH1)가 턴온되면 턴오프되어 제4 저항(R14)이 고정 저항(R15)과 병렬로 연결되지 않도록 하여 릴레이(RLY)의 코일(L)에 고정 저항(R15)만이 연결되도록 하고, 제4 스위치(M1)는 제3 스위치(SH1)가 턴오프되면 턴온되어 제4 저항(R14)이 고정 저항(R15)과 병렬로 연결되도록 하여 릴레이(RLY)의 코일(L)에 고정 저항(R15)만이 연결될 때보다 더 낮은 저항값을 갖는 저항이 연결되도록 하여 릴레이(RLY)의 코일(L)에 흐르는 전류의 크기를 더 크게 한다.

즉, 제4 스위치(M1)는 게이트(G)에 인가되는 전압에 따라, 제4 저항(R14)이 고정 저항(R15)에 병렬로 연결되거나 연결되지 않도록 할 수 있으므로, 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 릴레이(RLY)의 코일(L)에 흐르는 전류의 크기를 제어하는 역할을 한다.

릴레이의 픽업 준비 동작

도 2는 릴레이(RLY)의 픽업 준비 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 제어부(110)는 제2 스위치(S2)에 적합한 제2 제어 신호(CS2)를 인가하여 제2 스위치(S2)를 턴온시켜 단락시킨다. 제1 스위치(S1)는 현재 턴오프 상태이므로 제2 스위치(S2)만 턴온시키더라도 릴레이(RLY)는 턴온되지 않는다.

제2 스위치(S2)를 턴온시키는 동작은, 릴레이(RLY)를 픽업 상태로 만들기 전의 픽업 준비 동작으로서, 제4 저항(R14), 고정 저항(R15) 및 제2 스위치(S2)의 병렬 등가 저항을 제2 스위치(S2)를 단락시킴으로써 단락에 가까운 상태로 만들기 위한 것이다.

릴레이의 픽업 동작

도 3은 릴레이(RLY)의 픽업 준비 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 동작을 설명하기 위한 릴레이의 코일에 흐르는 전류를 도시한 그래프이다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 제어부(110)는 제2 스위치(S2)가 턴온된 상태에서 제1 스위치(S1)를 턴온시킨다. 제2 스위치(S2)가 단락되어 있기 때문에, 릴레이(RLY)의 코일(L)은 접지와 연결되어 있는 것과 같다. 따라서, 제1 스위치(S1)가 턴온되면 릴레이 구동 전압(VRD)이 릴레이(RLY)의 코일(L)에 인가되어, 도 3에 화살표로 표시된 경로와 같이 그리고 도 6에 P로 표시된 바와 같이 릴레이(RLY)의 코일(L)에는 릴레이(RLY)의 스위치(SW)가 턴온되기 위한 최소한의 픽업 전류(IPM) 이상의 전류(IP)가 흐르게 되어, 릴레이(RLY)는 픽업 상태(P)에 있게 된다.

릴레이의 제1 홀딩 동작

도 4는 릴레이(RLY)의 제1 홀딩 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4 및 도 6을 참조하면, 픽업 동작 이후에, 소정 시간(t1)에 제어부(110)는 제2 스위치(S2)에 적합한 제2 제어 신호(CS2)를 인가하여 제2 스위치(S2)를 턴오프시킨다.

릴레이 구동 전압(VRD)은 소정의 범위 내에서 변동된다고 앞서 설명하였다. 도 4의 도면에서, 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기는 제1 레벨 이상이라고 가정한다. 릴레이 구동 전압(VRD)은 전압 분배부(102)에 의해 분배되고, 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기는 제1 레벨 이상이기 때문에, 전압 분배부(102)에 의해 분배된 전압(VD1)은 제3 스위치인 션트 레귤레이터(SH1)의 제1 기준 전압 이상이 된다. 따라서, 제3 스위치인 션트 레귤레이터(SH1)는 턴온된다. 션트 레귤레이터(SH1)가 턴온되면, 상기 저항 병렬 연결부(106)에 있는 제4 스위치(M1)의 게이트가 접지되어 제4 스위치(M1)는 턴오프되고, 제4 저항(R14)은 고정 저항(R15)과 병렬로 연결되지 않는다.

따라서, 릴레이 구동 전압(VRD)은 릴레이(RLY)의 코일(L)을 통해 고정 저항(R15)에 인가되고, 도 4에 화살표로 표시된 경로와 같이 그리고 도 6에 H1로 표시된 바와 같이 릴레이(RLY)의 코일(L)에는 릴레이(RLY)의 스위치(SW)가 홀딩되기 위한 최소 홀딩 전류(IHM) 이상의 전류(IH1)가 흐르게 되어, 릴레이(RLY)는 제1 홀딩 상태(H1)에 있게 된다.

도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 릴레이(RLY)의 코일(L)에 고정 저항(R15)이 연결되어 릴레이(RLY)가 제1 홀딩 상태(H1)에 진입하면, 릴레이(RLY)의 코일(L)을 통해 흐르는 전류의 크기(IH1)는 고정 저항(R15)으로 인하여 픽업 상태(P)에서의 전류의 크기(IP)보다 상당히 작아진다. 따라서, 릴레이(RLY)에 의해 소모되는 전류를 절감할 수 있다.

릴레이의 제2 홀딩 동작

도 5는 릴레이(RLY)의 제2 홀딩 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 제1 홀딩 동작 이후에, 릴레이 구동 전압(VRD)이 변동하여 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기가 제1 레벨 미만이라고 가정한다. 릴레이 구동 전압(VRD)은 전압 분배부(102)에 의해 분배되고, 릴레이 구동 전압(VRD)이 제1 레벨 미만이기 때문에 전압 분배부(102)에 의해 분배된 전압(VD1)은 제3 스위치인 션트 레귤레이터(SH1)의 제1 기준 전압 미만이 된다. 따라서, 제3 스위치인 션트 레귤레이터(SH1)는 턴오프된다. 션트 레귤레이터(SH1)가 턴오프되면, 제4 스위치(M1)의 게이트에는 제3 저항(R13)을 통해 소정 전압이 인가되어 제4 스위치(M1)는 턴온되고, 제4 저항(R14)은 고정 저항(R15)과 병렬로 연결된다.

따라서, 릴레이 구동 전압(VRD)은 릴레이(RLY)의 코일(L)을 통해 고정 저항(R15) 및 제4 저항(R14)에 인가되고, 도 5에 화살표로 표시된 경로와 같이 그리고 도 6에 H2로 표시된 바와 같이 릴레이(RLY)의 코일(L)에는 릴레이(RLY)의 스위치(SW)가 홀딩되기 위한 최소 홀딩 전류(IHM) 이상의 전류(IH2)가 흐르게 되어, 릴레이(RLY)는 제2 홀딩 상태(H2)에 있게 된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 릴레이(RLY)의 코일(L)에 고정 저항(R15)과 제4 저항(R14)이 연결되어 릴레이(RLY)가 제2 홀딩 상태(H2)에 진입하면, 릴레이(RLY)의 코일(L)을 통해 흐르는 전류의 크기(IH2)는 병렬로 연결된 고정 저항(R15)과 제4 저항(R14)으로 인하여 픽업 상태(P)에서의 전류의 크기(IP)보다 상당히 작아진다. 따라서, 릴레이(RLY)에 의해 소모되는 전류를 절감할 수 있다.

도 5에 도시된 병렬로 연결된 제4 저항(R14)과 고정 저항(R15)의 등가 저항값은, 도 4에 도시된 고정 저항(R15) 하나의 저항값보다 작다. 따라서, 도 5에 도시된 제2 홀딩 상태(H2)에서의 전류의 크기(IH2)는 도 4에 도시된 제1 홀딩 상태(H1)에서의 전류의 크기(IH1)보다 커지게 된다. 하지만, 제2 홀딩 상태(H2)에서의 전류의 크기(IH2)도 픽업 상태(P)의 전류의 크기(IP)보다는 작기 때문에, 제1 홀딩 상태(H1) 뿐만 아니라 제2 홀딩 상태(H2)에서도 릴레이(RLY)의 코일(L)에 흐르는 전류 소모를 절감할 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 릴레이(RLY)의 코일(L)에 흐르는 전류는 릴레이(RLY)의 픽업 동작 이후에 릴레이 구동 전압(VRD)이 변동됨에 따라 제1 홀딩 상태(H1)와 제2 홀딩 상태(H2)에 있게 된다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 의하면, 릴레이 구동 전압(VRD)이 변동되더라도 릴레이(RLY)의 코일(L)에 흐르는 전류가, 릴레이(RLY)를 턴오프 상태에서 픽업 상태로 만들기 위한 전류의 크기보다 작도록 그리고 릴레이(RLY)를 홀딩 상태로 유지하기 위한 최소한의 전류 크기(IHM) 이상이 되도록, 릴레이(RLY)를 제1 홀딩 상태(H1) 또는 제2 홀딩 상태(H2)로 유지시킬 수 있다.

제2 실시예 : 저항 연결부를 2개 포함하는 경우

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 회로도이다.

도 7에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 추가적인 저항 연결부(101)를 포함시킨 릴레이 이코노마이저이다.

추가적인 저항 연결부(101)는 제5 내지 제8 저항(R21, R22, R23, R24), 제5 스위치(SH2) 및 제6 스위치(M2)를 포함한다. 상기 제5 내지 제8 저항(R21, R22, R23, R24), 제5 스위치(SH2) 및 제6 스위치(M2)의 구성은 저항 연결부(100)의 구성과 동일하므로 생략하기로 한다.

도 7에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 홀딩 상태들은, 고정 저항(R15)에만 전류가 흐르는 제1 홀딩 상태, 고정 저항(R15)과 제4 저항(R14)이 병렬로 연결되어 전류가 흐르는 제2 홀딩 상태 및 제4 저항(R14), 제8 저항(R24) 및 고정 저항(R15)이 모두 병렬로 연결되어 전류가 흐르는 제3 홀딩 상태를 포함한다.

즉, 도 7에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저에 있어서, 릴레이(RLY)가 픽업 상태에서 들어간 후, 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 릴레이(RLY)는 제1 홀딩 상태, 제2 홀딩 상태 또는 제3 홀딩 상태를 유지할 수 있다. 이 경우, 제1 홀딩 상태의 전류의 크기는 제2 홀딩 상태의 전류의 크기보다 작고, 제2 홀딩 상태의 전류의 크기는 제3 홀딩 상태의 전류의 크기보다 작다.

도 7에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 동작은 도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 동작과 유사하므로 생략하기로 한다.

도 7에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저는 2개의 저항 연결부(100, 101)를 포함하지만, 본 발명에 의한 릴레이 이코노마이저는 이에 한정되지 않고, n을 2 이상의 정수라 할 때, 제1 내지 제n 저항 연결부를 포함하여, 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 릴레이(RLY)를 제2 내지 제(n+1) 홀딩 상태를 유지하도록 할 수 있다.

릴레이 이코노마이저의 제어 방법

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 릴레이 이코노마이저의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

도 1, 도 6 및 도 8을 참조하면, 단계 S800에서, 제어부(110)는 제2 스위치(S2)를 단락시켜 릴레이(RYL)를 픽업 상태로 만들기 전에 픽업 준비 동작을 수행한다.

단계 S802에서 제어부(110)는 제1 스위치(S1)를 단락시켜 릴레이 구동 전압(VRD)을 릴레이(RLY)에 공급한다. 제2 스위치(S2)가 단락되어 릴레이(RLY)의 코일(L)은 접지와 연결되어 있기 때문에 릴레이(RLY)의 코일(L)에는 최소한의 픽업 전류(IPM) 이상의 큰 전류가 흐르게 된다. 따라서, 릴레이(RLY)는 픽업 상태(P)로 들어간다.

단계 S804에서, 제어부(110)는 픽업 동작 이후 소정 시간(t1)에 제2 스위치(S2)를 개방시켜 릴레이(RYL)를 홀딩 상태로 유지한다. 릴레이(RLY)는 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 제1 홀딩 상태(H1) 또는 제2 홀딩 상태(H2)로 유지될 수 있다.

제1 홀딩 상태(H1)에서의 전류의 크기(IH1) 및 제2 홀딩 상태(H2)에서의 전류의 크기(IH2)는 픽업 상태(P)의 전류의 크기(IP)보다 작기 때문에, 릴레이 구동 전압(VRD)에 따라 릴레이(RLY)를 제1 홀딩 상태(H1) 또는 제2 홀딩 상태(H2)로 유지하면, 릴레이(RLY)의 코일(L)에 흐르는 전류 소모를 절감할 수 있다.

한편, n을 2 이상의 정수라 할 때, 본 발명의 릴레이 이코노마이저가 저항 연결부(100)를 n개 포함하는 경우, 릴레이(RLY)는 릴레이 구동 전압에 따라 제1 홀딩 상태 내지 제(n+1) 홀딩 상태로 유지될 수 있다.

이 경우, 홀딩 상태에서, n개의 저항 연결부에 있는 저항 병렬 연결부들과 고정 저항(R15)의 등가 저항값은 상기 릴레이 구동 전압(VRD)의 크기에 따라 복수의 저항값으로 변경되며, 상기 변경되는 저항값들은 상기 릴레이(RLY)를 통해 흐르는 전류가 최소한의 홀딩 상태 유지 전류(IHM) 이상이 되도록 하는 저항값들을 포함하고, 상기 홀딩 상태 유지 전류는 상기 릴레이(RLY)를 홀딩 상태로 유지하기 위한 상기 릴레이(RLY)를 통해 흐르는 전류를 의미한다.

상기 제1 홀딩 상태 내지 제(n+1) 홀딩 상태에서 상기 릴레이(RLY)의 코일(L)을 통해 흐르는 전류들의 크기는 상기 릴레이(RLY)를 턴오프 상태에서 픽업 상태로 만들기 위한 전류의 크기보다 작고 상기 릴레이(RLY)를 홀딩 상태로 유지하기 위한 최소한의 전류 크기(IHM) 이상이다.

본 발명은 전기 자동차에 적용되는 배터리 시스템의 전력을 단속하는 파워 릴레이 어셈블리(PRA: Power Relay Assembly)에 적용될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 릴레이를 사용하는 모든 장치들에 적용될 수 있다.

본 명세서에서 논의된 방법들은, 적용예에 따라서 다양한 수단을 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 방법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합의 형태로 구현될 수도 있다. 하드웨어를 수반하는 구현예에서, 제어회로 또는 제어부는 하나 이상의 주문형 집적 회로들(ASICs), 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들(FPGAs), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 장치들, 본 명세서에서 논의된 기능들을 실행하도록 설계된 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

20 : 릴레이의 일단 22 : 릴레이의 타단
100 : 저항 연결부 102 : 전압 분배부
104 : 제1 스위칭부 106 : 저항 병렬 연결부
108 : 릴레이 구동 전원 110 : 제어부
S1 : 제1 스위치 S2 : 제2 스위치
SH1 : 제3 스위치 M1 : 제4 스위치
RLY : 릴레이 L : 릴레이 코일
SW : 릴레이 스위치 R11 : 제1 저항
R12 : 제2 저항 R13 : 제3 저항
R14 : 제4 저항 R15 : 고정 저항
CT1 : 션트 레귤레이터의 제어 단자

Claims (21)

1. 배터리 시스템에 적용되는 릴레이 이코노마이저에 있어서,
   릴레이의 코일에 릴레이 구동 전압을 인가하기 위한 제1 스위치;
   상기 릴레이 구동 전압의 크기를 감지하기 위한 하나 이상의 전압 감지부;
   상기 제1 스위치 및 상기 릴레이의 코일과 함께 폐회로를 구성하며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 릴레이의 홀딩 동작시 저항값이 가변되어 상기 코일에 흐르는 전류를 변화시키는 가변 저항부;
   상기 가변 저항부에 병렬로 연결된 제2 스위치; 및
   상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
   상기 가변 저항부는
   소정의 저항값을 갖는 고정 저항; 및
   상기 고정 저항에 병렬로 연결되며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 고정 저항에 병렬로 연결되거나 연결되지 않는 하나 이상의 저항 병렬 연결부를 포함하는 릴레이 이코노마이저.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1항에 있어서,
   상기 전압 감지부는,
   상기 릴레이 구동 전압을 분배하기 위한 전압 분배부; 및
   상기 전압 분배부에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제1 스위칭부를 포함하는 릴레이 이코노마이저.
5. 청구항 4항에 있어서,
   상기 전압 분배부는,
   일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제1 저항; 및
   일단이 상기 제1 저항의 타단에 연결되고 타단은 접지에 연결되는 제2 저항을 포함하는 릴레이 이코노마이저.
6. 청구항 5항에 있어서,
   상기 제1 스위칭부는,
   일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제3 저항; 및
   상기 제3 저항의 타단과 접지 사이에 연결되며, 상기 제1 저항과 상기 제2 저항에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제3 스위치를 포함하는 릴레이 이코노마이저.
7. 청구항 6항에 있어서,
   상기 저항 병렬 연결부는,
   일단이 상기 고정 저항의 일단에 연결되는 제4 저항; 및
   일단이 상기 제4 저항의 타단에 연결되고 타단은 상기 고정 저항의 타단에 연결되며, 상기 제3 스위치의 동작 상태에 따라 단락 또는 개방되는 제4 스위치를 포함하는 릴레이 이코노마이저.
8. 청구항 7항에 있어서,
   상기 제3 스위치는 션트 레귤레이터 또는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 릴레이 이코노마이저.
9. 청구항 8항에 있어서,
   상기 제4 스위치는 전계 효과 트랜지스터 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함하는 릴레이 이코노마이저.
10. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 스위치를 단락시키고, 상기 제1 스위치를 단락시켜 상기 릴레이를 픽업 상태가 되도록 하는 릴레이 이코노마이저.
11. 청구항 10항에 있어서,
    상기 릴레이를 픽업 상태가 되도록 한 후, 상기 제어부는 상기 제2 스위치를 개방시켜 상기 릴레이를 홀딩 상태가 되도록 하는 릴레이 이코노마이저.
12. 청구항 11항에 있어서,
    상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 저항 병렬 연결부가 상기 고정 저항에 병렬로 연결되거나 연결되지 않음으로써, 상기 릴레이는 복수의 홀딩 상태로 유지되며, 상기 복수의 홀딩 상태 각각에서 상기 릴레이의 코일을 통해 흐르는 전류의 크기는 상기 릴레이를 턴오프 상태에서 픽업 상태로 만들기 위한 전류의 크기보다 작고 상기 릴레이를 홀딩 상태로 유지하기 위한 최소한의 전류 크기 이상인 릴레이 이코노마이저.
13. 청구항 12항에 있어서,
    상기 릴레이 구동 전압의 크기가 커지면 상기 가변 저항부의 저항값은 작아지고, 상기 릴레이 구동 전압의 크기가 작아지면 상기 가변 저항부의 저항값은 커지는 릴레이 이코노마이저.
14. 릴레이의 코일에 릴레이 구동 전압을 인가하기 위한 제1 스위치; 상기 릴레이 구동 전압의 크기를 감지하기 위한 하나 이상의 전압 감지부; 상기 제1 스위치 및 상기 릴레이의 코일과 함께 폐회로를 구성하며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 릴레이의 홀딩 동작시 저항값이 가변되어 상기 코일에 흐르는 전류를 변화시키는 가변 저항부; 상기 가변 저항부에 병렬로 연결된 제2 스위치; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 동작을 제어하기 위한 제어부를 포함하며, 배터리 시스템에 적용되는, 릴레이 이코노마이저의 제어 방법에 있어서,
    상기 가변 저항부는
    소정의 저항값을 갖는 고정 저항; 및
    상기 고정 저항에 병렬로 연결되며, 상기 하나 이상의 전압 감지부에 의해 감지된 상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 고정 저항에 병렬로 연결되거나 연결되지 않는 하나 이상의 저항 병렬 연결부를 포함하고,
    (A) 상기 제어부가 상기 제2 스위치를 단락시키는 단계;
    (B) 상기 제어부가 상기 제1 스위치를 단락시켜 상기 릴레이 구동 전압을 상기 릴레이의 코일에 공급하여 상기 릴레이를 픽업 상태로 만드는 단계; 및
    (C) 상기 제어부가 상기 제2 스위치를 개방시켜 상기 릴레이를 홀딩 상태로 유지하는 단계를 포함하고,
    상기 릴레이 구동 전압의 크기에 따라 상기 가변 저항부의 저항값이 가변됨으로써, 상기 릴레이의 코일에 흐르는 전류가 상기 릴레이를 홀딩 상태로 유지하기 위한 최소한의 전류 크기 이상인 범위에서 변화되는, 릴레이 이코노마이저의 제어 방법.
15. 삭제
16. 청구항 14항에 있어서,
    상기 전압 감지부는,
    상기 릴레이 구동 전압을 분배하기 위한 전압 분배부; 및
    상기 전압 분배부에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제1 스위칭부를 포함하는 릴레이 이코노마이저의 제어 방법.
17. 청구항 16항에 있어서,
    상기 전압 분배부는,
    일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제1 저항; 및
    일단이 상기 제1 저항의 타단에 연결되고 타단은 접지에 연결되는 제2 저항을 포함하는 릴레이 이코노마이저의 제어 방법.
18. 청구항 17항에 있어서,
    상기 제1 스위칭부는,
    일단에 상기 릴레이 구동 전압이 인가되는 제3 저항; 및
    상기 제3 저항의 타단과 접지 사이에 연결되며, 상기 제1 저항과 상기 제2 저항에 의해 분배된 전압의 크기에 따라 단락되거나 개방되는 제3 스위치를 포함하는 릴레이 이코노마이저의 제어 방법.
19. 청구항 18항에 있어서,
    상기 저항 병렬 연결부는,
    일단이 상기 고정 저항의 일단에 연결되는 제4 저항; 및
    일단이 상기 제4 저항의 타단에 연결되고 타단은 상기 고정 저항의 타단에 연결되며, 상기 제3 스위치의 동작 상태에 따라 단락 또는 개방되는 제4 스위치를 포함하는 릴레이 이코노마이저의 제어 방법.
20. 청구항 19항에 있어서,
    상기 제3 스위치는 션트 레귤레이터 또는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 릴레이 이코노마이저의 제어 방법.
21. 청구항 1 및 청구항 4 내지 13항 중 어느 한 항의 릴레이 이코노마이저를 포함하는 파워 릴레이 어셈블리.

Images