KR102457211B1 - 전력 공급 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 공급 장치 및 방법에 관한 것으로, 전력 공급 장치의 스위칭 제어 시 스위칭 손실을 최소화하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 전력 공급 장치는, 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와; 상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함한다.

Description

전력 공급 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER SUPPLY}
본 발명은 전력 공급 장치에 관한 것으로, 특히 전력 공급 장치의 스위칭 제어에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다.
화석 연료를 이용하는 차량은 화석 연료의 연소로 인하여 미세 먼지, 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소, 탄화수소, 질소, 질소산화물 및/또는 황산화물 등을 배출할 수 있다. 수증기와 이산화탄소는 지구 온난화의 원인으로 알려져 있으며, 미세 먼지, 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물 및/또는 황산화물 등은 사람에게 피해를 줄 수 있는 대기 오염 물질로 알려져 있다.
이러한 이유로, 최근 화석 연료를 대체하는 친환경 에너지를 이용한 차량이 개발되고 있다. 예를 들어, 화석 연료와 전기를 모두 이용하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 전기만을 이용하는 전기자동차(Electric Vehicle, EV) 등이 개발되고 있다.
하이브리드 자동차와 전기 자동차는 차량을 이동시키는 전동기에 전력을 공급하는 고전압 배터리와 차량의 전장 부품에 전력을 공급하는 저전압 배터리가 별도로 마련된다. 또한, 하이브리드 자동차와 전기 자동차는 고전압 배터리로부터 저전압 배터리로 전력을 공급하기 위하여 고전압 배터리의 전압을 저전압 배터리의 전압으로 변환하여 부하에 공급하는 전력 공급 장치를 포함하는 것이 일반적이다.
일 측면에 따르면, 전력 공급 장치의 스위칭 제어 시 스위칭 손실을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 전력 공급 장치는, 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와; 상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치는, 상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부와; 상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부를 더 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨이 증가한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 전원부는, 입력 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머의 입력 전압을 단속하는 제 1 스위치를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 제어부는, 상기 스위치 전원부의 출력 측에 직렬 연결되어 서로 교번하여 온/오프되는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 제 2 스위치가 N채널 MOSFET이고, 상기 제 3 스위치가 P채널 MOSFET이다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고; 상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압이다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 전력 공급 장치는, 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와; 상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부와; 상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부와; 상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨이 증가한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 전원부는, 입력 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머의 입력 전압을 단속하는 제 1 스위치를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 제어부는, 상기 스위치 전원부의 출력 측에 직렬 연결되어 서로 교번하여 온/오프되는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 제 2 스위치가 N채널 MOSFET이고, 상기 제 3 스위치가 P채널 MOSFET이다.
상술한 전력 공급 장치에서, 상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고; 상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압이다.
상술한 목적의 본 발명에 따른 전력 공급 장치의 제어 방법은, 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치를 포함하는 전력 공급 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 메인 스위치를 통해 출력되는 상기 부하 전류의 크기를 검출하는 단계와; 상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 단계를 포함한다.
상술한 전력 공급 장치의 제어 방법에서, 상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨을 증가시킨다.
상술한 전력 공급 장치의 제어 방법에서, 상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고; 상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압이다.
일 측면에 따르면, 전력 공급 장치의 스위칭 제어 시 스위칭 손실을 최소화함으로써 전력 공급 장치의 효율을 개선할 수 있다. 또한 전력 공급 장치의 손실을 최소화함으로써 발열을 줄일 수 있고, 이로 인해 방열을 위한 히트 싱크 등의 크기와 수를 줄일 수 있어서 전력 공급 장치의 소형화에도 기여한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 동력 계통을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 전류 제어 특성을 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차를 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 전기 자동차(100)는 모터(도 2의 212 참조)를 구비한다. 따라서 모터(212)를 구동하기 위한 전력을 저장할 고전압 배터리(102)를 필요로 한다. 일반적인 내연 기관 자동차에도 엔진 룸의 한쪽에 보조 배터리(도 2의 208 참조)가 마련된다. 하지만 전기 자동차(100)의 경우 크기가 큰 대용량의 고전압 배터리(212)가 요구된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차(100)에서는 2열 승객석 하부 공간에 고전압 배터리(102)를 설치한다. 고전압 배터리(102)에 저장되는 전력은 모터(212)를 구동하여 동력을 발생시키는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 고전압 배터리(102)는 리튬 배터리일 수 있다.
전기 자동차(100)에는 충전 소켓(104)이 마련된다. 충전 소켓(104)에는 외부의 충전 시설의 충전 커넥터(152)가 연결됨으로써 고전압 배터리(102)의 충전이 이루어질 수 있다. 즉 충전 시설의 충전 커넥터(152)를 전기 자동차(100)의 충전 소켓(104)에 연결하면 전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)가 충전된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 동력 계통을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 동력 계통은 모터(212)와 전장 부하(214)에 전력을 공급하기 위한 것이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차(100)의 동력 계통은, 고전압 배터리(102)와 저전압 직류-직류 변환부(Low Voltage DC-DC Converter, 이하 LDC)(204), 인버터(206), 보조 배터리(208) 및 제어부(210)를 포함한다.
LDC(204)는 고전압 배터리(102)의 고압의 직류 전압을 더 낮은 전압의 직류로 변환한다. LDC(204)는 고전압 배터리(102)의 높은 직류 전압(DC)을 교류로 만들고 이 교류를 코일과 트랜스, 커패시터 등을 통해 강압한 후 정류하여 더 낮은 전압의 직류(DC)로 변환한다. LDC(204)에 의해 강압된 직류 전압은 저전압을 필요로 하는 각 전장 부하(214)에 공급된다.
고전압 배터리(102)의 직류 전압은 인버터(206)에 의해 소정의 위상 및 주파수를 갖는 교류 전압으로 변환된 후 모터(212)에 공급된다. 모터(212)의 회전력 및 속도는 인버터(206)의 출력 전압에 의해 결정된다. 제어부(210)는 전력 공급 장치의 동작 전반을 제어한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)를 충전하기 위해 급속 충전기(352)와 완속 충전기(356)를 포함하는 다양한 형태의 외부 충전기가 사용될 수 있다. 고전압 배터리(102)는 500V~800V의 충전 전압을 갖는다.
급속 충전기(352)는 제 1 전압(예를 들면 800V의 높은 직류 전압)으로 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다. 급속 충전기(352)는 상용 교류 전력을 800V의 직류 전압으로 변환하여 전기 자동차(100)로 공급한다.
완속 충전기(356)는 상용 교류 전력(AC)을 교류 전력 형태 그대로 전기 자동차(100)로 공급한다. 완속 충전기(356)를 통해 공급되는 교류 전력은 전기 자동차(100) 내부에서 미리 설정된 레벨의 직류 전압으로 변환된다.
전기 자동차(100)의 내부에서는 차량 탑재 충전기(On Board Charger, OBC)(302)와 컨버터(304)가 고전압 배터리(102)의 충전에 관여한다.
OBC라 불리는 차량 탑재 충전기(302)는 완속 충전기(356)로부터 공급되는 상용 교류 전력을 800V의 직류 전압으로 변환하여 고전압 배터리(102)를 충전한다. 급속 충전기(352) 가 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 전기 자동차(100)로 공급하는 것과 달리, 완속 충전기(356)는 상용 교류 전력을 교류 형태 그대로 전기 자동차(100)로 공급한다. 완속 충전기(356)로부터 공급되는 교류 전압은 전기 자동차(100)의 내부에서 차량 탑재 충전기(302)에 의해 직류 전압으로 변환된 후 고전압 배터리(102)를 충전하는데 사용된다.
급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압은 그대로 고전압 배터리(102)로 공급된다. 고전압 배터리(102)의 충전 전압이 500V~800V이므로 급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압을 승압하지 않더라도 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 전력 공급 장치는 앞서 도 2에서 설명한 저전압 직류-직류 변환부(LDC)(204) 또는 도 3에서 설명한 차량 탑재 충전기(OBC)(302) 등에 적용될 수 있다.
직류 입력 전압(Vdc)는 앞 단에서 정류된 직류 전압이거나 전력 저장 수단 등에 저장되어 있던 직류 전압일 수 있다. 직류 입력 전압(Vdc)은 스위치 전원부(402)에 입력된다. 스위치 전원부(402)는 고주파 트랜스포머(408)와 평활 회로부(410), 제 1 구동 스위치(412)를 포함한다.
고주파 트랜스포머(408)는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류 전압의 값 및/또는 교류 전류의 값을 변화시킬 수 있다. 고주파 트랜스포머(408)는 입력 측의 1차 코일과, 출력 측의 2차 코일, 1차 코일로부터 2차 코일까지 자기장을 전송하는 철심을 포함할 수 있다. 1차 코일에 입력되는 교류 전압 및 교류 전류에 의하여 철심에 시간에 따라 변화하는 자기장이 생성되며, 철심의 자기장에 의하여 2차 코일에 교류 전압 및 교류 전류가 생성될 수 있다. 고주파 트랜스포머(408)의 출력 측에 나타나는 교류 전압은 평활 회로부(410)를 거치면서 직류 전압으로 변환된다. 제 1 구동 스위치(412)는 직류 입력 전압(Vdc)의 음극과 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측 사이에 연결된다. 후술하는 구동 제어부(450)에서 출력되는 펄스 신호에 의해 제 1 구동 스위치(412)의 온/오프가 반복되면 직류 입력 전압(Vdc)이 교류 형태로 변환되어 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측에 인가될 수 있다. 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측에 인가되는 전압의 크기는 제 1 구동 스위치(412)의 온/오프 주기에 의해 결정된다. 따라서 구동 제어부(450)에서 생성되어 제 1 구동 스위치(412)의 게이트에 인가되는 펄스 신호의 듀티 비에 따라 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측에 인가되는 전압의 크기가 결정된다고 할 수 있다.
메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)는 부하 측(예를 들면 배터리)에 공급되는 직류 전류이다. 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기는 메인 스위치(406)의 온/오프 주기(듀티 비)에 의해 결정된다. 즉, 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 제어 신호의 듀티 비가 클수록 드레인-소스 전류(Ids)는 증가한다. 메인 스위치(406)의 온/오프 제어는 다음에 설명하는 스위치 제어부(404)에 의해 이루어진다.
스위치 제어부(404)는 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되어 메인 스위치(406)를 온/오프 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 이를 위해 스위치 제어부(404)는 N채널의 제 2 구동 스위치(442)와 P채널의 제 3 구동 스위치(444)가 스위치 전원부(402)의 출력 측에 직렬 연결된다. 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444)는 각각 N채널과 P채널이기 때문에, 동일한 스위칭 제어 신호(펄스 신호)가 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444) 각각의 게이트에 인가되면 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444)의 온/오프는 서로 교번하여 이루어진다.
예를 들면 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444) 각각의 게이트에 인가되는 스위칭 제어 신호가 로우 레벨이면 N채널의 제 2 구동 스위치(442)는 턴 온되고 P채널의 제 3 구동 스위치(444)는 턴 오프된다. 이 때 스위치 제어부(404)에서 출력되어 메인 스위치(406)의 게이트에는 턴 온된 제 2 구동 스위치(442)를 통해 하이 레벨의 전압이 인가되어 N채널의 메인 스위치(406)는 턴 오프된다.
반대로, 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444) 각각의 게이트에 인가되는 스위칭 제어 신호가 하이 레벨이면 N채널의 제 2 구동 스위치(442)는 턴 오프되고 P채널의 제 3 구동 스위치(444)는 턴 온된다. 이 때 스위치 제어부(404)에서 출력되어 메인 스위치(406)의 게이트에는 턴 온된 제 3 구동 스위치(444)를 통해 로우 레벨의 전압이 인가되어 N채널의 메인 스위치(406)는 턴 온된다.
이와 같이, 메인 스위치(406)의 온/오프 주기는 스위치 제어부(404)에서 메인 스위치(406)의 게이트로 인가되는 신호의 듀티 비에 의해 결정된다. 따라서 스위치 제어부(404)의 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444)를 온/오프 제어하는 펄스 신호의 듀티 비에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.
구동 제어부(450)는 제 1 구동 스위치(412)의 온/오프 제어를 위한 제어 신호를 생성한다. 구동 제어부(450)에서 생성되는 제어 신호는 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기에 따라 듀티 비가 가변된다.
예를 들면, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기가 클수록 스위치 제어부(404)의 출력 전압 즉 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 전압(Vgs)도 증가하도록 제어 신호의 듀티 비가 가변된다. 반대로, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기가 작을수록 스위치 제어부(404)의 출력 전압 즉 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 전압(Vgs)도 감소하도록 제어 신호의 듀티 비가 가변된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 전류 제어 특성을 나타낸 도면이다. 도 5(A)는 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류를 나타낸 도면이다. 도 5(B)는 구동 제어부(450)에서 출력되어 제 1 구동 스위치(412)의 게이트에 인가되는 펄스 신호 형태의 제어 신호를 나타낸 도면이다. 도 5(C)는 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 게이트 전압(Vgs)을 나타낸 도면이다. 도 5(C)에 나타낸 메인 스위치(406)의 게이트 전압(Vgs)은 도 5(B)에 나타낸 제어 신호에 의해 가변될 수 있다.
앞서 도 4에서, 전력 공급 장치의 구동 제어부(450)는 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기에 따라 제어 신호의 듀티 비가 가변되는 것을 설명한 바 있다. 이를 위해 구동 제어부(450)는, 도 5(A) 및 도 5(B)에 나타낸 것처럼, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)가 클수록 제어 신호의 펄스 폭(듀티 비)을 증가시킨다.
메인 스위치(406)에서 발생할 수 있는 전력 손실로는 전도 손실과 스위칭 손실을 들 수 있다.
전도 손실은 메인 스위치(406)에 흐르는 실효 전류(RMS 전류)의 제곱과 메인 스위치(406)의 도통 저항(Rds(on))의 곱으로 표현할 수 있다.
메인 스위치(406)의 스위칭 손실은 다음의 식 1에 나타낸 것처럼 부하 전류 즉 드레인-소스 전류(Ids) 및 스위치 제어부(404)의 스위칭 주파수(fsw)와 함수 관계에 있다.
<식 1> Psw = Vin X Iout X fsw X ((Qgs + Qgd)/Ig)
식 1에서, Vin은 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전압(Vds)이고, Iout은 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)이며, fsw는 스위칭 주파수이고, Qgs 및 Qgd는 각각 메인 스위치(406)의 게이트-소스 전하 및 게이트-드레인 전하이고, Ig는 메인 스위치(406)의 게이트 전류이다.
메인 스위치(406)의 스위칭 손실은 메인 스위치(406)의 온/오프 시 게이트를 충전하는데 필요한 에너지(Qg(TOT))가 원인일 수 있다. 메인 스위치(406)의 게이트 구동 손실은 스위칭 주파수(fsw)에 좌우되며, 메인 스위치(406)의 게이트 정전 용량과 함수 관계에 있다. 메인 스위치(406)를 온/오프 할 때, 스위칭 주파수(fsw)가 높을수록 게이트 구동 손실도 증가진다. 이는 스위칭 주파수(fsw)가 상승하면 메인 스위치(406)의 전력 공급 효율이 저하되는 또 다른 이유이기도 하다. 메인 스위치(406)의 크기가 크고 도통 저항(Rds(on))이 낮을수록 전도 손실은 감소하지만 게이트 정전 용량은 증가하고, 이로 인해 게이트 구동 손실이 증가한다. 이와 같은 손실은 수 메가헤르츠 영역의 매우 높은 스위칭 주파수에서 전원 공급 장치의 상당한 전력 손실을 초래할 수 있다. 메인 스위치(406)의 게이트 전력(Pgate) 및 게이트 전압(Vg)을 낮추면 전력 공급 장치의 전력 손실을 낮추고 메인 스위치(406)의 스위칭 주파수(fsw)를 높일 수 있다.
다음의 식 2는 메인 스위치(406)의 게이트 전력(Pgate)을 나타낸 것이다.
<식 2> Pgate = Qg(TOT) X Vgs X fsw
식 2에서, Pgate는 메인 스위치(406)의 게이트 전력이고, Vgs는 게이트-소스 전압이며, fsw는 스위칭 주파수이다. 식 1에서 알 수 있듯이, 게이트 전력(Pgate)은 스위칭 손실을 이루는 중요한 요소이다. 기존의 전력 공급 장치에서는 주파수를 고려하지 않고 항상 일정한 크기의 게이트-소스 전압(Vgs)을 스위치에 인가함으로써 전력 손실이 증가하는 원인이 되었다.
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치에서는, 도 5에 나타낸 것처럼, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기에 따라 메인 스위치(406)의 게이트-소스 전압(Vgs)을 가변 제어하여 메인 스위치(406)의 스위칭 주파수(fsw)가 높을수록 게이트-소스 전압(Vgs)도 함께 증가시킴으로써 전력 손실이 최소화되도록 한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)가 증가할수록 구동 제어부(450)의 제어 신호의 가변 제어를 통해 메인 스위치(406)의 게이트에 공급되는 게이트-소스 전압(Vgs)이 레벨(진폭)을 높여서 메인 스위치(406)의 스위칭 손실이 최소가 되도록 한다.
위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 전기 자동차
104 : 충전 소켓
152 : 충전 커넥터
204 : LDC
206 : 인버터
208 : 보조 배터리
210 : 제어부
212 : 모터
214 : 전장 부하
302 : 차량 탑재 충전부(OBC)
354 : 급속 충전기
356 : 완속 충전기
402 : 스위치 전원부
404 : 스위치 제어부
406 : 메인 스위치
450 : 구동 제어부

Claims (16)

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  8. 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와;
    상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부와;
    상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부와;
    상기 메인 스위치를 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함하는 전력 공급 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨이 증가하는 전력 공급 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 스위치 전원부는,
    입력 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머와;
    상기 트랜스포머의 입력 전압을 단속하는 제 1 스위치를 포함하는 전력 공급 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    상기 스위치 전원부의 출력 측에 직렬 연결되어 서로 교번하여 온/오프되는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전력 공급 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 스위치가 N채널 MOSFET이고, 상기 제 3 스위치가 P채널 MOSFET인 전력 공급 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고;
    상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압인 전력 공급 장치.
  14. 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와, 상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부, 상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부를 포함하는 전력 공급 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 메인 스위치를 통해 출력되는 상기 부하 전류의 크기를 검출하는 단계와;
    상기 메인 스위치를 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 단계를 포함하는 전력 공급 장치의 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨을 증가시키는 전력 공급 장치의 제어 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고;
    상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압인 전력 공급 장치의 제어 방법.
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