KR102607987B1 - Pre-charge Relay Driver in Battery Disconnected Unit - Google Patents

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주식회사 케이이씨
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Abstract

본 개시는 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 프리차지 스위치의 턴온 시 게이트 전압을 임계 전압 이상으로 한번에 확실하게 증가시켜 프리차지 스위치의 파워 로스(power loss)를 제거할 수 있는 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버를 제공하는데 있다. 이를 위해 본 개시는 배터리와 인버터의 사이에 연결된 메인 릴레이, 메인 릴레이에 병렬로 연결된 동시에 배터리와 인버터의 사이에 연결된 프리차지 스위치 및 인버터에 병렬로 연결된 캐패시터를 포함하는 배터리 분리 유닛에 있어서, 프리차지 스위치를 구동하는 프리차지 릴레이 드라이버는 프리차지 스위치를 구동하기 위해 제1PWM(Pulse-width modulation) 신호를 출력하는 PWM 집적회로; PWM 집접회로에 연결되고 제1PWM 신호를 변환하여 제2PWM 신호를 출력하는 펄스 트랜스포머; 펄스 트랜스포머에 연결되어 제2PWM 신호를 정류하여 게이트 신호를 출력하는 정류부; 및 정류부와 프리차지 스위치 사이에 연결되어 임계 전압까지 상승한 이후에 게이트 신호를 출력하는 전압 리미터를 포함하는, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버를 제공한다.This disclosure relates to a precharge relay driver of a battery separation unit, and the technical problem to be solved is to reduce power loss of the precharge switch by reliably increasing the gate voltage above the threshold voltage at once when the precharge switch is turned on. The goal is to provide a precharge relay driver for a removable battery disconnect unit. To this end, the present disclosure provides a battery separation unit including a main relay connected between the battery and the inverter, a precharge switch connected in parallel to the main relay and connected between the battery and the inverter, and a capacitor connected in parallel to the inverter, The precharge relay driver that drives the switch includes a PWM integrated circuit that outputs a first pulse-width modulation (PWM) signal to drive the precharge switch; A pulse transformer connected to the PWM integrated circuit and converting the first PWM signal to output a second PWM signal; a rectifier connected to a pulse transformer to rectify the second PWM signal and output a gate signal; and a voltage limiter connected between the rectifier and the precharge switch to output a gate signal after the voltage rises to the threshold.

Description

배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버{Pre-charge Relay Driver in Battery Disconnected Unit}Pre-charge Relay Driver in Battery Disconnected Unit}

본 개시(disclosure)는 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버에 관한 것이다.This disclosure relates to a precharge relay driver of a battery disconnect unit.

일반적으로, 전기 자동차는 고전압 배터리와 인버터/모터의 사이에 설치되어 전원을 선택적으로 공급하는 메인 릴레이(Main Relay), 프리차지 릴레이(Pre-Charge Relay) 및 프리차지 저항 등을 포함한다. 여기서, 프리차지 릴레이는 고전압 배터리로부터 인버터에 고전압 전원을 인가하기 직전에 프리차지 과정을 수행함으로써, 메인 릴레이가 연결될 때 높은 돌입 전류가 발생하지 않도록 방지할 수 있다. 이러한, 돌입 전류는 고전압 배터리의 전압과 인버터 입력단의 커패시터 용량에 비례해서 발생하며, 인버터와 커패시터의 내구 수명을 단축시키는 주요 요인으로 작용할 수 있다. 따라서, 종래에는 메인 릴레이를 연결하기 전에 프리차지 릴레이와 프리차지 저항을 통해 인버터의 커패시터를 충전시켜서 전압 차이에 의한 돌입 전류의 발생을 제한하고 있다. Generally, an electric vehicle includes a main relay, a pre-charge relay, and a pre-charge resistor that are installed between the high-voltage battery and the inverter/motor to selectively supply power. Here, the precharge relay performs a precharge process immediately before applying high voltage power from the high voltage battery to the inverter, thereby preventing a high inrush current from occurring when the main relay is connected. This inrush current occurs in proportion to the voltage of the high-voltage battery and the capacitor capacity of the inverter input terminal, and can act as a major factor in shortening the lifespan of the inverter and capacitor. Therefore, conventionally, the capacitor of the inverter is charged through the precharge relay and the precharge resistor before connecting the main relay to limit the generation of inrush current due to the voltage difference.

일례로, 프리차지 릴레이 관련하여, 공개특허 2018-0056175, "전기 차량용 파워 릴레이 어셈블리 및 이의 구동방법"에 따르면, 입력 전압을 초핑(chopping)하여 플라이백/포워드 컨버터(flyback/forward converter) 방식으로 프리차지 구동 드라이브에 제어 신호를 전달하는 방식이 알려져 있다.For example, with regard to the precharge relay, according to Publication Patent No. 2018-0056175, “Power relay assembly for electric vehicles and driving method thereof,” the input voltage is chopping and used as a flyback/forward converter. A method of transmitting a control signal to a precharge drive is known.

그러나, 이러한 방식은 스위칭 소자의 내압이 증가하고 많은 플라이백/포워드 컨버터의 특성상 많은 링잉 노이즈(ringing noise)가 발생하여 EMI(electro magnetic interference)에 영향을 주는 문제가 있다. 또한, 출력 전압의 피드백 제어 회로가 없기 때문에 구동 신호부의 전압 안정화에 문제가 있다; 더욱이, 스위치 드라이브 집적회로의 선정 시 주파수 및 듀티비(duty ratio)가 가변 가능 해야 한다.However, this method has the problem of increasing the withstand voltage of the switching element and generating a lot of ringing noise due to the characteristics of many flyback/forward converters, affecting electro magnetic interference (EMI). Additionally, since there is no feedback control circuit for the output voltage, there is a problem in stabilizing the voltage of the driving signal section; Moreover, when selecting a switch drive integrated circuit, the frequency and duty ratio must be variable.

또한, 일례로, 등록특허 10-1314114 "파워 릴레이 어셈블리 구동 장치 및 그 구동방법", 등록특허 10-1776341 "친환경자동차의 메인릴레이 고장진단 방법"에 따르면, 대부분 배터리 분리 유닛 자체에 대한 시스템적인 내용과 구동 방식을 개시하고 있을 뿐, 특정한 구동 회로를 개시하고 있지 않다.In addition, as an example, according to registered patent 10-1314114 "Power relay assembly driving device and method thereof" and registered patent 10-1776341 "main relay failure diagnosis method of eco-friendly vehicle", most of the systematic details about the battery separation unit itself It only discloses an over-driving method and does not disclose a specific driving circuit.

IGBT 스위치를 직접 구동하기 위한 아이솔레이션에 포토 다이오드 집접회로가 사용되는 경우가 있으나, 이는 포토 다이오드 집접회로의 낮은 구동 전류 용량으로 인한 큰 턴온 손실, 게이트 구동 전압을 높이기 위해 2개의 집적회로가 필요하며, 비용이 비싸고 장기 신뢰성이 취약한 문제가 있다.A photodiode integrated circuit is sometimes used for isolation to directly drive the IGBT switch, but this requires two integrated circuits to increase the gate driving voltage and a large turn-on loss due to the low driving current capacity of the photodiode integrated circuit. It is expensive and has poor long-term reliability.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background technology of this invention is only for improving understanding of the background of the present invention, and therefore may include information that does not constitute prior art.

본 개시에 따른 해결하고자 하는 과제는 프리차지 스위치의 턴온 시 게이트 전압을 임계 전압 이상으로 한번에 확실하게 증가시켜 프리차지 스위치의 파워 로스(power loss)를 제거할 수 있는 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버를 제공하는데 있다.The problem to be solved according to the present disclosure is to provide a precharge relay driver for a battery separation unit that can eliminate power loss of the precharge switch by reliably increasing the gate voltage to above the threshold voltage at once when the precharge switch is turned on. is to provide.

본 개시에 따른 해결하고자 하는 과제는 PWM 집적회로(즉, 구동 드라이버)에 입력되는 입력 전압이 변한다고 해도 프리차지 스위치를 턴온시키기 위한 출력 전압이 일정한 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버를 제공하는데 있다.The problem to be solved according to the present disclosure is to provide a precharge relay driver of a battery disconnect unit that has a constant output voltage for turning on the precharge switch even if the input voltage input to the PWM integrated circuit (i.e., driving driver) changes. .

본 개시에 따른 예시적 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버는 배터리와 인버터의 사이에 연결된 메인 릴레이, 메인 릴레이에 병렬로 연결된 동시에 배터리와 인버터의 사이에 연결된 프리차지 스위치 및 인버터에 병렬로 연결된 캐패시터를 포함하는 배터리 분리 유닛에 있어서, 프리차지 스위치를 구동하는 프리차지 릴레이 드라이버는 프리차지 스위치를 구동하기 위해 제1PWM(Pulse-width modulation) 신호를 출력하는 PWM 집적회로; PWM 집접회로에 연결되고 제1PWM 신호를 변환하여 제2PWM 신호를 출력하는 펄스 트랜스포머; 펄스 트랜스포머에 연결되어 제2PWM 신호를 정류하여 게이트 신호를 출력하는 정류부; 및 정류부와 프리차지 스위치 사이에 연결되어 임계 전압까지 상승한 이후에 게이트 신호를 출력하는 전압 리미터를 포함할 수 있다.The precharge relay driver of the exemplary battery separation unit according to the present disclosure includes a main relay connected between the battery and the inverter, a precharge switch connected in parallel to the main relay and connected between the battery and the inverter, and a capacitor connected in parallel to the inverter. In the battery separation unit, the precharge relay driver driving the precharge switch includes: a PWM integrated circuit that outputs a first pulse-width modulation (PWM) signal to drive the precharge switch; A pulse transformer connected to the PWM integrated circuit and converting the first PWM signal to output a second PWM signal; a rectifier connected to a pulse transformer to rectify the second PWM signal and output a gate signal; And it may include a voltage limiter that is connected between the rectifier and the precharge switch and outputs a gate signal after the voltage rises to the threshold.

펄스 트랜스포머는 1차측 권선과 2차측 권선을 포함하고, 1차측 권선과 2차측 권선의 비는 1:2 내지 3:8일 수 있다.The pulse transformer includes a primary winding and a secondary winding, and the ratio of the primary winding to the secondary winding may be 1:2 to 3:8.

정류부는 반파 배전압 정류 회로를 포함할 수 있다.The rectifier may include a half-wave voltage doubler rectifier circuit.

전압 리미터는 정류부와 프리차지 스위치의 게이트 사이에 콜렉터-이미터가 연결된 바이폴라 트랜지스터; 바이폴라 트랜지스터의 베이스와 프리차지 스위치의 소스 사이에 연결된 제너다이오드; 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터와 베이스 사이에 연결된 저항; 및 바이폴라 트랜지스터의 이미터와 프리차지 스위치의 소스 사이에 연결된 캐패시터를 포함할 수 있다.The voltage limiter includes a bipolar transistor with a collector-emitter connected between the rectifier and the gate of the precharge switch; A Zener diode connected between the base of the bipolar transistor and the source of the precharge switch; A resistor connected between the collector and base of a bipolar transistor; and a capacitor connected between the emitter of the bipolar transistor and the source of the precharge switch.

PWM 집적회로에 연결된 전압 레귤레이터를 더 포함할 수 있다.It may further include a voltage regulator connected to the PWM integrated circuit.

전압 레귤레이터는 PWM 집적회로의 입력단과 출력단에 콜렉터 및 이미터가 연결된 바이폴라 트랜지스터; PWM 집적회로의 입력단과 바이폴라 트랜지스터의 베이스 사이에 연결된 제1분압저항; 제1분압저항과 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 연결된 제2분압저항; 및 제2분압저항과 접지단 사이에 연결된 제너 다이오드를 포함할 수 있다.The voltage regulator includes a bipolar transistor with a collector and emitter connected to the input and output terminals of a PWM integrated circuit; A first voltage dividing resistor connected between the input terminal of the PWM integrated circuit and the base of the bipolar transistor; a first voltage dividing resistor and a second voltage dividing resistor connected to the base of the bipolar transistor; And it may include a Zener diode connected between the second voltage dividing resistor and the ground terminal.

전압 레귤레이터중 바이폴라 트랜지스터의 이미터는 펄스 트랜스포머의 1차측 권선에 연결될 수 있다.Among the voltage regulators, the emitter of the bipolar transistor may be connected to the primary winding of the pulse transformer.

전압 레귤레이터중 바이폴라 트랜지스터의 이미터와 펄스 트랜스포머의 1차측 권선에 연결된 프리휠 다이오드를 더 포함할 수 있다.Among the voltage regulators, the emitter of the bipolar transistor may further include a freewheel diode connected to the primary winding of the pulse transformer.

본 개시는 프리차지 스위치의 턴온 시 게이트 전압을 임계 전압 이상으로 한번에 확실하게 증가시켜 프리차지 스위치의 파워 로스(power loss)를 제거할 수 있는 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버를 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a precharge relay driver of a battery separation unit that can eliminate power loss of the precharge switch by reliably increasing the gate voltage above the threshold voltage at once when the precharge switch is turned on.

본 개시는 PWM 집적회로(즉, 구동 드라이버)에 입력되는 입력 전압이 변한다고 해도 프리차지 스위치를 턴온시키기 위한 출력 전압이 일정한 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버를 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a precharge relay driver of a battery disconnect unit whose output voltage for turning on the precharge switch is constant even if the input voltage input to the PWM integrated circuit (i.e., driving driver) changes.

도 1a 및 도 1b는 본 개시에 따른 예시적 배터리 분리 유닛의 구성 및 기본 개념을 도시한 블럭도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시에 따른 예시적 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버의 구성을 도시한 블럭도 및 주요 파형도이다.
도 3은 본 개시에 예시적 따른 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버의 구성을 도시한 블럭도이다.
1A and 1B are block diagrams showing the configuration and basic concept of an exemplary battery separation unit according to the present disclosure.
2A and 2B are block diagrams and main waveform diagrams showing the configuration of a precharge relay driver of an exemplary battery separation unit according to the present disclosure.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a precharge relay driver of a battery separation unit according to an example of the present disclosure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 개시들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The present disclosure is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the following examples. It is not limited. Rather, these embodiments are provided to make the disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.

또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.Additionally, as used herein, the term “and/or” includes any one and all combinations of one or more of the corresponding listed items. In addition, the meaning of "connected" in this specification refers not only to the case where member A and member B are directly connected, but also to the case where member C is interposed between member A and member B to indirectly connect member A and member B. do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terms used herein are used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Additionally, when used herein, “comprise, include,” and/or “comprising, including” refer to mentioned features, numbers, steps, operations, members, elements, and/or groups thereof. It specifies the presence and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, movements, members, elements and/or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is obvious that this cannot be done. These terms are used only to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Accordingly, a first member, component, region, layer or portion described below may refer to a second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.

또한, 본 개시에 따른 PWM 집적회로 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 PWM 집적회로 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, PWM 집적회로의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 PWM 집적회로와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. Additionally, the PWM integrated circuit and/or other related devices or components according to the present disclosure may be implemented using any suitable hardware, firmware (e.g., custom semiconductor), software, or a suitable combination of software, firmware, and hardware. there is. For example, various components of a PWM integrated circuit and/or other related devices or components according to the present disclosure may be formed on one integrated circuit chip or on separate integrated circuit chips. Additionally, the various components of the PWM integrated circuit can be implemented on flexible printed circuit film, a tape carrier package, a printed circuit board, or formed on the same substrate as the PWM integrated circuit.

도 1a 및 도 1b는 본 개시에 따른 예시적 배터리 분리 유닛(10)의 구성 및 기본 개념을 도시한 블럭도이다.1A and 1B are block diagrams showing the configuration and basic concept of an exemplary battery separation unit 10 according to the present disclosure.

도 1a에 도시된 바와 같이, 예시적 배터리 분리 유닛(10)은 고전압 배터리(11)와 인버터(12)(모터(13))의 사이에 연결된 한쌍의 메인 릴레이(14)(양극측 메인 릴레이(14) 및 음극측 메인 릴레이(14)), 메인 릴레이(14)(양극측 메인 릴레이(14))에 병렬로 연결된 동시에 배터리(11)와 인버터(12)의 사이에 연결된 프리차지 스위치(15) 및 인버터(12)에 병렬로 연결된 캐패시터(16)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 배터리 분리 유닛(10)은 양극측 대전류 라인에 설치되어 전류를 센싱하는 전류 센서(17), 프리차지 스위치(15)와 인버터(12) 사이에 연결된 프리차지 저항(18), 및 다수의 배터리들(11) 사이에 설치된 세이프티 플러그(19)(퓨즈)를 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1A, the exemplary battery disconnect unit 10 includes a pair of main relays 14 (positive side main relay ( 14) and a precharge switch 15 connected in parallel to the negative side main relay 14) and the main relay 14 (positive side main relay 14) and connected between the battery 11 and the inverter 12. And it may include a capacitor 16 connected in parallel to the inverter 12. In some examples, the battery separation unit 10 includes a current sensor 17 installed on the positive side high current line to sense the current, a precharge resistor 18 connected between the precharge switch 15 and the inverter 12, and It may further include a safety plug 19 (fuse) installed between the plurality of batteries 11.

이와 같이 하여, 배터리 분리 유닛(10)의 동작 모드는 프리차징 모드, 방전 모드, 및 충전 모드를 포함하여 동작할 수 있다. 프리차징 모드는, 릴레이 구동 시 고전압 돌입 전류에 의한 인버터(12)의 손상을 방지하기 위해 프리차지 스위치(15)를 통해 커패시터(16)에 초기 충전하는 모드이다. 방전 모드는, 메인 릴레이(14)가 구동하여 인버터(12)에 고전력을 공급하는 모드이다. 충전 모드는 급속 충전 메인 릴레이(14)가 동작하여 직류 전압으로 급속 충전하는 모드이다. 일부 예들에서, 프리차지 스위치(15)는 고전압 돌입전류 방지를 위하여 커패시터(16)를 초기에 충전하는 역할을 한다. 본 개시는 프리차지 스위치(15)를 구동하는 프리차지 릴레이 드라이버(100)에 관한 것이므로, 메인 릴레이(14)의 동작에 대해서는 구체적으로 설명하지 않는다.In this way, the operating mode of the battery separation unit 10 may operate including a precharging mode, a discharging mode, and a charging mode. The precharging mode is a mode in which the capacitor 16 is initially charged through the precharge switch 15 to prevent damage to the inverter 12 due to high voltage inrush current when the relay is driven. The discharge mode is a mode in which the main relay 14 is driven to supply high power to the inverter 12. The charging mode is a mode in which the fast charging main relay 14 operates to rapidly charge with direct current voltage. In some examples, the precharge switch 15 serves to initially charge the capacitor 16 to prevent high voltage inrush current. Since this disclosure relates to the precharge relay driver 100 that drives the precharge switch 15, the operation of the main relay 14 is not described in detail.

일부 예들에서, 프리차지 스위치(15)는 시스템 입력 전압(예를 들면, 12V, 400ms)을 받아서, 프리차지 릴레이 드라이버(100)가 프리차지 스위치(15)(예를 들면, IGBT: Insulated-gate bipolar transistor)를 제어한다.In some examples, the precharge switch 15 receives a system input voltage (e.g., 12V, 400 ms), and the precharge relay driver 100 connects the precharge switch 15 (e.g., IGBT: Insulated-gate bipolar transistor).

한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 프리차지 스위치(15)의 구동 전압은 대략 12V 펄스 신호(진폭은 대략 수백 ms)를 입력으로 받을 수 있다. 그러면, 프리차지 릴레이 드라이버(100)에 의해 입력 신호가 수십 내지 수백 kHz의 고주파로 초핑(chopping)되어 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 만들어지고, 이어서 갈바닉 아이솔레이션(galvanic isolation) 소자(예를 들면, 트랜스포머(120))에 의해 신호가 변환될 수 있다. 이때, 트랜스포머(120)의 권선비(턴비)에 의해 PWM 신호가 증폭될 수 있다. 이어서, 고주파 PWM 신호는 정류회로에 의해 다시 복원되어, 프리차지 스위치(15)의 게이트-소스 단자에 인가될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1B, the driving voltage of the precharge switch 15 can receive an approximately 12V pulse signal (amplitude of approximately several hundred ms) as input. Then, the input signal is chopped at a high frequency of tens to hundreds of kHz by the precharge relay driver 100 to create a PWM (Pulse Width Modulation) signal, and then a galvanic isolation element (e.g., The signal may be converted by the transformer 120). At this time, the PWM signal can be amplified by the turns ratio (turn ratio) of the transformer 120. Subsequently, the high-frequency PWM signal can be restored again by the rectifier circuit and applied to the gate-source terminal of the precharge switch 15.

도 2a 및 도 2b는 본 개시에 따른 예시적 배터리 분리 유닛(10)의 프리차지 릴레이 드라이버(100)의 구성을 도시한 블럭도 및 주요 파형도이다.FIGS. 2A and 2B are block diagrams and main waveform diagrams showing the configuration of the precharge relay driver 100 of the exemplary battery disconnect unit 10 according to the present disclosure.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 배터리 분리 유닛(10)의 프리차지 릴레이 드라이버(100)는 전원 입력단(111)과 프리차지 스위치(15)의 사이에 연결된 PWM 집적회로(110), 펄스 트랜스포머(120), 정류부(130) 및 전압 리미터(140)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2A, the precharge relay driver 100 of the exemplary battery disconnect unit 10 according to the present disclosure includes a PWM integrated circuit 110 connected between the power input terminal 111 and the precharge switch 15. ), a pulse transformer 120, a rectifier 130, and a voltage limiter 140.

PWM 집적회로(110)는 프리차지 스위치(15)를 구동하기 위해 전원 입력단(111)으로부터 전원을 입력받아 내부 회로에 의해 제1PWM(Pulse-width modulation) 신호를 출력할 수 있다. 일부 예들에서, PWM 집적회로(110)는 전원 입력단(111)에 연결되어 기준전압(Vref)을 발생시키는 바이어스 회로(112), 오실레이터(113), 기준전압부(114), 오실레이터(113) 및 기준전압부(114)에 연결되어 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성기(115), PWM 생성기(115)에 연결된 컨트롤러(116), 컨트롤러(116)에 연결된 전류 버퍼(117)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 오실레이터(113)에는 데드타임 컨트롤 단자(118a)가 연결될 수 있고, 오실레이터(113)에는 주파수 컨트롤 단자(118b)(소자)가 연결될 수 있으며, PWM 생성기(115) 및 기준전압부(114)에는 듀티비 컨트롤롤 단자(소자)(118c)가 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 전류 버퍼(117)는 한쌍의 바이폴라 트랜지스터(Q1,Q2)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 전류 버퍼(117)는 콜렉터, 이미터 및 베이스를 갖는 제1트랜지스터(Q1)와, 콜렉터, 이미터 및 베이스를 갖는 제2트랜지스터(Q2)를 포함하며, 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)의 베이스는 컨트롤러(116)에 연결되고, 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)의 이미터 및 콜렉터는 상호간 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제1트랜지스터(Q1)의 컬렉터 단자(117a), 제2트랜지스터(Q2)의 이미터 단자(117c), 및 제1,2트랜지스터(Q1,Q2)의 이미터-콜렉터 단자(117b)가 구비될 수 있다. 일부 예들에서, PWM 집적회로(110)는 (주)KEC의 바이폴라 리니어 집적회로(전압-모드 PWM 컨트롤러 IC)인 KIA494를 포함할 수 있다.The PWM integrated circuit 110 may receive power from the power input terminal 111 to drive the precharge switch 15 and output a first pulse-width modulation (PWM) signal through an internal circuit. In some examples, the PWM integrated circuit 110 includes a bias circuit 112 that is connected to the power input terminal 111 to generate a reference voltage (Vref), an oscillator 113, a reference voltage section 114, an oscillator 113, and It may include a PWM generator 115 connected to the reference voltage unit 114 to generate a PWM signal, a controller 116 connected to the PWM generator 115, and a current buffer 117 connected to the controller 116. In some examples, a deadtime control terminal 118a may be connected to the oscillator 113, a frequency control terminal 118b (device) may be connected to the oscillator 113, and a PWM generator 115 and a reference voltage section ( 114) may be connected to a duty ratio control terminal (element) 118c. In some examples, current buffer 117 may include a pair of bipolar transistors (Q1, Q2). In some examples, the current buffer 117 includes a first transistor (Q1) having a collector, an emitter, and a base, a second transistor (Q2) having a collector, an emitter, and a base, and the first and second transistors ( The bases of Q1 and Q2) may be connected to the controller 116, and the emitters and collectors of the first and second transistors (Q1 and Q2) may be connected to each other. In some examples, the collector terminal 117a of the first transistor Q1, the emitter terminal 117c of the second transistor Q2, and the emitter-collector terminal 117b of the first and second transistors Q1 and Q2. ) may be provided. In some examples, the PWM integrated circuit 110 may include KIA494, a bipolar linear integrated circuit (voltage-mode PWM controller IC) from KEC, Inc.

펄스 트랜스포머(120)는 PWM 집적회로(110)에 연결되어 제1PWM 신호를 제2PWM 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 일부 예들에서, 펄스 트랜스포머(120)는 1차측 권선(n1)과 2차측 권선(n2)을 포함할 수 있고, 1차측 권선(n1)과 2차측 권선(n2)의 비는 대략 1:2 내지 대략 3:8일 수 있다. 실질적으로, 프리차지 스위치(15)의 구동 전압(게이트 전압)은 PWM 집적회로(110) 및/또는 전압 레귤레이터(250)와 펄스 트랜스포머(120)의 권선비(턴비)로 결정되므로, 상기 권선비는 변경될 수 있다. 일부 예들에서, 펄스 트랜스포머(120)의 1차측 권선(n1)의 입력단은 PWM 집적회로(110)의 이미터-콜렉터 단자(117b)에 연결될 수 있고, 펄스 트랜스포머(120)의 1차측 권선(n1)의 출력단은 PWM 집적회로(110)의 이미터 단자(117c)에 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 이미터-콜렉터 단자(117b)와 1차측 권선(n1)의 입력단(111) 사이에는 직류 성분을 제거하고 교류 성분만 전달하도록 저항(R1) 및 캐패시터(C1)가 직렬로 연결될 수 있다.The pulse transformer 120 is connected to the PWM integrated circuit 110 and can convert the first PWM signal into a second PWM signal and output it. In some examples, pulse transformer 120 may include a primary winding (n1) and a secondary winding (n2), and the ratio of the primary winding (n1) to the secondary winding (n2) is approximately 1:2 to It may be approximately 3:8. In practice, the driving voltage (gate voltage) of the precharge switch 15 is determined by the turns ratio (turn ratio) of the PWM integrated circuit 110 and/or the voltage regulator 250 and the pulse transformer 120, so the turns ratio is changed. It can be. In some examples, the input terminal of the primary winding (n1) of the pulse transformer 120 may be connected to the emitter-collector terminal 117b of the PWM integrated circuit 110, and the primary winding (n1) of the pulse transformer 120 may be connected to the emitter-collector terminal 117b of the PWM integrated circuit 110. ) may be connected to the emitter terminal 117c of the PWM integrated circuit 110. In some examples, a resistor (R1) and a capacitor (C1) may be connected in series between the emitter-collector terminal (117b) and the input terminal (111) of the primary winding (n1) to remove the direct current component and transmit only the alternating current component. there is.

일부 예들에서, 전류 버퍼(117)의 컬렉터 단자(117a)와 이미터-컬렉터 단자(117b)의 사이에는 제1다이오드(D1)가 연결되고(즉, 제1다이오드(D1)의 애노드가 이미터-컬렉터 단자(117b)에 연결되고, 제1다이오드(D1)의 캐소드가 컬렉터 단자(117a)에 연결됨), 이미터-컬렉터 단자(117b)와 이미터 단자(117c)의 사이에는 제2다이오드(D2)가 연결(즉, 제2다이오드(D2)의 애노드가 이미터 단자(117c)에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 캐소드가 이미터-컬렉터 단자(117b)에 연결됨)될 수 있다. 즉, 제1,2다이오드(D1,D2)는 펄스 트랜스포머(120)의 1차측 권선(n1)으로부터의 에너지를 환류시키는 프리휠링 다이오드일 수 있다.In some examples, a first diode D1 is connected between the collector terminal 117a and the emitter-collector terminal 117b of the current buffer 117 (that is, the anode of the first diode D1 is connected to the emitter terminal). -connected to the collector terminal (117b), and the cathode of the first diode (D1) is connected to the collector terminal (117a), and between the emitter-collector terminal (117b) and the emitter terminal (117c) a second diode ( D2) may be connected (that is, the anode of the second diode D2 is connected to the emitter terminal 117c, and the cathode of the second diode D2 is connected to the emitter-collector terminal 117b). That is, the first and second diodes D1 and D2 may be freewheeling diodes that feed back energy from the primary winding n1 of the pulse transformer 120.

정류부(130)는 펄스 트랜스포머(120)에 연결되어 제2PWM 신호를 정류하여 게이트 신호를 출력할 수 있다. 일부 예들에서, 정류부(130)는 반파 배전압 정류 회로를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 정류부(130)는 펄스 트랜스포머(120)의 2차측 권선(n2)에 연결된 캐패시터(C2)와, 캐패시터(C2)에 연결된 다이오드(D3)와, 캐패시터(C2)와 다이오드(D3)의 사이의 노드와 접지단 사이에 연결된 제너 다이오드(ZD1)와, 다이오드(D3)와 접지단 사이에 연결된 캐패시터(C3)를 포함할 수 있다. 여기서, 다이오드(D3)의 애노드가 캐패시터(C2)에 연결되고 다이오드(D3)의 캐소드가 캐패시터(C3)에 연결될 수 있다. 또한, 제너 다이오드(ZD1)의 애노드가 접지단 즉, 프리차지 스위치(15)의 이미터(또는 소스)에 연결될 수 있다. 여기서, 캐패시터(C3) 및 제너 다이오드(ZD1)는 2차측 권선(n2)으로 전송된 PWM 신호에서 직류 성분을 복원한다.The rectifier 130 is connected to the pulse transformer 120 and can rectify the second PWM signal to output a gate signal. In some examples, rectifier 130 may include a half-wave voltage doubler rectifier circuit. In some examples, the rectifier 130 includes a capacitor C2 connected to the secondary winding n2 of the pulse transformer 120, a diode D3 connected to the capacitor C2, and a capacitor C2 and a diode D3. It may include a Zener diode (ZD1) connected between the node and the ground terminal, and a capacitor (C3) connected between the diode (D3) and the ground terminal. Here, the anode of diode D3 may be connected to capacitor C2 and the cathode of diode D3 may be connected to capacitor C3. Additionally, the anode of the Zener diode ZD1 may be connected to the ground terminal, that is, the emitter (or source) of the precharge switch 15. Here, the capacitor C3 and Zener diode ZD1 restore the direct current component from the PWM signal transmitted to the secondary winding n2.

전압 리미터(140)는 정류부(130)와 프리차지 스위치(15) 사이에 연결됨으로써, 임계 전압까지 상승한 이후에 게이트 신호를 출력할 수 있다. 일부 예들에서, 전압 리미터(140)는 전압 레귤레이터를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다. 일부 예들에서, 전압 리미터(140)는 정류부(130)와 프리차지 스위치(15)의 게이트 사이에 콜렉터-이미터가 연결된 바이폴라 트랜지스터(Q3)와, 바이폴라 트랜지스터(Q3)의 베이스와 프리차지 스위치(15)의 소스 사이에 연결된 제너다이오드(ZD2)와, 바이폴라 트랜지스터(Q3)의 컬렉터와 베이스 사이에 연결된 저항(R2)과, 바이폴라 트랜지스터(Q3)의 이미터와 프리차지 스위치(15)의 소스 사이에 연결된 캐패시터(C4)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 바이폴라 트랜지스터(Q3)의 이미터가 다이오드(D3)의 캐소드에 연결될 수 있고, 바이폴라 트랜지스터(Q3)의 컬렉터가 프리차지 스위치(15)의 베이스에 연결될 수 있다. 바이폴라 트랜지스터(Q3)의 베이스는 제너 다이오드(ZD2)의 캐소드에 연결될 수 있고, 제너 다이오드(ZD2)의 애노드는 프리차지 스위치(15)의 이미터에 연결될 수 있다. 바이폴라 트랜지스터(Q3)의 이미터와 베이스의 사이에 저항(R2)이 연결될 수 있다. 더불어, 프리차지 스위치(15)의 게이트와 이미터(소스) 사이에도 저항(R3)이 연결될 수 있다.The voltage limiter 140 is connected between the rectifier 130 and the precharge switch 15, so that the gate signal can be output after the voltage rises to the threshold. In some examples, voltage limiter 140 may include or be referred to as a voltage regulator. In some examples, the voltage limiter 140 includes a bipolar transistor (Q3) whose collector-emitter is connected between the rectifier 130 and the gate of the precharge switch 15, the base of the bipolar transistor (Q3), and the precharge switch ( 15), the zener diode (ZD2) connected between the source of the bipolar transistor (Q3), the resistor (R2) connected between the collector and base of the bipolar transistor (Q3), and the emitter of the bipolar transistor (Q3) and the source of the precharge switch (15). It may include a capacitor (C4) connected to. In some examples, the emitter of bipolar transistor Q3 may be connected to the cathode of diode D3 and the collector of bipolar transistor Q3 may be connected to the base of precharge switch 15. The base of the bipolar transistor Q3 may be connected to the cathode of the Zener diode ZD2, and the anode of the Zener diode ZD2 may be connected to the emitter of the precharge switch 15. A resistor (R2) may be connected between the emitter and base of the bipolar transistor (Q3). In addition, a resistor (R3) may be connected between the gate and emitter (source) of the precharge switch 15.

이러한 전압 리미터(140)에 의해 본 개시는 도 2b에 도시된 바와 같이 프리차지 스위치(15)의 게이트 전압(Vgate)이 다수의 계단 형태로 증가하는 것이 아니라 하나의 계단 형태로 증가하여 파워 로스를 방지할 수 있다. 전압 리미터(140)는 일정 전압 즉, 제너 다이오드(ZD2)의 전압까지 상승할때까지 게이트 신호를 출력하지 않는다는 것이다. 다르게 설명하면, 전압 리미터(140)는 제너 다이오드(ZD2)의 전압까지 상승한 후 비로서 프리차지 스위치(15)에 게이트 신호를 하나의 계단 형태로 출력함으로서, 콜렉터 이미터간 전압(VCE) 및 콜렉터 전류(IC) 역시 하나의 계단 형태로 출력됨으로써, 파워 손실이 발생하지 않게 된다.By using the voltage limiter 140, the gate voltage (Vgate) of the precharge switch 15 increases in the form of a single step rather than in the form of multiple steps, as shown in FIG. 2B, thereby reducing power loss. It can be prevented. The voltage limiter 140 does not output the gate signal until a certain voltage, that is, the voltage of the Zener diode (ZD2) rises. In other words, the voltage limiter 140 outputs a gate signal in the form of a step to the precharge switch 15 after the voltage of the Zener diode (ZD2) rises, so that the collector-emitter voltage (VCE) and collector current (IC) is also output in the form of a single step, so no power loss occurs.

도 3은 본 개시에 예시적 따른 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버(200)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 3에 도시된 예시적 프리차지 릴레이 드라이버(200)는 도 2a에 도시된 예시적 프리차지 릴레이 드라이버(100)에 비교하여 전압 레귤레이터(250)를 더 포함함다는 점을 제외하고 유사할 수 있다.FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the precharge relay driver 200 of the battery separation unit according to the present disclosure. The example precharge relay driver 200 shown in FIG. 3 may be similar except that it further includes a voltage regulator 250 compared to the example precharge relay driver 100 shown in FIG. 2A. .

도 3에 도시된 바와 같이, 예시적 프리차지 릴레이 드라이버(200)는 PWM 집적회로(110)에 연결된 전압 레귤레이터(250)를 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 전압 레귤레이터(250)는 PWM 집적회로(110)의 입력단(111)과 출력단에 콜렉터 및 이미터가 연결된 바이폴라 트랜지스터(Q3)와, PWM 집적회로(110)의 입력단(111)과 바이폴라 트랜지스터(Q4)의 베이스 사이에 연결된 제1분압저항(R4)과,제1분압저항(R4)과 바이폴라 트랜지스터(Q4)의 베이스에 연결된 제2분압저항(R5)과, 제2분압저항(R5)과 접지단 사이에 연결된 제너 다이오드(ZD3)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제너 다이오드(ZD3)의 애노드는 접지단에 연결될 수 있고, 제너 다이오드(ZD3)의 캐소드가 제2분압저항(R5)에 연결될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the exemplary precharge relay driver 200 may further include a voltage regulator 250 coupled to the PWM integrated circuit 110 . In some examples, the voltage regulator 250 includes a bipolar transistor (Q3) whose collector and emitter are connected to the input terminal 111 and the output terminal of the PWM integrated circuit 110, and the input terminal 111 of the PWM integrated circuit 110 and the bipolar transistor Q3. A first dividing resistor (R4) connected between the base of the transistor (Q4), a second dividing resistor (R5) connected between the first dividing resistor (R4) and the base of the bipolar transistor (Q4), and a second dividing resistor (R5) ) and a zener diode (ZD3) connected between the ground terminal. In some examples, the anode of Zener diode ZD3 may be connected to the ground terminal, and the cathode of Zener diode ZD3 may be connected to the second voltage dividing resistor R5.

일부 예들에서, 전압 레귤레이터(250)중 바이폴라 트랜지스터(Q4)의 이미터는 펄스 트랜스포머(120)의 1차측 권선(n1)에 다이오드(D1)을 통하여 연결될 수 있다. 즉, 바이폴라 트랜지스터(Q4)의 이미터는 다이오드(D1)의 캐소드에 연결될 수 있고, 트랜스포머(120)의 1차측 권(n1)은 다이오드(D1)의 애노드에 연결될 수 있다.In some examples, the emitter of the bipolar transistor Q4 of the voltage regulator 250 may be connected to the primary winding n1 of the pulse transformer 120 through a diode D1. That is, the emitter of the bipolar transistor Q4 may be connected to the cathode of the diode D1, and the primary winding n1 of the transformer 120 may be connected to the anode of the diode D1.

이와 같이 하여, 본 개시에 따른 프리차지 릴레이 드라이버(200)는 PWM 집적회로(110)에 입력되는 입력 전압이 변한다고 해도 프리차지 스위치(15)를 턴온시키기 위한 출력 전압이 일정할 수 있다. 일례로, PWM 집적회로(110)에 입력되는 입력 전압이 대략 7V 내지 대략 18V까지 변동한다고 해도, 프리차지 스위치(15)를 턴온시키는 동작 전압이 일정하다.In this way, in the precharge relay driver 200 according to the present disclosure, the output voltage for turning on the precharge switch 15 may be constant even if the input voltage input to the PWM integrated circuit 110 changes. For example, even if the input voltage input to the PWM integrated circuit 110 varies from approximately 7V to approximately 18V, the operating voltage for turning on the precharge switch 15 is constant.

이상에서 설명한 것은 본 개시에 따른 예시적 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the precharge relay driver of the exemplary battery separation unit according to the present disclosure, and the present invention is not limited to the above embodiment, but is as claimed in the following patent claims. Likewise, it will be said that the technical spirit of the present invention exists to the extent that anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the gist of the present invention.

10: 배터리 분리 유닛
11: 배터리 12; 인버터
13: 모터 14: 메인 릴레이
15: 프리차지 스위치 16: 캐패시터
17: 전류 센서 18: 프리차지 저항
19: 세이프티 플러그 100; 프리차지 릴레이 드라이버
110; PWM 집적회로 111; 전원 입력단
112; 바이어스 회로 113; 오실레이터
114; 기준전압부 115; PWM 생성기
116; 컨트롤러 117; 전류 버퍼
Q1, Q2; 바이폴라 트랜지스터
117a; 컬렉터 단자 117b; 이미터-컬렉터 단자
117c; 이미터 단자 118a; 데드 컨트롤 단자
118b; 주파수 컨트롤 단자 118c; 듀티비 컨트롤 단자
120; 펄스 트랜스포머 n1; 1차측 권선
n2; 2차측 권선 130; 정류부
140; 전압 리미터 250; 전압 레귤레이터
10: Battery separation unit
11: battery 12; inverter
13: motor 14: main relay
15: precharge switch 16: capacitor
17: Current sensor 18: Precharge resistor
19: Safety plug 100; Precharge relay driver
110; PWM integrated circuit 111; Power input terminal
112; bias circuit 113; oscillator
114; Reference voltage unit 115; PWM generator
116; controller 117; current buffer
Q1, Q2; bipolar transistor
117a; collector terminal 117b; Emitter-collector terminal
117c; emitter terminal 118a; dead control terminal
118b; frequency control terminal 118c; Duty ratio control terminal
120; pulse transformer n1; Primary winding
n2; secondary winding 130; rectifier
140; voltage limiter 250; voltage regulator

Claims (8)

배터리와 인버터의 사이에 연결된 메인 릴레이, 메인 릴레이에 병렬로 연결된 동시에 배터리와 인버터의 사이에 연결된 프리차지 스위치 및 인버터에 병렬로 연결된 캐패시터를 포함하는 배터리 분리 유닛에 있어서, 프리차지 스위치를 구동하는 프리차지 릴레이 드라이버는
프리차지 스위치를 구동하기 위해 제1PWM(Pulse-width modulation) 신호를 출력하는 PWM 집적회로;
PWM 집접회로에 연결되고 제1PWM 신호를 변환하여 제2PWM 신호를 출력하는 펄스 트랜스포머;
펄스 트랜스포머에 연결되어 제2PWM 신호를 정류하여 게이트 신호를 출력하는 정류부; 및
정류부와 프리차지 스위치 사이에 연결되어 임계 전압까지 상승한 이후에 게이트 신호를 출력하는 전압 리미터를 포함하고,
전압 리미터는 정류부와 프리차지 스위치의 게이트 사이에 콜렉터-이미터가 연결된 바이폴라 트랜지스터;
바이폴라 트랜지스터의 베이스와 프리차지 스위치의 소스 사이에 연결된 제너다이오드;
바이폴라 트랜지스터의 컬렉터와 베이스 사이에 연결된 저항; 및
바이폴라 트랜지스터의 이미터와 프리차지 스위치의 소스 사이에 연결된 캐패시터를 포함하는, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버.
A battery separation unit including a main relay connected between the battery and the inverter, a precharge switch connected in parallel to the main relay and connected between the battery and the inverter, and a capacitor connected in parallel to the inverter, wherein the precharge switch drives the precharge switch. Charge relay driver
A PWM integrated circuit that outputs a first pulse-width modulation (PWM) signal to drive a precharge switch;
A pulse transformer connected to the PWM integrated circuit and converting the first PWM signal to output a second PWM signal;
a rectifier connected to a pulse transformer to rectify the second PWM signal and output a gate signal; and
It includes a voltage limiter connected between the rectifier and the precharge switch to output a gate signal after the voltage rises to the threshold,
The voltage limiter includes a bipolar transistor with a collector-emitter connected between the rectifier and the gate of the precharge switch;
A Zener diode connected between the base of the bipolar transistor and the source of the precharge switch;
A resistor connected between the collector and base of a bipolar transistor; and
A precharge relay driver in a battery disconnect unit comprising a capacitor connected between the emitter of the bipolar transistor and the source of the precharge switch.
제 1 항에 있어서,
펄스 트랜스포머는 1차측 권선과 2차측 권선을 포함하고, 1차측 권선과 2차측 권선의 비는 1:2 내지 3:8인, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버.
According to claim 1,
A precharge relay driver of a battery disconnect unit, wherein the pulse transformer includes a primary winding and a secondary winding, and the ratio of the primary winding to the secondary winding is 1:2 to 3:8.
제 1 항에 있어서,
정류부는 반파 배전압 정류 회로를 포함하는, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버.
According to claim 1,
The rectifier is a precharge relay driver of the battery separation unit, including a half-wave voltage doubler rectifier circuit.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
PWM 집적회로에 연결된 전압 레귤레이터를 더 포함하는, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버.
According to claim 1,
A precharge relay driver in a battery disconnect unit, further comprising a voltage regulator coupled to the PWM integrated circuit.
제 5 항에 있어서,
전압 레귤레이터는
PWM 집적회로의 입력단과 출력단에 콜렉터 및 이미터가 연결된 바이폴라 트랜지스터;
PWM 집적회로의 입력단과 바이폴라 트랜지스터의 베이스 사이에 연결된 제1분압저항;
제1분압저항과 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 연결된 제2분압저항; 및
제2분압저항과 접지단 사이에 연결된 제너 다이오드를 포함하는, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버.
According to claim 5,
The voltage regulator is
A bipolar transistor with a collector and emitter connected to the input and output terminals of a PWM integrated circuit;
A first voltage dividing resistor connected between the input terminal of the PWM integrated circuit and the base of the bipolar transistor;
a first voltage dividing resistor and a second voltage dividing resistor connected to the base of the bipolar transistor; and
A precharge relay driver of a battery disconnect unit, comprising a Zener diode connected between a second voltage dividing resistor and a ground terminal.
제 6 항에 있어서,
전압 레귤레이터중 바이폴라 트랜지스터의 이미터는 펄스 트랜스포머의 1차측 권선에 연결된, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버.
According to claim 6,
Among the voltage regulators, the emitter of the bipolar transistor is connected to the primary winding of the pulse transformer, and the precharge relay driver of the battery separation unit.
제 7 항에 있어서,
전압 레귤레이터중 바이폴라 트랜지스터의 이미터와 펄스 트랜스포머의 1차측 권선에 연결된 프리휠 다이오드를 더 포함하는, 배터리 분리 유닛의 프리차지 릴레이 드라이버.
According to claim 7,
A precharge relay driver of a battery separation unit, further comprising a freewheel diode connected to the emitter of a bipolar transistor in the voltage regulator and the primary winding of the pulse transformer.
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