KR20020072976A - 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의전류제한 방법 및 장치 - Google Patents

전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의전류제한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법 및 장치에 관한 것으로, 그 목적은 전기 자동차에서 차량 내부에 보조전원을 제공하는 DC/DC 컨버터에 과전류를 제한하여 부하에서 요구하는 전류를 일정한도 이하로 제한하게 하는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명은 전류에 의한 일정한 전위를 만들고 상기 전위를 전류 검출신호로 하여 상기 전류 검출 신호를 출력하는 전류검출회로와, 일단에는 상기 전류검출신호를 입력받고 다른일단에는 기준 전류를 입력받아 상기 두 개의 전위를 비교하여 상기 전류검출회로에서 과전류가 검출될 경우 제어신호를 출력하는 비교회로와, 상기 비교회로의 출력을 입력받아 DC/DC 컨버터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 제어회로로 구성된 폴드백 전류 보호기를 제공함을 목적으로 한다.

Description

전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법 및 장치{Current limiting method of DC／DC converter for Electric vehicle or Hybrid electric vehicle and it's apparatus}
본 발명은 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 전기 자동차에서 차량 내부에 보조전원을 제공하는 DC/DC 컨버터에 과전류를 제한하여 부하에서 요구하는 전류를 일정한도 이하로 제한하게 하는 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전류제한 회로에는 도 1a 와 같이 일정 전류 이상이면 그 전류 값으로 제한하는 방법이 있고, 도 1b 같이 목표 값에 전류가 도달하면 전류를 어느 한도 이하의 값으로 줄여서 제한하는 방법이 있는데 후자가 시스템에 부담을 줄여주므로 안정성에 도움이 된다.
여러개의 소자들이 하나의 인쇄 회로 기판상에 구성되어 있을 때, 회로상의 한 부분이 문제가 발생하여 과전류가 흐르거나, 회로상의 한 소자가 소손이 되면, 정상적으로 동작하는 다른 소자들도 영향을 받아 소손될 가능성이 있다. 특히 집적회로의 소자의 경우 과전류가 흘러 소손이 되면 저항과 같은 다른 수동 소자에 비해 경제적인 손실이 크며, 부품의 교환에 많은 어려움이 따른다.
본 발명은 상기와 같은 결점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전기 자동차에서 차량 내부에 보조전원을 제공하는 DC/DC 컨버터에 과전류를 제한하여 부하에서 요구하는 전류를 일정한도 이하로 제한하게 하는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법 및 장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 전류에 의한 일정한 전위를 만들고 상기 전위를 전류 검출신호로 하여 상기 전류 검출 신호를 출력하는 전류검출회로와, 일단에는 상기 전류검출신호를 입력받고 다른일단에는 기준 전류를 입력받아 상기 두 개의 전위를 비교하여 상기 전류검출회로에서 과전류가 검출될 경우 제어신호를 출력하는 비교회로와, 상기 비교회로의 출력을 입력받아 DC/DC 컨버터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 제어회로로 구성된 폴드백 전류 보호기를 전기자동차 보조전원장치의 전압제어기와 펄스폭변조 비교기 사이에 설치하여 구성하므로써 달성된다.
도 1a 는 전류제한의 일반적 방식
도 1b 는 본 발명의 전류제한 방식
도 2 는 종래의 기본 회로도
도 3 은 본 발명의 기본 회로도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 폴드백 전류 보호기
11 : 전류검출회로
12 : 비교회로
13 : 제어회로
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 종래의 기본 회로도이고, 도 3 은 본 발명의 기본 회로도로서,
일반적인 제어기의 구성은 도 2 와 같다. 여기서 VFB는 출력전압이고 VREF는 제어하고자 하는 출력 전압의 목표값이다. 전압제어기의 출력값과 삼각파는 비교되서 PWM 파형을 만들고 이에 따라 스위치를 ON/OFF 하여 DC/DC 컨버터의 출력전압을 제어 한다.
본 발명에서는 도 2 에서 폴드백(foldback) 전류제한회로(10)를 두어 부하에서 요구하는 전류를 일정한도 이하로 제한하게 된다.
본 발명 폴드백 전류제한 회로(10)는 도 3 과 같다.
본 발명의 구성은 전류에 의한 일정한 전위를 만들고 상기 전위를 전류 검출신호로 하여 상기 전류 검출 신호를 출력하는 전류검출회로(11)와, 일단에는 상기 전류검출신호를 입력받고 다른일단에는 기준 전류를 입력받아 상기 두 개의 전위를 비교하여 상기 전류검출회로에서 과전류가 검출될 경우 제어신호를 출력하는 비교회로(12)와, 상기 비교회로의 출력을 입력받아 DC/DC 컨버터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 제어회로(13)로 구성된다.
여기서, 상기 전류검출회로(11)는 두개의 저항이 직렬로 연결되어 상기 비교회로의 반전입력단에 연결되고, 상기 두 저항사이에 하나의 저항과 콘덴서가 병렬로 연결되어 구성된다.
그리고 상기 비교회로(12)는 병렬로 연결된 두 개의 저항과 병렬로 연결된 하나의 저항과 콘덴서가 병렬로 연결되어 비반전 입력단에 연결되고 비교회로의 출력이 전해콘덴서를 사이에 두고 반전입력단에 피드백되어 구성된다.
특히, 상기 제어회로(13)는 하나의 엠프와 하나의 트랜지스터로 구성되고, 직렬로 연결된 두 개의 저항 사이에 콘덴서가 연결되어 상기 엠프의 비반전 입력단에 연결되고, 상기 트랜지스터의 베이스에 하나의 저항이 연결되어 상기 엠프의 출력단과 연결되며, 상기 트랜지스트 베이스와 컬렉터 사이에 하나의 콘덴서가 연결되고, 상기 트랜지스터의 이미터는 피드백되어 상기 엠프의 반전 입력단에 연결되어 구성된다.
본 발명은 정상상태에서 IREF1값이 다음과 같이 주어지고 전류제한회로의 출력은 Q1을 OFF 하게 동작하여 전체회로에 영향을 미치지 않는다.
부하에서 IREF1보다 큰 전류를 요구하면 제안한 회로가 동작하게 되어 Q1을 ON시켜 PWM 비교기의 입력값을 GND로 하여 PWM 파형을 OFF 시키게 된다. 여기서 원하는 전류만큼 부하에 공급 못하게 되면 출력전압 VFB 가 내려가기 시작하고 따라서 IREF1값은 줄어들게 된다. 즉 출력전류가 IREF1의 줄어드는 값을 유지하게끔 PWM 펄스가 발생한다. 최종 전류값은 VFB가 영으로 떨어질 때 발생하며 그때의 IREF2는가 된다.
참고로, 도 1b에서 Imin 은 IREF2에 해당하며 Imax는 IREF1에 해당된다.
즉, 본 발명은 전류에 의한 일정한 전위를 만들고 상기 전위를 전류 검출신호로 하여 상기 전류 검출 신호를 출력하는 단계와, 일단에는 상기 전류검출신호를 입력받고 다른일단에는 기준 전류를 입력받아 상기 두 개의 전위를 비교하여 상기 전류검출회로에서 과전류가 검출될 경우 제어신호를 출력하는 단계와, 상기 비교회로의 출력을 입력받아 부하에서 기준전류보다 큰 전류를 요구하면 트래지스터 Q1을 ON 시켜 PWM 비교기의 입력값을 GND로 하고 PWM 파형이 OFF 되어 DC/DC 컨버터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명은 DC/DC 컨버터의 출력전류가 기준전압과 피드백 되어지는 출력전압으로 결정되어지는 일정 값(Iref_protection)을 초과할 때 과전류제한에 의하여 출력전류를 유연하게 가변시켜 원하는 부하에 계속적인 전류를 공급하면서 시스템의 안정성을 높일 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (5)

  1. 전압제어기의 출력값과 삼각파를 비교하여 펄스폭 변조파형을 만들고 스위치를 ON/OFF 하여 DC/DC 컨버터의 출력전압을 제어하는 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 장치에 있어서,
    상기 전압제어기와 펄스폭변조 비교기 사이에 폴드백 전류보호기를 설치하여 구성하되,
    상기 폴드백 전류보호기는 전류에 의한 일정한 전위를 만들고 상기 전위를 전류 검출신호로 하여 상기 전류 검출 신호를 출력하는 전류검출회로와, 일단에는 상기 전류검출신호를 입력받고 다른일단에는 기준 전류를 입력받아 상기 두 개의 전위를 비교하여 상기 전류검출회로에서 과전류가 검출될 경우 제어신호를 출력하는 비교회로와, 상기 비교회로의 출력을 입력받아 DC/DC 컨버터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 제어회로로 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 전류검출회로는 두개의 저항이 직렬로 연결되어 상기 비교회로의 반전입력단에 연결되고, 상기 두 저항사이에 하나의 저항과 콘덴서가 병렬로 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의전류제한 장치
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 비교회로는 병렬로 연결된 두 개의 저항과 병렬로 연결된 하나의 저항과 콘덴서가 병렬로 연결되어 비반전 입력단에 연결되고 비교회로의 출력이 전해콘덴서를 사이에 두고 반전입력단에 피드백되어 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 장치
  4. 제 1 항에 있어서
    상기 제어회로는 하나의 엠프와 하나의 트랜지스터로 구성되고, 직렬로 연결된 두 개의 저항 사이에 콘덴서가 연결되어 상기 엠프의 비반전 입력단에 연결되고, 상기 트랜지스터의 베이스에 하나의 저항이 연결되어 상기 엠프의 출력단과 연결되며, 상기 트랜지스트 베이스와 컬렉터 사이에 하나의 콘덴서가 연결되고, 상기 트랜지스터의 이미터는 피드백되어 상기 엠프의 반전 입력단에 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 장치.
  5. 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법에 있어서,
    전류에 의한 일정한 전위를 만들고 상기 전위를 전류 검출신호로 하여 상기 전류 검출 신호를 출력하는 단계와,
    일단에는 상기 전류검출신호를 입력받고 다른일단에는 기준 전류를 입력받아 상기 두 개의 전위를 비교하여 상기 전류검출회로에서 과전류가 검출될 경우 제어신호를 출력하는 단계와,
    상기 비교회로의 출력을 입력받아 부하에서 기준전류보다 큰 전류를 요구하면 트래지스터 Q1을 ON 시켜 PWM 비교기의 입력값을 GND로 하고 PWM 파형이 OFF 되어 DC/DC 컨버터에 흐르는 전류의 흐름을 제어하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 보조전원장치의 전류제한 방법.
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