KR102639091B1

KR102639091B1 - 프리 차져

Info

Publication number: KR102639091B1
Application number: KR1020160131509A
Authority: KR
Inventors: 김상범; 김주훈; 장상호; 조신; 송현진
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사; 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2024-02-22
Also published as: KR20180040004A

Abstract

프리차져가 개시된다. 상기 프리차져는 입력전원을 출력전원으로 변환하는 트랜스포머; 상기 트랜스포머에 입력되는 상기 입력전원을 스위칭하는 스위치부; 상기 출력전원에 의해 충전되는 충전부; 상기 충전부에서 충전된 전원에 대응하는 센싱신호를 생성하는 감지부; 상기 전원부와 상기 충전부의 직렬 연결을 스위칭하는 릴레이부; 및 상기 감지부에서 생성된 센싱신호에 따라 상기 입력전원을 스위칭하는 상기 스위치부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

프리 차져{PRECHARGER}

실시 예는 프리차져에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자식 프리차져에 관한 것이다.

일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 회전력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 회전력을 얻는 전기모터에 의해 구동하는 차량을 의미하며, 이를 통상 하이브리드 전기 차량(HybridElectric Vehicle, HEV)이라 부르고 있다.

이러한 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 전기모터를 보조동력원으로 채택하여 연비 향상 및 배기가스 저감을 도모할 수 있는 미래형 차량으로서, 연비를 개선하고 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 더욱 활발한 연구가 진행되고 있다.

하이브리드 차량은 엔진과 전기모터(구동모터)를 동력원으로 하여 다양한 구조를 형성할 수 있는데, 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 동시에 사용할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다는 장점 때문에 승용차 등에 널리 채택되고 있다.

특히, 엔진과 전기모터의 최적 작동영역을 이용하므로 구동 시스템 전체의 연비를 향상시킴은 물론, 제동시에는 전기모터로 에너지를 회수하므로 효율적인 에너지의 이용이 가능하다.

한편, 하이브리드 차량에서 일반적인 배터리 시스템은 다수의 배터리로 구성되는 배터리부(고전압 배터리), 및 배터리 라인을 연결하는 릴레이 등으로 구성되는 고전압 릴레이부를 포함하여 구성된다.

여기서, 고전압 릴레이부를 사용하는 목적은 에너지 저장 매체와 그 외의 시스템 간에 전기적인 완전한 절연을 확보하기 위함이며, 차량 운행시에는 릴레이가 단락되어 전원을 공급하지만, 키 오프(key off)나 정비 (maintenance), 위기(emergency) 상황에서는 릴레이가 개방되어 전기적인 안정성을 확보한다.

또한 1차 사고 발생시 고전압에 의한 전기적인 감전, 화재 등 중대한 2차 사고의 발생을 방지하며, 배터리의 암 전류를 차단하는 기능도 한다. 첨부한 도 1은 하이브리드 차량에서 배터리와 릴레이 등을 나타낸 도면으로서, 하이브리드 차량에서 배터리 시스템의 기본 구성인 고전압 배터리(10), 메인 릴레이(main relay)(20), 프리차지 릴레이(precharge relay)(31), 프리차지 저항(precharge resistor)(32), 캐패시터(40), 전기부하(인버터, LDC 등)(50) 등이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 프리차지 릴레이(31)와 프리차지 저항(32)이 직렬로 연결되어 프리차져(30)를 구성하고, 이 프리차져(30)가 고전압 배터리(10)와 캐패시터 DC 링크단 사이에서 메인 릴레이(20)와 병렬로 연결된다. 상기 캐패시터(40)는 전기부하(50)의 급격한 전력 변동시 대응을 위해 고전압 배터리(10)와 전기부하(50) 사이에서 적절히 충방전되면서 완충 역할을 하는 구성부이다.

하이브리드 차량에서는 돌입 전류로 인한 인버터의 손상을 막기 위해 상기와 같은 프리차져(30)를 이용하 여 DC-링크 전압을 모터로 도통하고 있으며, 특히 프리차져(30)가 메인 릴레이(20)의 온(On)시에 발생하는 돌입 전류를 차단하여 부품 손상, 서지전류에 의해 발생할 수 있는 릴레이 융착 등을 방지하게 된다.

상기한 구성에서 도 2에 도시된 바와 같이 먼저 프리차지 릴레이(31)가 온되면 저항에 의한 피크 전류가 제한되면서 캐패시터(40)가 충전되고, 이후 메인 릴레이(20)가 온되고 프리차지 릴레이(31)가 오프되어 충방전을 시작하게 된다.

한편, 종래에는 하이브리드 차량의 프리차져(30)를 구성하기 위해 기계식 릴레이인 프리차지 릴레이(31)와 와트 저항(프리차지 저항)(32)을 사용하므로 동작시 소음이 심하게 발생하는 문제점이 있었다. 또한 릴레이가 기계식이므로 수명이 길지 못하고, 대용량의 와트 저항이 사용되어 전체 부피가 매우 커지는 단점이 있었다.

이에 종래 하이브리드 차량의 프리차져에서 기계식 릴레이의 소음 및 수명 문제, 와트 저항의 부피 문제 등을 해결할 수 있는 방안이 절실한 실정이다.

실시 예는 정밀한 돌입 전류 제어가 가능하고 부품의 수명이 연장되는 프리차져를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 프리차져는 입력전원을 출력전원으로 변환하는 트랜스포머; 상기 트랜스포머에 입력되는 상기 입력전원을 스위칭하는 스위치부; 상기 출력전원에 의해 충전되는 충전부; 상기 충전부에서 충전된 전원에 대응하는 센싱신호를 생성하는 감지부; 상기 전원부와 상기 충전부의 직렬 연결을 스위칭하는 릴레이부; 및 상기 감지부에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량에 도달한 것으로 판단하면 상기 입력전원을 차단하도록 상기 스위치부를 제어하는 제어부를 포함한다.

트랜스포머는,

상기 입력전원을 입력받는 제1 코일; 및 상기 제1 코일이 입력받은 상기 입력전원을 상기 출력전원으로 변환하는 제2 코일을 포함할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 기 설정된 충전부의 충전량이 상기 입력전원의 기 설정된 비율에 도달하면, 상기 전원부로 인가되는 상기 입력전원을 차단하도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 기 설정된 충전부의 충전량이 상기 입력전원의 기 설정된 비율에 도달하면, 상기 전원부와 상기 충전부 사이를 직렬 연결하도록 상기 릴레이부를 스위칭 제어할 수 있다.

상기 제어부는,

상기 기 설정된 충전부의 충전량이 상기 입력전원의 기 설정된 비율과 비교하여, 상기 스위치부의 듀티비를 제어할 수 있다.

상기 감지부는,

상기 제2 코일로부터 분리되고, 상기 출력전원에 대한 유기전원을 유기하는 제3코일을 포함할 수 있다.

상기 감지부는,

상기 유기전원을 이용하여 상기 출력전원을 감지하는 피드백부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 드라이빙 디바이스는 프리차져; 상기 프리차져에 의해 충전되는 충전부;를 포함하고, 상기 프리차져는, 입력전원을 출력전원으로 변환하는 트랜스포머; 상기 트랜스포머에 입력되는 상기 입력전원을 스위칭하는 스위치부; 상기 출력전원에 의해 충전되는 충전부; 상기 충전부에서 충전된 전원에 대응하는 센싱신호를 생성하는 감지부; 상기 전원부와 상기 충전부의 직렬 연결을 스위칭하는 릴레이부; 및 상기 감지부에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량에 도달한 것으로 판단하면 상기 입력전원을 차단하도록 상기 스위치부를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 프리차져에 의하면, 기계식 릴레이와 비교하여 반영구적인 수명을 제공한다. 또한, 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)에 소형화 및 경량화를 제공할 수 있다.

또한, 스위치부와 제어부를 통해 돌입 전류를 정밀하게 제어할 수 있고, 충전 및 방전을 자유롭게 조절할 수 있다.

또한, 돌입 전류를 정밀하게 제어 가능하여, 배터리 및 프리차져 이후에 연결되는 다양한 회로(차량 용, 에너지저장시스템(ESS)용 DC-DC 컨버터/인버터)에 인가되는 부품의 스트레스를 저감할 수 있다.

또한, 부품의 스트레스 저감으로 인해, 낮은 사양의 부품 선정이 가능해지며, 설계 자유도가 증가하고, 저가격 소형화가 용이하게 이루어질 수 있다.

도 1은 배터리와 메인 릴레이, 종래의 프리차지 릴레이를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 프리차지 릴레이와 메인 릴레이의 동작 시퀀스를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프리차져의 회로도를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 회로도의 등가 회로도이다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 프리차져의 동작 스퀀스를 나타낸 도면이다.
도 5b 및 도 5c는 도 5a에서 스위치부의 on/off에 따라 프리차져에서 구동되는 부분을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리차져의 회로도를 나타내낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 프리차져의 회로도를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 프리차져는 돌입전류에 의한 부하 등의 회로 부품의 손상을 방지하기 위한 것으로, 전원부(100), 릴레이부(200), 트랜스포머(300), 스위치부(400), 제어부(500), 정류부(600), 감지부(700), 충전부(800)를 포함한다.

전원부(100)는 전압, 전류 등의 입력전원을 인가한다. 입력전원은 직류일 수 있으며, 교류 전원부 (미도시됨), 필터(미도시됨) 및 정류소자(미도시됨)를 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 입력 전원은 교류일 수도 있다. 이 경우 스위치부를 생략할 수 있다.

이하에서 인가전원은 직류전압으로 설명한다. 예로, 입력전원은 300V 내지 450 V일 수 있다.

릴레이부(200)는 전원부(100)와 충전부(800) 사이에 직렬 연결을 조절하기 위해 다양한 스위칭 소자를 포함할 수 있다.

릴레이부(200)는 충전부(800)가 입력전원의 기 설정된 비율까지 충전되면 턴-온 되어 전원부(100)와 충전부(800) 사이를 직렬 연결할 수 있다. 이 때, 전원부(100)의 입력전원이 충전부(800)에 인가되면서 돌입 전류가 발생할 수 있다.

트랜스포머(300)는 전원부(100)를 통해 인가된 입력전원을 출력전원으로 변환한다. 구체적으로, 트랜스포머(300)는 소정의 권선비를 가지는 1차측의 제1 코일(L1)과 2차측의 제2 코일(L2)을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 입력 전압을 승압 또는 감압할 수 있는 다양한 소자가 적용될 수도 있다.

트랜스포머(300)에서, 제1 코일(L1)은 입력전원이 인가되고, 제2 코일(L2)은 전자기 유도 작용에 의해 제1 코일(L1)에 인가된 입력전원이 소정의 권선비에 따라 변환된 출력전원이 제2 코일(L2)로 전달될 수 있다. 제1 코일(L1)의 도트와 제2 코일(L2)의 도트는 경우에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

스위치부(400)는 PWM 방식 또는 PFM 방식으로 구동되는 제어부(500)의 제어에 따라 on/off의 스위칭 동작을 하는 적어도 하나의 스위칭 소자를 포함할 수 있다.

예를 들어, 스위치부(400)는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 등으로 구성될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.

제어부(500)는 감지부(700)에서 감지된 센싱신호에 따라 스위치부(400)의 온/오프 스위칭 동작을 제어하는 제어신호를 발생할 수 있다. 여기서 센싱신호는 출력신호가 정류되어 충전부(800)로 전달됨으로써 나타난 충전된 전원에 대응한다.

구체적으로, 제어부(500)는 감지부(700)에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량이 입력전원의 기 설정된 비율에 도달하는 경우, 전원부(100)로 인가되는 입력전원을 차단하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(500)는 감지부(700)에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량이 입력전원의 기 설정된 비율에 도달하는 경우, 전원부(100)와 충전부(800) 사이를 직렬 연결하도록 릴레이부(200)를 스위칭하도록 제어한다.

일 예로, 기 설정된 비율은 90% 내지 95%일 수 있다. 즉, 입력전원이 300V인 경우, 270V에 대응하는 센싱신호를 감지부(700)로부터 전달받으면, 전원부(100)로 인가되는 입력전원이 차단하도록 스위치부(400)의 게이트-소스 전압(Vgs)를 조절하고, 릴레이부(200)의 스위칭을 턴-온한다.

또한, 제어부(500)는 스위치부(400)의 게이트-소스 전압(Vgs)을 조절하여 충전부(800)의 충전 및 방전을 조절하는 경우에, 스위치부(400)의 스위칭 듀티비를 조절할 수 있다.

또한, 제어부(500)는 감지부(700)에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량을 입력전원의 기 설정된 비율과 비교하여, 스위치부(400)의 스위칭 듀티비를 제어할 수 있다.

예를 들어, 감지부(700)에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량이 입력전원의 기 설정된 비율에 비해 낮은 값을 가지는 경우, 제어부(500)는 충전부(800)에 충전이 적게 된 것으로 판단하여 듀티비를 증가시키도록 스위치부(400)의 게이트-소스 전압(Vgs)의 주기를 조절할 수 있다.

또한, 감지부(700)에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량이 입력전원의 기 설정된 비율에 비해 높은 값을 가지는 경우, 제어부(500)는 충전부(800)에 충전이 많이 된 것으로 판단하여 듀티비를 감소시키도록 스위치부(400)의 게이트-소스 전압(Vgs) 의 주기를 조절할 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 충전부(800)의 충전량이 원하는 목표치에 근접한 경우 충전이 조금씩 이루어지도록 듀티비를 감소시켜 충전부(800)의 전압이 목표치에 도달하는 것을 정밀하게 조절할 수 있다. 이로써, 릴레이부(200)를 통해 전원부(100)와 충전부(800)를 직렬 연결할 때 발생하는 돌입 전류를 정밀하게 조절할 수 있다.

또한, 돌입전류의 조절로 회로에 인가되는 부품(예를 들어, 차량용 등의 인버터, DC/DC 컨버터 등)의 손상을 방지하여, 부품의 수명 연장을 제공할 수 있다.

정류부(600)는 직류의 입력전압이 스위치부(400)에 의해 교류로 전환되고, 트랜스포머(300)에 의해 2차측 제2코일(L2)에 전달된 교류전원인 출력전원을 정류한다. 그리고 제2 코일(L2)에 유기된 교류의 출력전원을 정류하여 충전부(800)로 제공한다.

정류부(600)는 충전부(800)와 트랜스포머(300) 사이에 직렬 배치될 수 있다. 또한, 정류부(600)는 다양한 반도체 다이오드 등의 정류 소자를 포함할 수 있다.

감지부(700)는 정류부(600)를 통해 정류된 출력전압을 감지한다. 즉, 감지부(700)는 정류된 출력전압이 충전부(800)에서 충전되며, 충전부(800)에서 충전되는 충전전압을 감지한 센싱신호를 생성하고, 제어부(500)로 송신한다.

예로, 감지부(700)는 충전부(800)에서 충전된 전압을 감지하기 위해 충전부(800)의 일단에 연결될 수 있다.

충전부(800)는 정류된 출력전원이 충전되는 것으로, 다양한 충전 소자를 포함할 수 있다. 충전부(800)는 예를 들어, 커패시터로 이루어질 수 있다.

부하부(900)는 충전부(800)와 병렬로 연결되며, 인버터, DC/DC 컨버터 등 다양한 부하가 연결될 수 있다.

도 3의 회로도의 등가 회로도인 도 4와, 본 발명의 일실시예에 따른 프리차져의 동작 스퀀스를 나타낸 도면인 도 5a 및 도 5a에서 스위치부(400)의 on/off에 따라 프리차져에서 구동되는 부분을 도시한 도면인 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 도 4의 등가 회로도는 자화 인덕턴스(Lm)와 트랜스포머(300)인 변압기를 포함한다.

먼저, 스위치부(400)의 스위칭이 ON되는 부분에서, 스위치부(400)의 게이트-소스 전압(Vgs)가 임계전압보다 커지면 스위치부(400)의 드레인-소스 양단은 도통이 되고, 전압은 0이 된다. 이 때, 변압기의 1차측 전압이자 자화 인덕턴스(Lm)의 양단 전압(V1)은 입력 전압과 같아진다. 그리고 자화 인덕턴스(Lm)에는 증가하는 전류가 흐른다. 즉, 자화 인덕턴스(Lm)에 에너지가 저장된다.

그리고 변압기의 제2 코일(L2)의 전압은 도트대로 극성이 전달되므로 정류부(600)에는 역전압이 인가되어 2차측에서 전류가 흐르지 않는다. 그리고 스위치부(400)로는 자화 인덕턴스(Lm)에 흐르는 전류(ILm)과 동일한 전류가 흐르게 된다.　즉, 도 5b에서 a경로를 따라 회로에 전류가 흐른다.

그리고 스위치부(400)의 스위칭이 OFF되는 부분에서, 스위치부(400)의 게이트-소스 전압(Vgs)을 영으로 하면 스위치부(400)는 도통 상태에서 빠져 나와 개방(Open)상태가 된다. 즉, 전류가 흐를 수 없게 된다.

그리고 자화 인덕턴스(Lm)에 저장된 에너지는 순간적으로 없어지지 못하고, 역기전력(On인 경우에서 전압과 극성이 반대를 의미함)이 발생하여 제2 코일(L2)의 2차측이 도통된다. 따라서 입력전원과 스위치부(400)로 흐르는 전류는 0이 되고 정류부(600)로는 자화 인덕턴스(Lm)에 흐르는 전류(ILm)의 n배의(권선비가 N1:N2 이므로, n=N1/N2) 전류가 흘러 2차측으로 흐르게 된다. 즉, 도 5c에서 b경로를 따라 회로에 전류가 흐른다.

이 때, 정류부(600)를 통해 정류된 출력전원이 충전부(800)의 커패시터에서 충전된다.

그리고 자화 인덕턴스(Lm)에 흐르는 전류(ILm)가 0이 되면 변압기 양단전압은 0이 되며 스위치부(400)는 다시 도통하도록 ON이 될 수 있다.

이러한 동작에 의하여, 스위치부(400)에서 ON 기간을 길게 설정하면, 많은 에너지가 저장되어 충전부(800)에 충전이 많아질 수 있다. 따라서 상기 언급한 바와 같이, 스위치부(400)의 듀티비 조절에 의해 충전부(800)의 충전전압을 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리차져의 회로도를 나타내낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 다른 실시예에 의한 프리차져는 앞서 설명한 도3 및 도 4의 프리차져에서 감지부 이외의 다른 구성은 동일하다. 먼저, 다른 실시예에 의한 프리차져의 감지부(700')는 충전부와 연결되지 않고, 제2 코일(L2) 및 정류부(600)와 분리된다. 감지부(700')는 제2 코일(L2)의 출력전원에 대한 전원을 유기하는 제3 코일(L3)을 포함한다.

이러한 구성에 의하여, 제3 코일(L3)에는 제2 코일(L2)로 변환된 출력전원이 제2 코일(L2)과 제3 코일(L3) 간의 권선비에 따라 전압 등으로 유기된다. 이 때, 제2 코일(L2)과 제3 코일(L3) 간의 권선비는 다양하게 설정될 수 있다.

그리고 제3 코일(L3)의 일단은 스위치부(400)의 소스부와 연결되고, 타단은 정류소자(D)와 연결된다. 출력전원과 동일하게 교류인 유기전원은 정류소자(D)를 통해 정류되고, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함하는 피드백부로 전송된다.

예를 들어, 제 2코일(L2)과 제3 코일(L3)의 권선비가 동일한 경우, 제 3코일(L3)에 유기된 유기전원 및 정류하는 정류소자는 앞서 설명한, 제2 코일(L2)의 출력전원 및 정류부(600)의 구성과 동일하다.

제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 저항비에 따라 제1 저항(R1)의 일단에 소정의 전압이 걸리게 된다. 감지부(700')는 제1 저항(R1)의 일단에 걸린 소정의 전압을 통해 충전부(800)에서 충전된 전원에 대응하는 센싱신호가 제어부(500)로 송신된다. 이 때, 센싱 신호는 전압값일 수 있다. 그리고 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 저항비는 제2 코일(L2)과 제3 코일(L3) 간의 권선비에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 다른 실시예인 본 발명의 프리차져는 전기적 절연을 제공할 수 있고, 화재 및 감전 등의 사고를 예방할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 고전압 배터리
20: 메인 릴레이
30: 프리차져
40: 커패시터
50: 부하부
100: 전원부
200: 릴레이부
300: 트랜스포머
400: 스위치부
500: 제어부
600: 정류부
700, 700': 감지부
800: 충전부
900: 부하부

Claims

입력전원을 인가하는 전원부;
상기 입력전원을 출력전원으로 변환하는 트랜스포머;
상기 트랜스포머에 입력되는 상기 입력전원을 스위칭하는 스위치부;
상기 출력전원에 의해 충전되는 충전부;
상기 충전부에서 충전된 전원에 대응하는 센싱신호를 생성하는 감지부;
상기 전원부와 상기 충전부의 직렬 연결을 스위칭하는 릴레이부; 및
상기 감지부에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량에 도달한 것으로 판단하면 상기 입력전원을 차단하도록 상기 스위치부를 제어하는 제어부를 포함하는 프리차져.
제 1항에 있어서,
트랜스포머는,
상기 입력전원을 입력받는 제1 코일; 및
상기 제1 코일이 입력받은 상기 입력전원을 상기 출력전원으로 변환하는 제2 코일을 포함하는 프리차져.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기 설정된 충전부의 충전량이 상기 입력전원의 기 설정된 비율에 도달하면, 상기 입력전원을 차단하도록 상기 스위치부를 제어하는 프리차져.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기 설정된 충전부의 충전량이 상기 입력전원의 기 설정된 비율에 도달하면, 상기 전원부와 상기 충전부 사이를 직렬 연결하도록 상기 릴레이부를 스위칭 제어하는 프리차져.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기 설정된 충전부의 충전량이 상기 입력전원의 기 설정된 비율과 비교하여, 상기 스위치부의 듀티비를 제어하는 프리차져.
제 2항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 제2 코일로부터 분리되고, 상기 출력전원에 대한 유기전원을 유기하는 제3코일을 포함하는 프리차져.
제 6항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 유기전원을 이용하여 상기 출력전원을 감지하는 피드백부를 더 포함하는 프리차져.
프리차져;
상기 프리차져에 의해 충전되는 충전부;를 포함하고,
상기 프리차져는,
입력전원을 인가하는 전원부;
상기 입력전원을 출력전원으로 변환하는 트랜스포머;
상기 트랜스포머에 입력되는 상기 입력전원을 스위칭하는 스위치부;
상기 출력전원에 의해 충전되는 충전부;
상기 충전부에서 충전된 전원에 대응하는 센싱신호를 생성하는 감지부;
상기 전원부와 상기 충전부의 직렬 연결을 스위칭하는 릴레이부; 및
상기 감지부에서 감지한 센싱신호를 수신하여 기 설정된 충전부의 충전량에 도달한 것으로 판단하면 상기 입력전원을 차단하도록 상기 스위치부를 제어하는 제어부를 포함하는 드라이빙 디바이스.