KR102470998B1 - 차량용 충전 장치 및 그의 전류 안정화 방법 - Google Patents

차량용 충전 장치 및 그의 전류 안정화 방법 Download PDF

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Abstract

실시 예에 의하면, 교류 전원의 역률을 보상하는 역률 보상부를 포함하고, 교류 전원의 교류 전압을 직류로 변환하여 차량용 배터리에 충전시키는 차량용 충전 장치에서 수행되는 전류 안정화 방법은, 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있을 때, 역률 보상부의 전류 제어 대역을 하향 조정하는 단계를 포함한다.

Description

차량용 충전 장치 및 그의 전류 안정화 방법{Charging apparatus for vehicle, and current stabilization method thereof}
실시 예는 차량용 충전 장치 및 그의 전류 안정화 방법에 관한 것이다.
친환경 자동차는 하이브리드 자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-In HEV), 전기 자동차, 연료전지 자동차 등이 있다. 이 중에서, 플러그인 하이브리드 자동차와 전기 자동차 등의 사용자는 가정용 전원을 사용하여 자동차에서 요구되는 전원을 충전시킬 수 있다. 이를 위해, 위의 두 차량에는 차량 탑재형 완속 충전기(OBC:On-Board Battery Charger)가 탑재되어 있다.
도 1a는 안정적인 전류(I1, I2) 및 전압(V1)을 나타내는 그래프이고, 도 1b는 불안정적인 전류(I3, I4, I5) 및 전압(V2)을 나타내는 그래프로서, 각 그래프에서 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 레벨을 나타낸다.
차량 탑재형 완속충전기(OBC)는 전기 차량의 충전 설비(EVSE: Electric Vehicle Supply Equipment)로부터 전기 에너지(예를 들어, AC 전원)를 공급받아, 휴대용 충전 케이블(ICCB:In-Cable Control Box)을 통해 고전압 배터리를 충전시키는 장치이다.
OBC는 교류 형태의 AC 전원을 사용하는 장치이므로 계통 환경 및 설비의 영향을 많이 받게 된다. 국가 및 특정지역의 계통 임피던스에 의해 OBC로 공급되는 교류 전류 및 전압이 도 1a에 도시된 바와 같이 안정적이지 않고 도 1b에 예시된 바와 같이 불안정적일 수 있다. 비정상적인 충전 환경 예를 들어, 충전 커넥터의 접속 불량, AC 입력 전원 계통 손상, 기타 사고 같은 혹시나 발생할 수 있는 순간적인 단전 상황, AC 입력 전원 계통의 안정도가 다소 낮은 지역에서의 충전환경에서, 교류 전류 및 전압이 불안정해질 수 있다. 만일, AC 입력 전원이 순간적인 단전될 때, OBC에 의해 배터리를 재충전 시 AC 입력 전원의 EVSE 측의 순간적인 단전이 OBC 내에 배치된 역률 보정부(PFC)의 회로 내부에 과전류 또는 과전압 중 적어도 하나를 발생시켜 OBC에 손상을 주거나 OBC의 충전효율을 저하시킬 수 있다.
이를 해결하기 위해, OBC에 내장된 입력단 필터를 변경하는 방법 등이 제시되고 있으나 이는 제조 원가를 상승시키고 효율을 감소시킬 수 있다.
실시 예는 안정적인 전류 제어 성능을 갖는 차량용 충전 장치 및 그의 전류 안정화 방법을 제공한다.
일 실시 예에 의하면, 교류 전원의 역률을 보상하는 역률 보상부를 포함하고, 상기 교류 전원의 교류 전압을 직류로 변환하여 차량용 배터리에 충전시키는 차량용 충전 장치에서 수행되는 전류 안정화 방법은, 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있을 때, 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 하향 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법은, 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사하는 단계; 및 상기 하향 조정된 전류 제어 대역을 이용하여 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정의 필요성을 검사하는 단계는 상기 역률 보상부에서 과전류가 발생했는가를 검사하는 단계; 상기 과전류가 발생한 횟수를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 횟수가 제1 소정 횟수 이상인가를 검사하는 단계를 포함하고, 상기 계산된 횟수가 제1 소정 횟수 이상일 때 상기 전류 제어 대역을 조정하는 단계로 진행할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정의 필요성을 검사하는 단계는 상기 계산된 횟수가 제1 소정 횟수 이상일 때, 상기 계산된 횟수가 제2 소정 횟수 이상인가를 검사하고, 상기 계산된 횟수가 상기 제2 소정 횟수보다 작을 때 상기 전류 제어 대역을 조정하는 단계로 진행햐는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 소정 횟수는 상기 제1 소정 횟수보다 클 수 있다.
예를 들어, 상기 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법은 상기 차량용 배터리의 충전이 완료되었는가를 검사하는 단계; 및 상기 계산된 횟수가 제2 소정 횟수 이상이거나 상기 충전이 완료될 때, 상기 역률 보상부의 동작을 중지시키고, 상기 전류 제어 대역을 초기화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전류 제어 대역을 조정하는 단계는 상기 계산된 횟수를 이용하여 상기 전류 제어 대역을 아래와 같이 하향 조정할 수 있다.
Figure 112017092255588-pat00001
여기서, ABW는 하향 조정된 상기 전류 제어 대역을 나타내고, IBW는 최초 전류 제어 대역을 나타내고, C1은 상기 계산된 횟수를 나타내고, X는 상기 제1 소정 횟수를 나타내고, α는 상기 전류 제어 대역의 하향 조정량을 나타낸다.
예를 들어, 상기 조정의 필요성을 검사하는 단계는 상기 과전류가 발생된 후, 상기 과전류가 미발생하는 기간을 계산하는 단계; 및 상기 미발생 기간이 소정 기간 이상일 때, 상기 계산된 횟수를 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전류 제어 대역을 조정하는 단계는 상기 계산된 횟수가 감소되었을 때, 상기 계산된 횟수를 이용하여 상기 전류 제어 대역을 아래와 같이 하향 조정할 수 있다.
Figure 112017092255588-pat00002
여기서, ABW는 하향 조정된 상기 전류 제어 대역을 나타내고, IBW는 최초 전류 제어 대역을 나타내고, CM은 상기 계산된 횟수의 최고값을 나타내고, X는 상기 제1 소정 횟수를 나타내고, α는 상기 전류 제어 대역의 하향 조정량을 나타낸다.
예를 들어, 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계는 상기 과전류가 발생한 시점에 상기 역률 보상부의 현시점의 전류 제어 대역이 상기 하향 조정된 전류 제어 대역보다 적은가를 검사하는 단계; 상기 현시점의 전류 제어 대역이 상기 하향 조정된 전류 제어 대역보다 적을 때, 상기 현시점의 상기 전류 제어 대역에서 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계; 및 상기 하향 조정된 전류 제어 대역이 상기 현시점의 상기 전류 제어 대역 이하일 때, 상기 하향 조정된 전류 제어 대역에서 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 교류 전원의 교류 전압을 직류로 변환하여 차량용 배터리에 충전시키는 차량용 충전 장치는, 상기 교류 전원으로부터 공급되는 상기 교류 전압을 필터링하고, 필터링된 결과를 입력 필터; 상기 필터링된 결과를 정류하고, 정류된 결과를 제1 직류 전압으로서 출력하는 정류부; 제1 제어 신호에 응답하여, 상기 제1 직류 전압을 이용하여 상기 충전 장치의 역률을 보상하고, 역률 보상된 결과를 제2 직류 전압으로서 출력하는 역률 보상부; 제2 제어 신호에 응답하여, 상기 제2 직류 전압의 레벨을 변화시켜 상기 배터리로 출력하는 레벨 변환부; 및 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사하고, 검사된 결과에 응답하여 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 하향 조정하고, 상기 하향 조정된 전류 제어 대역에 상응하여 상기 제1 제어 신호를 발생하고, 상기 제2 제어 신호를 발생하여 상기 레벨 변환부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 제1 제어 신호를 생성하는 제1 제어부; 및 상기 제2 제어 신호를 생성하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 제어부는 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사하는 조정 검사부; 검사된 결과에 응답하여 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 하향 조정하는 대역 조정부; 및 상기 하향 조정된 전류 제어 대역에 상응하여 상기 제1 제어 신호를 생성하는 동작 제어부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정 검사부는 상기 역률 보상부에서 과전류가 발생했는가를 센싱하는 센서; 상기 센서에서 센싱된 결과에 따라, 과전류가 발생한 횟수를 계산하는 횟수 카운터; 및 상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수를 제1 소정 횟수와 비교하는 제1 비교부를 포함하고, 상기 대역 조정부는 상기 제1 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 전류 제어 대역을 하향 조정할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정 검사부는 상기 제1 비교부에서 비교된 결과에 응답하여, 상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수를 제2 소정 횟수와 비교하는 제2 비교부를 더 포함하고, 상기 제2 소정 횟수는 상기 제1 소정 횟수보다 크고, 상기 대역 조정부는 상기 제1 및 제2 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 전류 제어 대역을 하향 조정하고, 상기 동작 제어부는 상기 제2 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 제1 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정 검사부는 상기 센서에서 센싱된 결과를 통해, 상기 과전류가 발생된 후 미발생하는 기간을 카운팅하는 기간 카운터; 및 상기 기간 카운터에서 카운팅된 기간과 소정 기간을 비교하는 제3 비교부를 더 포함하고, 상기 횟수 카운터는 상기 제3 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 계산된 횟수를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 대역 조정부는 상기 제1 내지 제3 비교부에서 비교된 결과에 응답하여, 아래의 2중 하나로 상기 전류 제어 대역을 하향 조정할 수 있다.
Figure 112017092255588-pat00003
또는
Figure 112017092255588-pat00004
여기서, ABW는 하향 조정된 상기 전류 제어 대역을 나타내고, IBW는 최초 전류 제어 대역을 나타내고, C1은 상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수를 나타내고, CM은 상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수의 최고값을 나타내고, X는 상기 제1 소정 횟수를 나타내고, α는 상기 전류 제어 대역의 하향 조정량을 나타낸다.
실시 예에 따른 차량용 충전 장치 및 그의 전류 안정화 방법은 OBC의 회로 구성을 변경하지 않고, 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정함으로써, 계통 임피던스에 의한 전류 제어 불안정 현상을 극복하여 안정적인 전류 제어 성능을 가지므로, 불특정다수의 국가 및 지역 등에서 과전류 또는 과전압 중 적어도 하나가 역률 보상부에서 야기될 때 차량용 배터리를 안정적으로 충전 가능하도록 함으로써 사용자의 충전 편의를 돕고, 제조 원가를 상승시키지 않고 효율도 감소시키지 않으면서 전류 제어 안정성을 확보하여 차량의 전원 품질을 개선시킬 수 있다.
도 1a는 안정적인 전류 및 전압을 나타내는 그래프이고, 도 1b는 불안정적인 전류 및 전압을 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시 예에 의한 차량용 충전 장치의 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 충전 장치의 국부적인 블럭도이다.
도 4는 실시 예에 의한 전류 안정화 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 5는 도 4에 도시된 전류 안정화 방법을 수행하는 실시 예에 의한 제1 제어부의 블럭도이다.
도 6은 도 4에 도시된 제210-1 및 제210-2 단계의 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7은 도 5에 도시된 조정 검사부의 일 실시 예에 의한 블럭도이다.
도 8은 도 4에 도시된 제210-1 단계의 다른 실시 예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9는 도 4에 도시된 제230 단계의 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 10a 및 도 10b는 비교 례와 실시 예에 의한 충전 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
이하, 실시 예에 의한 차량용 충전 장치(100)의 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.
도 2는 실시 예에 의한 차량용 충전 장치(100)의 블럭도이다.
차량용 충전 장치(100)는 교류 전원(10)과 차량용 배터리(battery)(20) 사이에 연결되어, 교류 전원(10)으로부터 공급되는 교류 전압을 직류로 변환하여 배터리(20)에 충전시키는 역할을 한다. 도 2에 도시된 충전 장치(100)는 일종의 차량 탑재형 완속 충전기(OBC:On-Board Battery Charger)일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 또한, 배터리(20)는 차량에 구동 전력을 제공하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 교류 전원(10)은 차량 외부의 전원으로서, 가정용 전원일 수 있다.
차량용 충전 장치(100)는 입력 필터(110), 정류부(120), 역률 보상부(PFC:Power factor corrector)(130), 레벨 변환부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
입력 필터(110)는 교류 전원(10)으로부터 공급되는 교류 전압을 필터링하고, 필터링된 결과를 정류부(120)로 출력한다. 입력 필터(110)에서 교류 전압을 필터링함으로 인해, 교류 전압에 포함된 전도성 잡음과 방사성 잡음이 제거되거나 감소될 수 있다.
스위칭을 통해 교류 전력을 직류로 변환하는 컨버터의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 입력 필터(110)를 포함할 수 있다. 이때, 도 2의 경우 입력 필터(110)가 충전 장치(100)의 입력측에 배치된 것으로 예시되어 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 입력 필터(110)는 충전 장치(100)의 출력측에 배치될 수도 있다.
입력 필터(110)는 EMI(Electro-Magnetic Interference) 필터일 수 있으며, 인덕터(미도시) 또는 커패시터(미도시) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
정류부(120)는 입력 필터(110)에서 필터링된 결과를 정류하고, 정류된 결과를 제1 직류 전압으로서 역률 보상부(130)로 출력한다. 정류부(120)는 다이오드(diode)를 포함하여 구현될 수 있으며, 예를 들어, 풀-브리지 다이오드(Full-Bridge Diodes)를 포함하는 전파 정류 회로로 구현될 수 있다.
역률 보상부(130)는 전원의 역률을 보상하는 역할을 수행한다. 즉, 역률 보상부(130)는 교류 전력을 직류 전력으로 바꾸는 과정에서 생기는 전력 손실을 줄이는 역할을 수행한다. 따라서, 충전 장치(100)의 입력 전압/전류의 역률이 역률 보상부(130)에 의해 보상될 수 있다. 예를 들어, 역률 보상부(130)는 내부의 정합 회로(미도시)를 이용하여, 교류 전원의 전압과 전류의 위상차이를 제거하여 송전 효율을 높일 수 있다.
역률 보상부(130)는 제어부(150)로부터 출력되는 제1 제어 신호에 응답하여 전술한 동작을 수행하거나 동작을 중지할 수 있다. 역률 보상부(130)는 정류부(120)로부터 출력되는 제1 직류 전압을 이용하여 충전 장치(100)의 역률을 보상하고, 역률 보상된 결과를 제2 직류 전압으로서 레벨 변환부(140)로 출력한다.
레벨 변환부(140)는 역률 보상부(130)의 출력단과 배터리(20)의 입력단 사이에 연결되며, 제어부(150)로부터 출력되는 제2 제어 신호에 응답하여, 제2 직류 전압의 레벨을 변화시켜 배터리(20)로 출력한다. 즉, 레벨 변환부(140)는 역률 보상부(130)로부터 출력되는 제2 직류 전압을 배터리(20)의 충전을 위한 제3 직류 전압으로 승압 또는 전압 강하시킬 수 있다. 예를 들어, 레벨 변환부(140)는 풀 브리지(Full Bridge) 또는 하프 브리지(Half Bridge) 방식의 스위칭 회로를 채용한 절연형 DC-DC 컨버터로 구현될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
제어부(150)는 역률 보상부(130) 및 레벨 변환부(140)를 제어하는 역할을 한다. 이를 위해, 제어부(150)는 제1 및 제2 제어부(152, 154)를 포함할 수 있다. 제1 제어부(152)는 제1 제어 신호를 생성하여 역률 보상부(130)로 출력하고, 제2 제어부(154)는 제2 제어 신호를 생성하여 레벨 변환부(140)로 출력한다.
예를 들어, 역률 보상부(130) 및 레벨 변환부(140) 각각이 전술한 자신들의 기능을 수행하기 위해 펄스 폭 변조(PWM:Pulse Width Modulation) 구동 회로(미도시)로 구현될 경우, 제1 및 제2 제어 신호는 PWM 방식의 게이트 신호일 수 있다. 제1 제어 신호에 응답하여 역률 보상부(130)는 동작하거나 동작을 중지할 수 있다. 예를 들어, 역률 보상부(130)로 제공되는 전류(또는, 전압)을 제1 제어 신호에 의해 차단함으로써, 역률 보상부(130)의 동작이 중단될 수 있다. 역시, 제2 제어 신호에 응답하여 레벨 변환부(140)는 동작하거나 동작을 중지할 수 있다.
한편, 전술한 충전 장치(100)는 입력 필터(110)로 인해 전류 제어가 불안정하게 될 수 있다. 컨버터 중 OBC는 외부 전원 계통을 이용하여 배터리(20)를 충전하므로, 환경 및 지역 등에 의해 다양한 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 계통 임피던스에 의해 충전 장치(100)의 제어가 불안정하게 되고 이는 충전 불가라는 고객 불만을 초래할 수 있다. 예를 들어, 제어 불안정의 원인은 입력 전압/전류와 같은 환경인자, 입력 필터(110)와 내부 소자 및 제어전달함수 등 다양할 수 있다.
이러한 불안정한 전류를 안정하게 제어하는 실시 예에 의한 전류 안정화 방법에 대해 설명하기에 앞서, 이론적인 배경을 다음과 같이 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 충전 장치(100)의 국부적인 블럭도이다.
도 3에 도시된 교류 전원(10), 입력 필터(110) 및 정류부(120)는 도 2에 도시된 교류 전원(10), 입력 필터(110) 및 정류부(120)에 각각 해당하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며, 중복되는 설명을 생략한다. 여기서, L1은 교류 전원(10)과 입력 필터(110) 간의 제1 부하에 해당하고, L2는 정류부(120)의 후단에 배치된 구성 요소들의 제2 부하에 해당한다.
제1 부하(L1)에 의해 도 3에서 입력 필터(110)의 출력 임피던스(ZOF)가 증가할 수 있다. 이때, 입력 필터(110)의 출력 임피던스(ZOF)가 충전 장치(100)의 입력 임피던스(ZIC)보다 커질 경우, 전류 제어가 불안정하게 될 수 있다.
충전 장치(100)의 입력 어드미턴스(YIC)는 충전 장치(100)의 입력 임피던스(ZIC)의 역수로서, 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017092255588-pat00005
여기서, Ibs _ref는 교류 전원(10)으로부터 공급되는 교류 전류의 실효치(RMS:Root Mean Square)를 나타내고, VACRMS는 교류 전원(10)으로부터 공급되는 교류 전압의 실효치를 나타내고, L은 역률 보상부(130)의 인덕턴스를 나타내고, Gci는 역률 보상부(130)의 전류 제어 전달 함수를 나타낸다.
위 수학식 1에서, Ibs _ref/VACRMS는 고정된 값으로서 변경이 불가한 반면, L과 Gci는 변경될 수 있다.
충전 장치(100)의 전류 제어 안정화를 위해서, 입력 필터(110)의 출력 임피던스(ZOF)를 감소시켜야 하고, 충전 장치(100)의 입력 임피던스(ZIC)를 증가시켜야 한다. 즉, 전술한 수학식 1에 표시된 충전 장치(100)의 입력 어드미턴스(YIC)를 감소시켜야 한다.
먼저, 출력 임피던스(ZOF)를 감소시키기 위해, 입력 필터(110)의 회로 구성을 변경할 수 있다. 즉, 입력 필터(110)의 X-커패시턴스와 인덕턴스를 변경하고 댐핑 저항을 추가할 수 있다.
또한, 충전 장치(100)의 입력 임피던스(ZIC)를 증가시키기 위해 즉, 충전 장치(100)의 입력 어드미턴스(YIC)를 감소시키기 위해, 역률 보상부(130)의 인덕턴스를 증가시키거나 전류 제어 전달 함수(Gci) 내 전류 제어 대역(Bandwidth)(또는, 응답 성능)을 하향시킬 수 있다.
이하, 도 2에 도시된 제어부(150)의 제1 제어부(152)에서 충전 장치(100)의 전류를 안정화시키는 실시 예에 의한 전류 안정화 방법(200)에 대해 첨부된 도 4, 도 6, 도 8 및 도 9를 참조하여 다음과 같이 설명한다. 또한, 도 4, 도 6, 도 8 및 도 9에 도시된 전류 안정화 방법(200)은 도 5 및 도 7에 도시된 제1 제어부(152)에서 수행되는 것으로 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 5 및 도 7에 도시된 구성과 다른 구성을 갖는 제1 제어부(152)에 의해서도 실시 예에 의한 전류 안정화 방법(200)은 수행될 수 있다. 또는, 도 4, 도 6, 도 8 및 도 9에 도시된 전류 안정화 방법(200)은 제1 제어부(152)에 의해 프로그램적으로 수행될 수도 있다.
도 4는 실시 예에 의한 전류 안정화 방법(200)을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 5는 도 4에 도시된 전류 안정화 방법(200)을 수행하는 실시 예에 의한 제1 제어부(152A)의 블럭도로서, 조정 검사부(160), 대역 조정부(170) 및 동작 제어부(180)를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 제1 제어부(152A)는 도 2에 도시된 제1 제어부(152)의 실시 예로서, 제1 제어부(152)와 동일한 역할을 수행한다. 즉, 제1 제어부(152A)는 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사하고, 검사된 결과에 응답하여 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 하향 조정하고, 하향 조정된 전류 제어 대역에 상응하는 제1 제어 신호를 생성하여 역률 보상부(130)로 출력한다(제210-1, 제210-2 내지 제250 단계). 도 4 및 도 5를 참조하여, 이에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
조정 검사부(160)는 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사한다(제210-1 단계). 만일, 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 없다고 판단될 때, 조정 검사부(160)는 역률 보상부(130)의 고장을 치유할 수 없는가를 검사한다(제210-2 단계). 여기서, 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 없는 경우란, 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 조정하기에는 시기적으로 이른 경우이거나 역률 보상부(130)의 고장을 치유할 수 없는 경우일 수 있다. 따라서, 조정 검사부(160)는 제210-2 단계를 수행하여 이러한 경우 중에서 어느 경우인가를 판단한다.
이하, 제210-1 및 제210-2 단계의 실시 예(210A) 및 조정 검사부(160)의 실시 예(160A)를 다음과 같이 설명한다.
도 6은 도 4에 도시된 제210-1 및 제210-2 단계의 일 실시 예(210A)를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7은 도 5에 도시된 조정 검사부(160)의 일 실시 예(160A)에 의한 블럭도로서, 센서(161), 횟수 카운터(163), 제1 비교부(165) 및 제2 비교부(167)를 포함할 수 있다.
제1 제어부(152)는 역률 보상부(130)의 고장 정보를 확인한다(제211 단계). 역률 보상부(130)의 고장 정보란 다양할 수 있다. 여기서, 고장 정보가 역률 보상부(130)에서 과전류(또는, 과전압)의 발생 여부에 대한 정보만을 포함할 경우, 제211 단계는 생략될 수 있다. 예를 들어, 교류 전원(10)에 순간적으로 스파이크(spike)와 같은 전압이 발생할 경우, 교류 전압이 직류 링크(direct current link) 전압보다 커져서 과전류가 발생할 수 있으나, 실시 예는 과전류가 야기되는 특정한 상황에 국한되지 않는다.
제211 단계후에, 센서(161)는 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생했는가를 센싱하고, 센싱된 결과를 횟수 카운터(163) 및 기간 카운터(169)로 각각 출력한다(제213 단계).
도 7에 도시된 바와 같이, 센서(161)는 제1 제어부(152, 152A)에 포함될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 센서(161)는 제1 제어부(152, 152A)에 포함되지 않고 역률 보상부(130)에 포함될 수도 있다.
제213 단계 후에, 센서(161)에서 센싱된 결과를 이용하여, 횟수 카운터(163)는 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생한 횟수를 계산하고, 계산된 결과를 제1 및 제2 비교부(165, 167)로 각각 출력하는 한편, 출력단자 OUT4를 통해 대역 조정부(170)로도 출력한다(제215 단계).
제215 단계 후에, 제1 비교부(165)는 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수를 제1 소정 횟수(X)와 비교하고, 비교된 결과를 출력단자 OUT2를 통해 대역 조정부(170)로 출력한다(제217 단계). 즉, 제1 비교부(165)는 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수가 제1 소정 횟수(X) 이상인가를 검사하기 위해, 비교 동작을 수행한다. 만일, 제1 비교부(165)에서 비교된 결과를 통해, 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수가 제1 소정 횟수(X) 이상이 아니라고 인식될 때, 조정 검사부(160)의 센서(161)는 계속해서 제211 단계로 진행하고, 대역 조정부(170)는 제220 단계를 수행하지 않는다.
역률 보상부(130)에서 과전류가 발생한 즉시 제220 단계를 수행하지 않고, 과전류가 발생한 횟수가 제1 소정 횟수(X)에 도달했을 때만 제220 단계를 수행하기 위해, 제217 단계가 수행된다. 이와 같이, 제217 단계가 수행됨으로써, 불필요한 전류 제어 대역의 하향 조정이 회피될 수 있다.
제2 비교부(167)는 제1 비교부(165)에서 비교된 결과에 응답하여, 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수를 제2 소정 횟수(Y)와 비교하며, 비교된 결과를 출력단자 OUT3을 통해 대역 조정부(170)로 출력한다(제219 단계). 즉, 제2 비교부(167)는 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수가 제2 소정 횟수(Y) 이상인가를 검사하기 위해, 비교 동작을 수행한다. 이때, 제2 비교부(167)는 제1 비교부(165)에서 비교된 결과를 통해 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수가 제1 소정 횟수(X) 이상이라고 판단될 때만, 전술한 제219 단계를 수행할 수 있다.
여기서, 제2 소정 횟수(Y)는 제1 소정 횟수(X)보다 클 수 있다. 전류 제어 대역을 계속해서 하향시킬 경우 역률과 충전 장치(100)로부터 배터리(20)로 출력되는 전압의 임계치가 저하될 수 있으므로, 이를 고려하여 제1 및 제2 소정 횟수(X, Y)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 소정 횟수(X)는 '1' 내지 '5', 바람직하게는 '3'이고, 제2 소정 횟수(Z)는 '5' 내지 '20', 바람직하게는 '10'일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
다시, 도 4 및 도 5를 참조하면, 대역 조정부(170)는 조정 검사부(160)에서 검사된 결과에 응답하여, 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있다고 인식될 때 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역을 하향 조정하고, 조정된 결과를 동작 제어부(180)로 출력한다(제220 단계).
즉, 대역 조정부(170)는 제1 비교부(165)에서 비교된 결과를 통해 횟수 카운터(163)에서 계산된 결과가 제1 소정 횟수(X)이상이라고 인식된 후, 제2 비교부(167)에서 비교된 결과를 통해 횟수 카운터(163)에서 계산된 결과가 제2 소정 횟수(Y)보다 작다고 인식될 때, 횟수 카운터(163)로부터 출력단자 OUT4를 통해 출력된 계산된 결과를 이용하여 전류 제어 대역을 하향 조정할 수 있다.
이와 같이, 대역 조정부(170)는 제1 및 제2 비교부(165 및 167)에서 비교된 결과에 응답하여 전류 제어 대역을 하향 조정할 수 있다.
예를 들어, 횟수 카운터(163)에서 카운팅되어 출력단자 OUT4를 통해 출력되는 계산된 횟수를 이용하여, 대역 조정부(170)는 다음 수학식 2와 같이 전류 제어 대역을 하향 조정할 수 있다.
Figure 112017092255588-pat00006
여기서, ABW는 하향 조정된 전류 제어 대역을 나타내고, IBW는 최초 전류 제어 대역을 나타내고, C1은 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수를 나타내고, X는 제1 소정 횟수를 나타내고, α는 전류 제어 대역의 하향 조정량을 나타낸다. 예를 들어, IBW가 2.2 ㎑이고, C1이 5이고, X가 3일 경우, ABW는 1.9 ㎑일 수 있다. 즉, 전류 제어 대역은 2.2 ㎑로부터 1.9 ㎑로 하향 조정될 수 있다.
도 8은 도 4에 도시된 제210-1 단계의 다른 실시 예(210B)를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 8에 도시된 방법(210B)을 수행하기 위해, 도 7에 도시된 조정 검사부(160A)는 제3 비교부(168) 및 기간 카운터(169)를 더 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 조정 검사부(160A)의 기간 카운터(169)는 센서(161)에서 센싱된 결과를 통해, 과전류가 발생된 후 미발생하는 기간을 카운팅하고, 카운팅된 결과를 제3 비교부(168)로 출력한다(제212 단계).
제3 비교부(168)는 기간 카운터(169)에서 카운팅된 기간과 소정 기간(Z)을 비교하고, 비교된 결과를 횟수 카운터(163)로 출력함과 동시에 출력단자 OUT5를 통해 대역 조정부(170)로도 출력한다(제214 단계). 즉, 제3 비교부(168)는 과전류의 발생 후 과전류가 미발생하는 기간이 소정 기간(Z) 이상인가를 검사하기 위해 비교 동작을 수행한다. 예를 들어, 소정 기간(Z)은 수초 내지 수분, 바람직하게는 30초일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
횟수 카운터(163)는 제3 비교부(168)에서 비교된 결과를 통해, 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생된 후, 과전류가 미발생하는 기간이 소정 기간(Z) 이상이라고 인식될 때, 과전류가 발생한 횟수를 감소시킨다(제215 단계). 과전류가 발생한 횟수를 감소시킬 경우, 전류 제어 대역이 다시 증가하여 과전류가 재발생할 수 있다.
도 8에 도시된 실시 예(210B)는 도 6에 도시된 제215 단계가 수행된 이후 및 제217 단계가 수행되기 이전에 수행될 수 있다.
만일, 조정 검사부(160)가 도 8에 도시된 방법을 수행하지 않을 경우 도 7에 도시된 기간 카운터(169) 및 제3 비교부(168)는 생략되며, 전류 제어 대역은 전술한 수학식 2와 같이 조정된다.
그러나, 조정 검사부(160)가 도 8에 도시된 방법을 수행할 경우, 대역 조정부(170)는 출력단자 OUT5를 통해 제3 비교부(168)로부터 출력되는 비교된 결과에 응답하여 전류 제어 대역을 하향 조정할 수 있다. 즉, 제3 비교부(168)에서 비교된 결과를 통해 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생된 후 과전류가 미발생하는 기간이 소정 기간(Z) 이상이라고 인식되고, 제1 및 제2 비교부(165 및 167)에서 비교된 결과를 통해 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수가 제1 소정 횟수보다 크고 제2 소정 횟수(Y)보다 작다고 인식될 때, 대역 조정부(170)는 출력단자 OUT4를 통해 횟수 카운터(163)로부터 출력되는 계산된 횟수를 이용하여, 전류 제어 대역을 다음 수학식 3과 같이 하향 조정할 수 있다.
Figure 112017092255588-pat00007
여기서, CM은 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수의 최고값을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 대역 조정부(170)는 제1 내지 제3 비교부(165, 167, 168)에서 비교된 결과에 응답하여 수학식 2 또는 3에 표기된 바와 같이 전류 제어 대역을 하향 조정함을 알 수 있다. 예를 들어, IBW가 2.2 ㎑이고, CM이 6이고, X가 3일 경우, ABW는 1.8 ㎑일 수 있다. 즉, 전류 제어 대역은 2.2 ㎑로부터 1.8 ㎑로 하향 조정될 수 있다.
동일 충전 사이클에서는 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수가 감소하더라도, 수학식 3에서와 같이 C1 대신에 CM을 이용하여 전류 제어 대역을 하향 조정한다.
다시, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제220 단계 후에, 동작 제어부(180)는 대역 조정부(170)에서 하향 조정된 전류 제어 대역에 상응하여 제1 제어 신호를 생성하고, 생성된 제1 제어 신호를 역률 보상부(130)로 출력한다(제230 단계). 따라서, 제1 제어 신호에 응답하여, 역률 보상부(130)는 하향 조정된 전류 제어 대역에서 동작할 수 있다.
이때, 동작 제어부(180)는 제2 비교부(167)에서 비교된 결과에 응답하여 제1 제어 신호를 생성한다. 즉, 제2 비교부(167)에서 비교된 결과를 통해 횟수 카운터(163)에서 계산된 결과가 제2 소정 횟수(Y)보다 작다고 인식될 때, 동작 제어부(180)는 대역 조정부(170)에서 하향 조정된 전류 제어 대역에 상응하여 제1 제어 신호를 생성한다. 그러나, 제2 비교부(167)에서 비교된 결과를 통해 횟수 카운터(163)에서 계산된 결과가 제2 소정 횟수(Y) 이상이라고 인식될 때, 동작 제어부(180)는 제1 제어 신호를 이용하여 역률 보상부(130)의 동작을 중지시킨다.
도 9는 도 4에 도시된 제230 단계의 일 실시 예(230A)를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9를 참조하면, 동작 제어부(180)는 과전류가 발생한 시점에 역률 보상부(130)의 전류 제어 대역(이하, '현시점의 전류 제어 대역'이라 함)이 대역 조정부(170)에서 하향 조정된 전류 제어 대역보다 적은가를 검사한다(제232 단계).
만일, 현시점의 전류 제어 대역이 하향 조정된 전류 제어 대역보다 적다면, 동작 제어부(180)는 현시점의 전류 제어 대역에서 역률 보상부(130)를 동작시키기 위한 제1 제어 신호를 생성하여 출력단자 OUT1을 통해 역률 보상부(130)로 출력한다(제234 단계).
그러나, 하향 조정된 전류 제어 대역이 현시점의 전류 제어 대역 이하일 때, 동작 제어부(180)는 대역 조정부(170)에서 하향 조정된 전류 제어 대역에서 역률 보상부(130)를 동작시키기 위한 제1 제어 신호를 생성하여 출력단자 OUT1을 통해 역률 보상부(130)로 출력한다(제236 단계).
또한, 조정 검사부(160)의 제2 비교부(167)에서 비교된 결과를 통해 횟수 카운터(163)에서 계산된 횟수가 제2 소정 횟수(Y) 이상이라고 인식될 때, 동작 제어부(180)는 역률 보상부(130)의 동작을 중지시키기 위한 제1 제어 신호를 생성하여 출력단자 OUT1을 통해 역률 보상부(130)로 출력할 수 있다(제250 단계). 이때, 제1 제어부(152)는 전류 제어 대역을 초기화시킬 수 있다(제250 단계). 여기서, 전류 제어 대역을 초기화시키는 이유는 충전 장치(100)가 충전 동작을 중단한 이후, 추후에 배터리(20)를 다시 충전시키는 동작을 재개할 때 제어 성능을 확보하기 위함이다.
즉, 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생한 횟수가 제1 소정 횟수(X) 이상이지만 제2 소정 횟수(Y)보다 작을 때 제220 단계에서 하향 조정된 전류 제어 대역으로 역률 보상부(130)를 동작시켰음에도 불구하고, 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생한 횟수가 제2 소정 횟수(Y)에 도달하면, 제1 제어부(152)는 역률 보상부(130)의 동작을 중단시킨다. 이와 같이, 역률 보상부(130)의 동작이 중단될 경우 충전 장치(100)가 배터리(20)를 충전시키는 동작이 중단된다. 이때, 실시 예에 의한 충전 장치(100)는 사용자에게 하드웨이 점검의 필요성을 알리는 알림부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
또한, 도시되지는 않았지만 비록 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생한 횟수가 제2 소정 횟수(Y)보다 작은 경우에도, 제220 단계에서 하향 조정된 전류 제어 대역이 하한치에 도달하면, 제1 제어부(152)는 역률 보상부(130)의 동작을 중단시킬 수 있다. 하향 조정된 전류 제어 대역이 하한치에 얼마나 빨리 도달하는가는 전류 제어 대역의 하향 조정량(α)을 조정하여 결정할 수 있다. 예를 들어, α는 10 ㎐ 내지 2000 ㎐, 바람직하게는 100 ㎐일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
다시, 도 2 및 도 4를 참조하면, 제1 제어부(152)는 차량용 배터리(20)의 충전이 완료되었는가를 검사할 수 있다(제240 단계). 이를 위해, 제1 제어부(152)는 배터리(20)와 연결되어, 배터리(20)의 충전 여부를 체크할 수 있다.
만일, 차량용 배터리(20)의 충전이 완료되지 않았다고 인식되면, 제1 제어부(152)는 도 4에 도시된 제210-1, 제210-2, 제220 및 제230 단계를 계속해서 수행할 수 있다. 그러나, 차량용 배터리(20)의 충전이 완료되었다고 인식되면, 제1 제어부(152)는 역률 보상부(130)의 동작을 중지시키기 위한 제1 제어 신호를 생성하여 역률 보상부(130)로 출력하고, 전류 제어 대역을 초기화시킬 수 있다(제250 단계).
도 10a 및 도 10b는 비교 례와 실시 예에 의한 충전 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프로서, 횡축은 시간을 나타낸다. 여기서, VI 및 II는 충전 장치의 입력 전압과 입력 전류를 각각 나타내고, VO 및 IO는 충전 장치의 출력 전압과 출력 전류를 각각 나타낸다.
만일, 도 6에서 제217 단계가 생략되고 도 4에서 제220 단계가 생략될 경우, 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생한 횟수가 제2 소정 횟수(Y)보다 작을 때, 제230 단계에서는 과전류가 발생된 상태에서의 전류 제어 대역을 변경함이 없이 역률 보상부(130)를 계속해서 동작시킨다. 이후, 역률 보상부(130)에서 과전류가 발생한 횟수가 제2 소정 횟수(Y)에 도달하면, 도 10a에 도시된 시점(300)에 역률 보상부(130)의 동작을 중단시킨다. 이후, 동일한 환경에서 전류 제어 대역에 대한 어떠한 조치도 취하지 않고 다시 역률 보상부(130) 동작시킴으로써, 지속적인 입력전류제어 불안정으로 충전이 중단되게 된다.
반면에, 전술한 실시 예에 의한 전류 안정화 방법(200)은 입력전류제어 불안정 현상으로 배터리(20)에 충전이 불가능할 경우 도 10b에 도시된 시점(310)에 제220 단계에서 전류 제어 대역을 순차적으로 하향시키고, 하향된 전류 제어 대역에서 역률 보상부(130)를 동작시킴으로써, 도 10b에 도시된 시점(320)에서도 배터리(20)에 전력을 지속적으로 충전시킬 수 있다.
결국, 전술한 실시 예에 의한 전류 안정화 방법(200)은 입력전류제어가 불안정할 때, 외부 계통 환경을 판단하여 전류 제어 대역을 순차적으로 하향시키는 능동적인 대처로 전류 제어 안정성을 확보하고, 배터리(20)에 전력이 지속적으로 충전될 수 있도록 하여 배터리(20) 충전 성공 확률도 증가시킨다. 따라서, 충전 장치(100)에서 배터리(20)의 충전을 중단하여 사용자가 불편할 수 있는 상황이 해소될 수 있다.
또한, 실시 예에 의한 전류 안정화 방법(200)은 입력 필터(110)를 변경하거나 추가적인 소자를 사용하지 않고, 제1 제어부(152)에서, 도 4, 도 6 내지 도 9에 도시된 방법을 소프트웨어적으로 수행할 경우, 장치(100)가 변경되거나 구성 요소가 추가되지 않으므로, 충전 장치(100)의 제조 원가가 상승하지 않고 효율이 감소하지도 않는다. 결국, 차량 충전 장치(100)의 제어 안정성이 확보됨으로써 차량의 전원 품질이 개선될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 소정 횟수(X, Y)의 적절한 결정을 통해 역률과 임계치의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 전술한 실시 예에 의한 전류 안정화 방법은, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록된 프로그램에 의해 구현될 수도 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.　또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 텔레매틱스 제어 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 교류 전원 20: 차량용 배터리
100: 차량용 충전 장치 110: 입력 필터
120: 정류부 130: 역률 보상부
140: 레벨 변환부 150: 제어부
160: 조정 검사부 161: 센서
163: 횟수 카운터 165, 167, 168: 비교부

Claims (16)

  1. 교류 전원의 역률을 보상하는 역률 보상부를 포함하고, 상기 교류 전원의 교류 전압을 직류로 변환하여 차량용 배터리에 충전시키는 차량용 충전 장치에서 수행되는 전류 안정화 방법에 있어서,
    상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사하는 단계;
    상기 역률 보상부의 상기 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있을 때, 상기 역률 보상부의 상기 전류 제어 대역을 하향 조정하는 단계; 및
    상기 하향 조정된 전류 제어 대역을 이용하여 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계를 포함하고,
    상기 조정의 필요성을 검사하는 단계는
    상기 역률 보상부에서 과전류가 발생했는가를 검사하는 단계;
    상기 과전류가 발생한 횟수를 계산하는 단계;
    상기 계산된 횟수가 제1 소정 횟수 이상인가를 검사하는 단계; 및
    상기 계산된 횟수가 상기 제1 소정 횟수 이상일 때, 상기 계산된 횟수가 제2 소정 횟수 이상인가를 검사하고, 상기 계산된 횟수가 상기 제2 소정 횟수보다 작을 때 상기 전류 제어 대역을 조정하는 단계로 진행하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 소정 횟수는 상기 제1 소정 횟수보다 큰 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서, 상기 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법은
    상기 차량용 배터리의 충전이 완료되었는가를 검사하는 단계; 및
    상기 계산된 횟수가 제2 소정 횟수 이상이거나 상기 충전이 완료될 때, 상기 역률 보상부의 동작을 중지시키고, 상기 전류 제어 대역을 초기화시키는 단계를 더 포함하는 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 전류 제어 대역을 조정하는 단계는
    상기 계산된 횟수를 이용하여 상기 전류 제어 대역을 아래와 같이 하향 조정하는 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법.
    Figure 112022060670041-pat00024

    (여기서, ABW는 하향 조정된 상기 전류 제어 대역을 나타내고, IBW는 최초 전류 제어 대역을 나타내고, C1은 상기 계산된 횟수를 나타내고, X는 상기 제1 소정 횟수를 나타내고, α는 상기 전류 제어 대역의 하향 조정량을 나타낸다.)
  7. 제1 항에 있어서, 상기 조정의 필요성을 검사하는 단계는
    상기 과전류가 발생된 후, 상기 과전류가 미발생하는 기간을 계산하는 단계; 및
    상기 미발생 기간이 소정 기간 이상일 때, 상기 계산된 횟수를 감소시키는 단계를 더 포함하는 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 전류 제어 대역을 조정하는 단계는 상기 계산된 횟수가 감소되었을 때,
    상기 계산된 횟수를 이용하여 상기 전류 제어 대역을 아래와 같이 하향 조정하는 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법.
    Figure 112022060670041-pat00025

    (여기서, ABW는 하향 조정된 상기 전류 제어 대역을 나타내고, IBW는 최초 전류 제어 대역을 나타내고, CM은 상기 계산된 횟수의 최고값을 나타내고, X는 상기 제1 소정 횟수를 나타내고, α는 상기 전류 제어 대역의 하향 조정량을 나타낸다.)
  9. 제1 항에 있어서, 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계는
    상기 과전류가 발생한 시점에 상기 역률 보상부의 현시점의 전류 제어 대역이 상기 하향 조정된 전류 제어 대역보다 적은가를 검사하는 단계;
    상기 현시점의 전류 제어 대역이 상기 하향 조정된 전류 제어 대역보다 적을 때, 상기 현시점의 상기 전류 제어 대역에서 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계; 및
    상기 하향 조정된 전류 제어 대역이 상기 현시점의 상기 전류 제어 대역 이하일 때, 상기 하향 조정된 전류 제어 대역에서 상기 역률 보상부를 동작시키는 단계를 포함하는 차량용 충전 장치의 전류 안정화 방법.
  10. 교류 전원의 교류 전압을 직류로 변환하여 차량용 배터리에 충전시키는 차량용 충전 장치에 있어서,
    상기 교류 전원으로부터 공급되는 상기 교류 전압을 필터링하고, 필터링된 결과를 입력 필터;
    상기 필터링된 결과를 정류하고, 정류된 결과를 제1 직류 전압으로서 출력하는 정류부;
    제1 제어 신호에 응답하여, 상기 제1 직류 전압을 이용하여 상기 충전 장치의 역률을 보상하고, 역률 보상된 결과를 제2 직류 전압으로서 출력하는 역률 보상부;
    제2 제어 신호에 응답하여, 상기 제2 직류 전압의 레벨을 변화시켜 상기 배터리로 출력하는 레벨 변환부; 및
    상기 역률 보상부에서 과전류가 발생한 횟수를 이용하여 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사하고, 검사된 결과에 응답하여 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 하향 조정하고, 상기 하향 조정된 전류 제어 대역에 상응하여 상기 제1 제어 신호를 발생하고, 상기 제2 제어 신호를 발생하여 상기 레벨 변환부를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 충전 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제1 제어 신호를 생성하는 제1 제어부; 및
    상기 제2 제어 신호를 생성하는 제2 제어부를 포함하는 차량용 충전 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 제어부는
    상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 조정할 필요가 있는가를 검사하는 조정 검사부;
    검사된 결과에 응답하여 상기 역률 보상부의 전류 제어 대역을 하향 조정하는 대역 조정부; 및
    상기 하향 조정된 전류 제어 대역에 상응하여 상기 제1 제어 신호를 생성하는 동작 제어부를 포함하는 차량용 충전 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 조정 검사부는
    상기 역률 보상부에서 상기 과전류가 발생했는가를 센싱하는 센서;
    상기 센서에서 센싱된 결과에 따라, 상기 과전류가 발생한 상기 횟수를 계산하는 횟수 카운터; 및
    상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수를 제1 소정 횟수와 비교하는 제1 비교부를 포함하고,
    상기 대역 조정부는 상기 제1 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 전류 제어 대역을 하향 조정하는 차량용 충전 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 조정 검사부는
    상기 제1 비교부에서 비교된 결과에 응답하여, 상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수를 제2 소정 횟수와 비교하는 제2 비교부를 더 포함하고,
    상기 제2 소정 횟수는 상기 제1 소정 횟수보다 크고,
    상기 대역 조정부는 상기 제1 및 제2 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 전류 제어 대역을 하향 조정하고,
    상기 동작 제어부는 상기 제2 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 제1 제어 신호를 생성하는 차량용 충전 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 조정 검사부는
    상기 센서에서 센싱된 결과를 통해, 상기 과전류가 발생된 후 미발생하는 기간을 카운팅하는 기간 카운터; 및
    상기 기간 카운터에서 카운팅된 기간과 소정 기간을 비교하는 제3 비교부를 더 포함하고,
    상기 횟수 카운터는 상기 제3 비교부에서 비교된 결과에 응답하여 상기 계산된 횟수를 감소시키는 차량용 충전 장치.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 대역 조정부는 상기 제1 내지 제3 비교부에서 비교된 결과에 응답하여, 아래의 2중 하나로 상기 전류 제어 대역을 하향 조정하는 차량용 충전 장치.
    Figure 112022060670041-pat00026

    또는
    Figure 112022060670041-pat00027

    (여기서, ABW는 하향 조정된 상기 전류 제어 대역을 나타내고, IBW는 최초 전류 제어 대역을 나타내고, C1은 상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수를 나타내고, CM은 상기 횟수 카운터에서 계산된 횟수의 최고값을 나타내고, X는 상기 제1 소정 횟수를 나타내고, α는 상기 전류 제어 대역의 하향 조정량을 나타낸다.)
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DE102017223371.0A DE102017223371A1 (de) 2017-09-21 2017-12-20 Fahrzeugladevorrichtung, stromstabilisierungsverfahren und aufzeichnungsmedium zur aufzeichnung eines programms zur implementierung des verfahrens
CN201711456355.1A CN109546726B (zh) 2017-09-21 2017-12-28 车辆充电装置、其电流稳定方法及记录介质

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112339610B (zh) * 2020-10-29 2022-02-11 东风汽车集团有限公司 新能源车动力电池充放电控制系统及方法
CN113514767B (zh) * 2021-07-20 2022-08-30 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池汽车动力电池soc估算系统及估算方法
CN117104041B (zh) * 2023-08-23 2024-05-28 上汽通用五菱汽车股份有限公司 一种适用于电动汽车的车载充电电路及车辆

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013034349A (ja) * 2011-08-03 2013-02-14 Toyota Motor Corp 充電システムおよびそれを搭載する車両、ならびに充電装置の制御方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6690589B2 (en) * 2002-02-28 2004-02-10 Valere Power, Inc. Interleaved converter power factor correction method and apparatus
US7990740B1 (en) * 2004-03-19 2011-08-02 Marvell International Ltd. Method and apparatus for controlling power factor correction
US7595619B2 (en) * 2005-08-23 2009-09-29 Texas Instruments Incorporated Feed-forward circuit for adjustable output voltage controller circuits
JP4495105B2 (ja) * 2006-03-28 2010-06-30 富士通株式会社 無停電電源装置
KR101533560B1 (ko) * 2008-09-22 2015-07-09 삼성전자 주식회사 3상 역률 보상 장치 및 그 제어방법
KR100904299B1 (ko) * 2008-11-03 2009-06-25 주식회사 실리콘마이터스 역률 보상 회로 및 그 구동 방법
KR101739549B1 (ko) * 2010-03-12 2017-05-25 페어차일드코리아반도체 주식회사 역률 보상 회로 및 역률 보상 회로의 구동 방법
US8368355B2 (en) * 2010-04-14 2013-02-05 Apple Inc. Portable electronic device power manager with current limit feedback control loop modification for stabilizing an external power supply
JP5761756B2 (ja) * 2010-12-10 2015-08-12 ニチコン株式会社 充電制御装置
US20140211519A1 (en) * 2011-01-04 2014-07-31 System General Corporation Single-stage pfc converter with constant voltage and constant current
TWI501504B (zh) * 2011-04-12 2015-09-21 Delta Electronics Inc 行動載具之充電裝置
US8908396B2 (en) * 2011-09-13 2014-12-09 System General Corp. Control circuit for controlling the maximum output current of power converter and method thereof
US8749999B2 (en) * 2011-09-14 2014-06-10 System General Corporation Controller and power converter using the same for clamping maximum switching current of power converter
KR101387698B1 (ko) * 2011-11-01 2014-04-25 한국전기연구원 전력선통신 기반의 전기자동차 충전 케이블 일체형 제어박스 및 충전 제어 방법
US20130141056A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 System General Corporation Adaptive frequency compensation for pfc power converter operating in ccm and dcm
JP2014110711A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Renesas Electronics Corp スイッチング電源装置及び半導体装置
EP3120434B1 (en) * 2014-03-17 2019-05-08 Meta System S.p.A. Power supply stage of an electric appliance, in particular a battery charger for charging batteries of electric vehicles
US9502961B2 (en) * 2014-07-15 2016-11-22 Stmicroelectonics S.R.L. Control circuit implementing a related method for controlling a switching power factor corrector, a PFC and an AC/DC converter
JP6250181B2 (ja) * 2014-09-24 2017-12-20 三菱電機株式会社 電源制御装置の力率補償回路、その制御方法、およびｌｅｄ照明装置
JP6410835B2 (ja) * 2014-09-30 2018-10-24 三菱電機株式会社 電力変換装置
KR20170041970A (ko) * 2015-10-08 2017-04-18 현대자동차주식회사 OBC(On Board Charger)에서 충전을 제어하는 방법 및 장치
TWI551018B (zh) * 2015-12-15 2016-09-21 Nat Inst Chung Shan Science & Technology Power factor correction conversion device and control method thereof
US10571987B2 (en) * 2016-03-28 2020-02-25 Sony Corporation Power supply device, charging device, controlling method, electronic equipment, and electrically powered vehicle
KR101805826B1 (ko) 2016-04-25 2018-01-11 주식회사 진명프리텍 클러치 하우징의 열처리 장치
KR101903121B1 (ko) * 2016-05-23 2018-11-13 주식회사 이진스 전기자동차용 충전 및 전력변환 겸용 회로
KR101947866B1 (ko) * 2016-06-07 2019-02-14 현대자동차주식회사 차량 충전장치 제어방법 및 시스템
CN106655101A (zh) * 2016-10-31 2017-05-10 广东美的制冷设备有限公司 家用电器及功率因数校正器的过流保护装置和方法
KR101905997B1 (ko) * 2016-11-09 2018-10-08 현대자동차주식회사 차량탑재형 충전장치
KR102518186B1 (ko) * 2018-02-19 2023-04-07 현대자동차주식회사 Pfc 제어기 및 제어방법
US10291053B1 (en) * 2018-08-20 2019-05-14 Miot Limited Adaptive CC-CV transition circuit and power management method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013034349A (ja) * 2011-08-03 2013-02-14 Toyota Motor Corp 充電システムおよびそれを搭載する車両、ならびに充電装置の制御方法

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