KR102520909B1 - 스마트 ｐｒａ - Google Patents

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KR102520909B1
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김도윤
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한국단자공업 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery

Abstract

본 발명은 스마트 PRA에 관한 것으로서, 구체적으로는 스마트 PRA의 메인 릴레이에 흐르는 전류 및 전압을 측정하여 아크 소호 시점을 파악하고 이에 따라 아크 제어용 반도체 스위치를 제어하는 스마트 PRA에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고전압 배터리 전원을 인버터에 공급하기 위한 스마트 PRA는, 일측이 고전압 배터리의 (+)단자와 직렬로 연결되는 제1 메인 릴레이; 상기 제1 메인 릴레이와 상기 인버터 사이에 직렬로 연결되어 상기 제1 메인 릴레이에 흐르는 전류 및 전압을 측정하는 제1 측정부; 상기 제1 메인 릴레이와 제1 측정부에 병렬로 연결되는 제1 반도체 스위치; 일측이 고전압 배터리의 (-)단자와 직렬로 연결되는 제2 메인 릴레이; 상기 제2 메인 릴레이와 상기 인버터 사이에 직렬로 연결되어 상기 제2 메인 릴레이의 전압을 측정하는 제2 측정부; 상기 제2 메인 릴레이와 제2 측정부에 병렬로 연결되는 제2 반도체 스위치; 및 상기 제1 및 제2 메인 릴레이를 제어하며 제1 측정부에서 측정된 전류 및 전압값을 기설정된 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 반도체 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값을 기설정된 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 반도체 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부; 를 포함 한다.

Description

스마트 ＰＲＡ {Smart Power Relay Assembly}
본 발명은 스마트 PRA에 관한 것으로서, 구체적으로는 스마트 PRA의 메인 릴레이에 흐르는 전류 및 전압을 측정하여 아크 소호 시점을 파악하고 이에 따라 아크 제어용 반도체 스위치를 제어하는 스마트 PRA에 관한 것이다.
파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly: 이하 PRA)는 전기 수송 장치(Electric Vehicle : 이하 EV)에 사용되는 대용량 고전압 배터리와 모터 구동 장치 사이에 위치하여 그 연결을 담당하는 장치로 릴레이 및 저항 등을 포함한다.
이러한 PRA는 부하로의 전력 공급과 차단을 위해서, 기계식 릴레이가 사용되는데 대전류 도통 시 기계식 릴레이를 OFF하게 되면 주변 인덕턴스에 의해 릴레이 접점에 과전압이 유기되는 아크(Arc)가 발생하여 접점이 손상될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 PRA의 기계식 릴레이에 반도체 스위치를 병렬로 구성하여 반도체 스위치를 통해 프리차지 제어를 수행함으로써 아크발생을 억제하도록 하는 하이브리드 구조를 적용하였다.
이러한 종래의 PRA는 아크로 인한 기계식 릴레이의 접점 융착을 방지하기 위해 전원 차단 시, 먼저 반도체 스위치를 ON하여 기계식 릴레이의 양 접점 사이의 전위를 동전위가 되도록 한 후, 기계식 릴레이를 OFF하고 아크가 완전 소호된 후 전자식 스위치를 OFF하였다.
이 때, 기계식 릴레이를 OFF하고 난 뒤 아크가 소호될 동안 반도체 스위치에는 부하에 의한 돌입 전류가 흐르는데 아크 소호 시간이 길어질수록 반도체 스위치는 부하량에 따른 열을 발생시킨다.
기계식 릴레이는 수십 ns의 응답속도를 갖는 반도체 스위치에 비해 수십 ms의 느린 응답속도를 갖으며 온도나 릴레이 작동 전압 또는 통전 전압 그리고 통전 전류에 따라 응답속도가 변하는 특징을 가지고 있다.
따라서 릴레이가 교체되거나 작동 전압/통전 전압/통전 전류 중 어느 하나라도 달라지면 응답속도가 변하면서 아크 소호 시간도 달라지므로 이를 고려하여 고정된 아크 소호 시간에 따라 반도체 스위치를 제어할 경우 비효율적으로 긴 시간 동안 돌입전류를 흐르게 할 수 있어 과열에 의한 조기 소손이 발생하거나 방열구조가 복잡하고 사이즈가 커지게 될 수 있다.
한국등록특허 제10-1521985호 한국공개특허 제10-2010-0040819호
이에, 본 발명은 PRA의 메인 릴레이에 흐르는 전류 및 전압을 측정하여 아크 소호 시점을 파악하고 이를 통해 아크 제거용 반도체 스위치에 전류가 흐르는 시간을 최소한이 되도록 제어하여 발열을 최소화하고 방열구조를 간단하게 하며 적정한 용량의 소자를 적용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 고전압 배터리 전원을 인버터에 공급하기 위한 스마트 PRA는, 일측이 고전압 배터리의 (+)단자와 직렬로 연결되는 제1 메인 릴레이; 상기 제1 메인 릴레이와 상기 인버터 사이에 직렬로 연결되어 상기 제1 메인 릴레이에 흐르는 전류 및 전압을 측정하는 제1 측정부; 상기 제1 메인 릴레이와 제1 측정부에 병렬로 연결되는 제1 반도체 스위치; 일측이 고전압 배터리의 (-)단자와 직렬로 연결되는 제2 메인 릴레이; 상기 제2 메인 릴레이와 상기 인버터 사이에 직렬로 연결되어 상기 제2 메인 릴레이의 전압을 측정하는 제2 측정부; 상기 제2 메인 릴레이와 제2 측정부에 병렬로 연결되는 제2 반도체 스위치; 및 상기 제1 및 제2 메인 릴레이를 제어하며 제1 측정부에서 측정된 전류 및 전압값을 기설정된 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 반도체 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값을 기설정된 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 반도체 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부; 를 포함 한다.
상기 제어부는 상기 제1 메인 릴레이 OFF 제어 후 상기 제1 측정부에서 측정된 전류값이 기설정된 기준값보다 작고 상기 제1 측정부에서 측정된 전압값이 기설정된 기준값보다 작으면 기설정된 시간 후 상기 제1 반도체 스위치를 OFF시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 제2 메인 릴레이 OFF 제어 후 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값이 기설정된 기준값보다 작으면 기설정된 시간 후 상기 제2 반도체 스위치를 OFF시키는 것을 특징으로 한다.
상기 기설정된 시간은 상기 제1 측정부에서 측정된 전압값 및 전류값과 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값의 측정 오차에 대응하는 시간인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스마트 PRA는 메인 릴레이에 흐르는 전류 및 전압을 측정하여 아크 제어용 반도체 스위치를 제어함으로써 반도체 스위치에 발생할 수 있는 과부하를 막고 과열을 방지하여 방열구조를 단순화할 수 있게 하며 적정한 용량의 반도체 스위치를 적용할 수 있도록 해준다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 제1 메인 릴레이의 전원 차단 시 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 제2 메인 릴레이의 전원 차단 시 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 PRA의 전원 차단 시 제1 메인 릴레이와 제1 반도체 스위치의 제어 및 출력신호의 개략적인 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 PRA의 전원 차단 시 제2 메인 릴레이와 제2 반도체 스위치의 제어 및 출력신호의 개략적인 타이밍도이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 고전압 배터리(10) 전원을 인버터(20)에 공급하기 위한 스마트 PRA(100)은 일측이 고전압 배터리(10)의 (+)단자와 직렬로 연결되는 제1 메인 릴레이(110)와 상기 제1 메인 릴레이(110)와 상기 인버터(20) 사이에 직렬로 연결되어 상기 제1 메인 릴레이(110)에 흐르는 전류 및 전압을 측정하는 제1 측정부(120)와 상기 제1 메인 릴레이(110)와 제1 측정부(120)에 병렬로 연결되는 제1 반도체 스위치(130)와 일측이 고전압 배터리(10)의 (-)단자와 직렬로 연결되는 제2 메인 릴레이(210)와 상기 제2 메인 릴레이(210)와 상기 인버터(20) 사이에 직렬로 연결되어 상기 제2 메인 릴레이(210)의 전압을 측정하는 제2 측정부(220)와 상기 제2 메인 릴레이(210)와 제2 측정부(220)에 병렬로 연결되는 제2 반도체 스위치(230) 및 상기 제1 및 제2 메인 릴레이(110, 210)를 제어하며 제1 측정부(120)에서 측정된 전류 및 전압값을 기설정된 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 반도체 스위치(130)의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제2 측정부(220)에서 측정된 전압값을 기설정된 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 반도체 스위치(230)의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 고전압 배터리(10)는 수백V급의 직류 전압을 출력하는 고전압 배터리가 적용되며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 메인 릴레이(110, 210) 역시 고전압 스위칭을 위한 고전압 릴레이들로 구성된다.
상기 제1 및 제2 반도체 스위치(130, 230)는 상기 제1 및 제2 메인 릴레이(110, 210)의 개방 시 상기 제1 및 제2 메인 릴레이(110, 210)의 접점에 발생하는 아크를 방지하기 위한 목적으로 구성되며, 이러한 제1 및 제2 반도체 스위치(130, 230)는 ON/OFF 제어 가능한 소자로써, 예컨데 IGBT(Insulated gate bipolar transistor)로 구현될 수 있다.
상기 제1 측정부(120)는 상기 제1 메인 릴레이(110)에 흐르는 전류와 타측의 전압을 측정하기 위해 구성되며, 상기 제2 측정부(220)는 상기 제2 메인 릴레이(210)의 타측의 전압을 측정하기 위해 구성된다.
상기 제1 측정부(120)에서 전류를 측정하기 위한 수단으로는 예컨데 홀 센서(Hall Sensor)와 같은 반도체 센서로 구현될 수 있고, 상기 제1 및 제2 측정부(120, 220)에서 전압을 측정하기 위한 수단으로는 기공지된 각종 전압 측정 수단을 적용할 수 있으며, 어느 하나의 측정 수단으로 한정하지 않는다.
도면에는 도시하지 않았으나 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 메인 릴레이(110, 210)의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제1 및 제2 측정부(120, 220)에서 측정된 값을 기설정된 값과 비교하여 상기 제1 및 제2 메인 릴레이(110, 210)의 아크 소호 시점을 파악하고 이에 따라 상기 제1 및 제2 반도체 스위치(130, 230)의 스위칭 동작을 제어한다.
상기 제어부는 상기 제1 메인 릴레이(110) OFF 제어 후 상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전류값이 기설정된 기준값보다 작고 상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전압값이 기설정된 기준값보다 작으면 기설정된 제1 설정시간 후 상기 제1 반도체 스위치(130)를 OFF시킨다.
또한 상기 제어부는 상기 제2 메인 릴레이(210) OFF 제어 후 상기 제2 측정부(220)에서 측정된 전압값이 기설정된 기준값보다 작으면 기설정된 제2 설정시간 후 상기 제2 반도체 스위치(230)를 OFF시킨다.
상기 기설정된 시간은 상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전압값 및 전류값과 상기 제2 측정부(220)에서 측정된 전압값의 측정 오차에 대응하는 시간으로 상기 제1 측정부(120)에 구성된 전압 측정수단과 전류 측정수단의 측정 오차에 따라 전압 및 전류가 변화하는 시간을 포함하는 마진이며 실험 및 미리 정해진 데이터에 의해 최소한의 시간으로 정해지는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 제1 메인 릴레이의 전원 차단 시 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면 먼저 제어부는 제1 메인 릴레이(110)를 OFF하기 전 아크 제거를 위해 제1 반도체 스위치(130)를 먼저 ON 한다(S10).
다음으로 제어부는 제1 메인 릴레이(110)를 OFF 제어한다(S20). 이때부터 상기 제1 반도체 스위치(130)에는 인버터 부하에 따른 돌입전류가 발생하게 되며 최대한 짧은 시간동안에 아크를 소호하고 OFF되는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 제1 측정부(120)를 통해 측정된 상기 제1 메인 릴레이(110)의 전류값을 기저장된 전류 기준값과 비교하여 작으면 다음 단계를 진행하고 그렇지 않으면 일정한 시간차를 두고 다시 전류값을 확인하여 비교한다(S30).
상기 일정한 시간차는 상기 제1 측정부(120)에 구성된 전류 측정수단의 전류값 업데이트 주기보다 긴 시간으로 정하는 것이 바람직하다.
상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전류값이 전류 기준값보다 작으면 상기 제어부는 상기 제1 측정부(120)가 측정한 상기 제1 메인 릴레이(110) 타측의 전압값을 기저장된 전압 기준값과 비교하여 작으면 다음 단계를 진행하고 그렇지 않으면 일정한 시간차를 두고 다시 전압값을 확인하여 비교한다(S40).
상기 일정한 시간차는 상기 제1 측정부(120)에 구성된 전압 측정수단의 전압값 업데이트 주기보다 긴 시간으로 정하는 것이 바람직하다.
상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전압값이 전압 기준값보다 작으면 상기 제어부는 상기 제1 메인 릴레이(110)가 완전히 OFF되어 아크가 소호되었다고 판단하고 기설정된 제1 설정시간 후 상기 제1 반도체 스위치(130)를 OFF한다(S50).
상기 기설정된 제1 설정시간은 상기 제1 측정부(120)에 구성된 전압 측정수단과 전류 측정수단의 측정 오차에 따라 전압 및 전류가 변화하는 시간을 포함하는 마진이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 PRA의 제2 메인 릴레이의 전원 차단 시 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3를 참조하면 먼저 제어부는 제2 메인 릴레이(210)를 OFF하기 전 아크 제거를 위해 제2 반도체 스위치(230)를 먼저 ON 한다(S100).
다음으로 제어부는 제2 메인 릴레이(210)를 OFF 제어한다(S110).
다음으로 상기 제어부는 상기 제2 측정부(220)가 측정한 상기 제2 메인 릴레이(210) 타측의 전압값을 기저장된 전압 기준값과 비교하여 작으면 다음 단계를 진행하고 그렇지 않으면 일정한 시간차를 두고 다시 전압값을 확인하여 비교한다(S120).
상기 일정한 시간차는 상기 제2 측정부(220)에 구성된 전압 측정수단의 전압값 업데이트 주기보다 긴 시간으로 정하는 것이 바람직하다.
상기 제2 측정부(220)에서 측정된 전압값이 전압 기준값보다 작으면 상기 제어부는 상기 제2 메인 릴레이(210)가 완전이 OFF되어 아크가 소호되었다고 판단하고 기설정된 제2 설정시간 후 상기 제2 반도체 스위치(230)를 OFF한다(S130).
상기 기설정된 제2 설정시간은 상기 제2 측정부(220)에 구성된 전압 측정수단의 측정 오차에 따라 전압이 변하는 시간을 포함하는 마진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 PRA의 전원 차단 시 제1 메인 릴레이와 제1 반도체 스위치의 제어 및 출력신호의 개략적인 타이밍도이다.
도 4에 나타난 본 발명의 일 실시 예에서 제어신호 및 출력신호는 제1 반도체 스위치 제어신호, 제1 메인 릴레이 제어신호, 제1 메인 릴레이 출력전압 및 제1 메인 릴레이 전류이다.
도 4를 참조하면, 먼저 상기 제어부에서 상기 제1 반도체 스위치(130) ON 신호가 출력 되는데 이때 시간을 T1으로 한다.
다음으로 상기 제어부에서 상기 제1 메인 릴레이(110) OFF 제어신호가 출력 되며 이때 시간은 T2로 한다.
상기 OFF 제어신호를 받은 상기 제1 메인 릴레이(110)는 소자 고유의 특성 및 작동 전압/통전 전압/통전 전류에 따라 일정 시간 △T3 시간 후에 완전히 OFF 된다.
그동안 상기 제어부는 상기 제1 측정부(120)에서 측정된 상기 제1 메인 릴레이(110)의 전압값 및 전류값을 확인하여 기설정된 기준값(VLIMIT, CLIMIT) 이하인지 비교하게 된다.
T4 시점 이전까지는 상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전류값은 상기 기설정된 전류 기준값(CLIMIT) 보다 크므로 상기 제어부는 일정한 시간 간격으로 재확인하게 되고 T4 시점이 되었을 때 상기 측정된 전류값이 상기 전류 기준값(CLIMIT)보다 작아지게 되므로 상기 제어부는 전압값 비교 단계를 수행하게 된다.
T5 시점에 상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전압값은 상기 기설정된 전압 기준값(VLIMIT) 보다 작으므로 상기 제어부는 상기 제1 메인 릴레이(110)가 완전히 OFF된것으로 판단하여 일정한 제1 설정시간 △T6만큼 시간이 흐른 후 상기 제1 반도체 스위치(130) 제어신호를 OFF한다.
상기 일정한 제1 설정시간 △T6은 상기 제1 측정부(120)에서 측정된 전압값 및 전류값의 측정 오차를 고려한 마진으로써 실험에 의해 최소한의 시간으로 정해지는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 PRA의 전원 차단 시 제2 메인 릴레이와 제2 반도체 스위치의 제어 및 출력신호의 개략적인 타이밍도이다
도 5에 나타난 본 발명의 일 실시 예에서 제어신호 및 출력신호는 제2 반도체 스위치 제어신호, 제2 메인 릴레이 제어신호, 제2 메인 릴레이 출력전압이다.
도 5를 참조하면, 먼저 제어부에서 상기 제2 반도체 스위치(230) ON 신호가 출력되는데 이때 시간을 T7로 한다.
다음으로 상기 제어부에서 상기 제2 메인 릴레이(210) OFF 제어신호가 출력 되며 이때 시간은 T8로 한다.
상기 OFF 제어신호를 받은 상기 제2 메인 릴레이(210)는 소자 고유의 특성 및 작동 전압/통전 전압/통전 전류에 따라 일정 시간 △T9 시간 후에 완전히 OFF 된다.
그동안 상기 제어부는 상기 제2 측정부(220)에서 측정된 상기 제2 메인 릴레이(210)의 전압값을 확인하여 기설정된 기준값(VLIMIT) 이하인지 비교하게 된다.
T10 시점 이전까지는 상기 제2 측정부(220)에서 측정된 전압값은 상기 기설정된 전압 기준값(VLIMIT) 보다 크므로 상기 제어부는 일정한 시간 간격으로 재확인하게 되고 T10 시점이 되었을 때 상기 측정된 전압값이 상기 전압 기준값(VLIMIT)보다 작아지게 되므로 상기 제어부는 상기 제2 메인 릴레이(210)가 완전히 OFF된것으로 판단하여 일정한 제2 설정시간 △T11만큼 시간이 흐른 후 상기 제2 반도체 스위치(230) 제어신호를 OFF한다.
상기 일정한 제2 설정시간 △T11은 상기 제2 측정부(220)에서 측정된 전압값의 측정 오차를 고려한 마진으로써 실험에 의해 최소한의 시간으로 정해지는 것이 바람직하다.
따라서 상기 스마트 PRA(100)는 상기 제1 및 제2 메인 릴레이(110, 210)의 소자 고유의 특성 및 작동 전압/통전 전압/통전 전류에 따른 응답 시간의 변화에 따라 가변적으로 아크 소호 시간을 적용하여 상기 제1 및 제2 반도체 스위치(130, 230)를 제어할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 스마트 PRA 110 : 제1 메인 릴레이
120 : 제1 측정부 130 : 제1 반도체 스위치
210 : 제2 메인 릴레이 220 : 제2 측정부
230 : 제2 반도체 스위치 10 : 고전압 배터리
20 : 인버터

Claims (4)

  1. 고전압 배터리 전원을 인버터에 공급하기 위한 스마트 PRA에서,
    일측이 고전압 배터리의 (+)단자와 직렬로 연결되는 제1 메인 릴레이;
    상기 제1 메인 릴레이와 상기 인버터 사이에 직렬로 연결되어 상기 제1 메인 릴레이에 흐르는 전류 및 전압을 측정하는 제1 측정부;
    상기 제1 메인 릴레이와 제1 측정부에 병렬로 연결되는 제1 반도체 스위치;
    일측이 고전압 배터리의 (-)단자와 직렬로 연결되는 제2 메인 릴레이;
    상기 제2 메인 릴레이와 상기 인버터 사이에 직렬로 연결되어 상기 제2 메인 릴레이의 전압을 측정하는 제2 측정부;
    상기 제2 메인 릴레이와 제2 측정부에 병렬로 연결되는 제2 반도체 스위치; 및
    상기 제1 및 제2 메인 릴레이를 제어하며 제1 측정부에서 측정된 전류 및 전압값을 기설정된 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 반도체 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값을 기설정된 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 반도체 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 반도체 스위치를 ON 시키고 상기 제1 메인 릴레이를 OFF 시킨 후, 상기 제1 측정부에서 측정된 전류값이 기설정된 제1 기준값보다 작고 상기 제1 측정부에서 측정된 전압값이 기설정된 제2 기준값보다 작으면 기설정된 제1 설정시간 후에, 상기 제1 반도체 스위치를 OFF 시키고, 상기 제2 반도체 스위치를 ON 시키고 상기 제2 메인 릴레이를 OFF 시킨 후, 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값이 기설정된 제3 기준값보다 작으면 기설정된 제2 설정시간 후에, 상기 제2 반도체 스위치를 OFF시키되,
    상기 제1 측정부에서 측정된 전류값이 전류기준값 이상이면 제1시간차를 두고 다시 전류값을 측정하고, 상기 제1 측정부에서 측정된 전류값이 상기 전류기준값보다 작고 상기 제1 측정부에서 측정된 전압값이 전압기준값 이상이면 제2 시간차를 두고 다시 전압값을 측정하고, 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값이 전압기준값 이상이면 제3 시간차를 두고 다시 전압값을 측정하고, 이때 상기 제1시간차는 상기 제1측정부의 전류값 업데이트 주기보다 긴 시간으로 설정되고, 상기 제2 시간차는 상기 제1측정부의 전압값 업데이트 주기보다 긴 시간으로 설정되고, 상기 제3 시간차는 상기 제2 측정부의 전압값 업데이트주기보다 긴 시간으로 설정되며,
    상기 제1,2 기준값은 각각 상기 제1 메인 릴레이에서 아크가 소호되는 전류값 및 전압값이고, 상기 제3기준값은 상기 제2 메인 릴레이에서 아크가 소호되는 전압값이고, 상기 제1 설정시간은 상기 제1 측정부에서 측정된 전압값 및 전류값의 측정 오차에 따라 전압과 전류가 변하는 시간이고 상기 제2 설정시간은 상기 제2 측정부에서 측정된 전압값의 측정 오차에 따라 전압이 변하는 시간인 것을 특징으로 하는 스마트 PRA.
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