KR200466037Y1 - Semiconductor relay for hybrid vehicle - Google Patents

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KR200466037Y1
KR200466037Y1 KR2020090006603U KR20090006603U KR200466037Y1 KR 200466037 Y1 KR200466037 Y1 KR 200466037Y1 KR 2020090006603 U KR2020090006603 U KR 2020090006603U KR 20090006603 U KR20090006603 U KR 20090006603U KR 200466037 Y1 KR200466037 Y1 KR 200466037Y1
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Abstract

하이브리드 자동차용 반도체 릴레이가 개시된다. 본 발명에 따라 내부에 콘덴서를 구비하고, 상기 콘덴서에 충전하거나 또는 상기 콘덴서에 충전되어 있는 전기를 방전하는 전원방전부와, 상기 전원방전부와 연결되고, 펄스폭변조된 구형파 신호를 발생하는 PWM발생부와, 상기 구형파 신호를 인가 받아 스위칭 신호를 출력하는 게이트 구동부와, 상기 스위칭 신호를 근거로 개폐되는 스위칭 소자;를 구비하고, 상기 스위칭 소자는 상기 입력 전원이 인가되면 온되고, 상기 입력 전원이 인가되지 아니하면 상기 전원방전부가 상기 PWM발생부의 동작을 차단하여 오프됨으로써, 종래의 기계식 릴레이를 이용할 때의 문제점을 해결하고, 온/오프 시에 발생하는 소음을 없애고, 아크가 발생하지 않도록 하며, 접촉 단자의 바운싱(Bounsing)이 없게 함과 동시에, 빠른 응답 특성을 갖도록 한다.Disclosed is a semiconductor relay for a hybrid vehicle. According to the present invention, there is provided a capacitor inside, a power discharge unit for charging the capacitor or discharging electricity charged in the capacitor, and a PWM connected to the power discharge unit and generating a pulse width modulated square wave signal. And a generator, a gate driver for receiving the square wave signal and outputting a switching signal, and a switching device that is opened and closed based on the switching signal, wherein the switching device is turned on when the input power is applied, and the input power is provided. If it is not applied, the power discharge unit cuts off the operation of the PWM generation unit to turn off, thereby solving the problem of using a conventional mechanical relay, eliminating the noise generated when the on / off, and the arc does not occur In addition, there is no bouncing of the contact terminal and at the same time, it has a quick response characteristic.

반도체 릴레이, MOSFET, 하이브리드 자동차 Semiconductor Relays, MOSFETs, Hybrid Automotive

Description

하이브리드 자동차용 반도체 릴레이{SEMICONDUCTOR RELAY FOR HYBRID VEHICLE}Semiconductor Automotive Relays {SEMICONDUCTOR RELAY FOR HYBRID VEHICLE}

본 고안은 하이브리드 자동차의 동력원으로 사용되는 배터리를 온/오프하는 반도체 릴레이에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor relay for turning on / off a battery used as a power source of a hybrid vehicle.

하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 배터리을 동력원으로 사용한다. 하이브리드 자동차의 초기 구동시에는 배터리 전원을 사용한 전기에너지를 이용하여 가속을 한다. 일정한 주행속도 이상에서는 배터리 전원을 차단하고, 엔진을 동력원으로 사용하여 주행한다. 여기서 배터리 전원을 자동차의 동력원으로 온/오프 시키기 위해 일반적으로 릴레이를 사용한다.Hybrid cars use conventional engines and batteries as power sources. In the initial operation of a hybrid vehicle, acceleration is performed using electric energy using battery power. Above a certain speed, the battery is cut off and the engine is used as the power source. In this case, relays are generally used to turn the battery power on and off as the vehicle's power source.

종래 기술에 따른 기계식 릴레이는 보빈에 감긴 여자 코일에 여자 전류를 흘리면 보빈 안쪽에 있는 코어에 자속이 발생하고, 이 자속은 자기력을 발생시켜 고정자와 떨어져 있는 가동자를 위로 상승시킨다. 이때 가동접점과 고정접점이 접촉하여 폐로상태가 된다. 여자전류를 차단하면 자속이 사라져 가동자와 고정자 사이에 있는 스프링에 의해 가동자가 아래로 하강하여 스위치는 개로된다.The mechanical relay according to the related art generates magnetic flux in the core inside the bobbin when an excitation current flows through the excitation coil wound on the bobbin, and this magnetic flux generates a magnetic force to lift the mover away from the stator. At this time, the movable contact and the fixed contact come into contact with each other and become closed. When the excitation current is interrupted, the magnetic flux disappears and the mover is lowered by the spring between the mover and the stator to open the switch.

도 1은 종래기술에 따른 전기자동차용 릴레이를 보인 도이다. 이에 도시한 바와 같이, 전기자동차용 기계식 릴레이는 상부 프레임(11)과 하부 프레임(12)으로 구성되고, 메인 터미널(13)과 코일 터미널(14)이 결합되어 구성된다.1 is a view showing a relay for an electric vehicle according to the prior art. As shown in the drawing, the mechanical relay for an electric vehicle includes an upper frame 11 and a lower frame 12, and a main terminal 13 and a coil terminal 14 are coupled to each other.

도 2는 종래기술에 따른 전자접촉기의 내부 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 도 1에서의 메인터미널(13)에 고정접점(21)이 연결되고, 가동접점(22)이 맞닿아 있다. 상기 가동접점(22)에는 샤프트(23)가 연결되어 있고 가동접점(22)의 아래 부분에는 접압스프링(24)이 압축되어 있다. 상기 샤프트(23)의 아래 부분에는 가동코어(25)가 용접되어 있다. 상기 샤프트(23)가 이동할 때 흔들림을 고정하기 위해 플레이트(26)와 고정코어(27)가 요크에 리벳팅으로 고정되어 있으며, 상기 고정코어(27)와 상기 가동코어(25)사이에 백스프링(28)이 위치되어 있다. 상기 고정코어(27)와 가동코어(25) 주변에는 보빈(29)에 코일(30)이 감겨져 있어서 구동력을 발생시킨다.2 is an internal cross-sectional view of a magnetic contactor according to the prior art. As shown in FIG. 1, the fixed contact 21 is connected to the main terminal 13 in FIG. 1, and the movable contact 22 abuts. The shaft 23 is connected to the movable contact 22, and the contact spring 24 is compressed under the movable contact 22. The movable core 25 is welded to the lower portion of the shaft 23. The plate 26 and the fixing core 27 are fixed to the yoke by riveting to fix the shake when the shaft 23 is moved, and a back spring between the fixing core 27 and the movable core 25. (28) is located. The coil 30 is wound around the fixed core 27 and the movable core 25 to generate a driving force.

도 1 및 도 2를 함께 참조하여 종래기술에 따른 기계식 릴레이의 동작을 간단히 설명한다. 전원을 상기 코일터미널(14)에 인가하면 상기 코일(30)에 흡입력이 발생한다. 흡입력에 의해 상기 가동코어(25)가 위로 이동하며 상기 고정코어(27)와 접촉하게 된다. 이 때 상기 가동코어(25)와 상기 보빈(29) 사이에 위치한 상기 백스프링(28)은 압축하게 된다. 상기 가동코어(25)에 연결된 상기 샤프트(23)도 함께 움직인다. 상기 샤프트(23)에 연결된 상기 가동접점(22)이 위로 이동하며 상기 고정접점(21)에 접촉하게 된다. 이렇게 함으로써 떨어져 있던 주회로가 접촉하게 된다. 반대로, 전원을 차단하면 상기 코일(30)에 흡입력이 사라진다. 흡입력에 의해 상기 가동코어(25)가 위쪽 방향으로 이동하면 상기 백스프링(28)은 압축하게 된다. 압축된 백스프링(28)은 흡입력이 사라진 상기 가동코어(25)를 아래쪽 방향으로 이동시킨다. 상기 가동코어(25)가 아래쪽 방향으로 이동하면 상기 샤프트(23)도 아래쪽 방향으로 이동하며 상기 가동접점(22)은 상기 고정접점(21)과 접촉하지 않게 된다.1 and 2 together, the operation of a mechanical relay according to the prior art will be briefly described. When power is applied to the coil terminal 14, a suction force is generated in the coil 30. The movable core 25 moves upward by the suction force and comes into contact with the fixed core 27. At this time, the back spring 28 located between the movable core 25 and the bobbin 29 is compressed. The shaft 23 connected to the movable core 25 also moves together. The movable contact 22 connected to the shaft 23 moves upward and comes into contact with the fixed contact 21. In this way, the main circuit that is separated is brought into contact. On the contrary, when the power is cut off, the suction force disappears from the coil 30. When the movable core 25 is moved upward by the suction force, the back spring 28 is compressed. The compressed back spring 28 moves the movable core 25 in which the suction force disappears downward. When the movable core 25 moves downward, the shaft 23 also moves downward, and the movable contact 22 does not come into contact with the fixed contact 21.

그러나, 종래 기술에 따른 기계식 릴레이는 배터리의 내전압과 과전류를 견딜수 있고 아크를 소호 시키는 소호부의 뛰어난 기술력을 필요로 하고 있다. 또한 스위치가 온/오프될 때의 소음은 자동차의 주요 소음으로 작용한다.However, the mechanical relay according to the prior art requires the excellent technology of the extinguishing section that can withstand the withstand voltage and overcurrent of the battery and arc extinguishing the arc. Also, the noise when the switch is turned on / off serves as the main noise of the vehicle.

즉, 종래 기술에 따른 기계식 릴레이는 기계식으로 동작을 하므로 소음문제가 발생할 수 있고, 응답속도가 느린 문제점이 있다. 또한, 접점의 온/오프 시 아크가 발생하여 접점의 소모가 있으므로 수명을 짧게하는 문제점이 있다.That is, the mechanical relay according to the prior art may operate in a mechanical manner, so noise may occur, and the response speed may be slow. In addition, since the arc is generated when the contact on / off, there is a problem in shortening the life because there is a consumption of the contact.

본 고안은 상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 온/오프 동작 시 소음을 제거한 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem according to the prior art, the object of the present invention is to provide a semiconductor relay for a hybrid vehicle to remove noise during the on / off operation.

또한, 본 고안은 아크가 발생하지 않고, 접촉 단자의 바운싱이 없게 하며, 빠른 응답 특성을 갖는 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is another object to provide a semiconductor relay for a hybrid vehicle that does not generate an arc, there is no bounce of the contact terminal, and has a fast response characteristics.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이는, 내부에 콘덴서를 구비하고, 상기 콘덴서에 충전하거나 또는 상기 콘덴서에 충전되어 있는 전기를 방전하는 전원방전부와, 상기 전원방전부와 연결되고, 펄스폭변조된 구형파 신호를 발생하는 PWM발생부와, 상기 구형파 신호를 인가 받아 스위칭 신호를 출력하는 게이트 구동부와, 상기 스위칭 신호를 근거로 개폐되는 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자는 상기 입력 전원이 인가되면 온되고, 상기 입력 전원이 인가되지 아니하면 상기 전원방전부가 상기 PWM발생부의 동작을 차단하여 오프되는 것을 특징으로 한다.The hybrid vehicle semiconductor relay according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is provided with a capacitor therein, the power discharge unit for charging or discharging the electricity charged in the capacitor, and the A PWM generator connected to the power supply discharge unit and generating a pulse width modulated square wave signal, a gate driver which receives the square wave signal and outputs a switching signal, and a switching element that is opened and closed based on the switching signal, The switching element is turned on when the input power is applied, and if the input power is not applied, the switching device is turned off by blocking the operation of the PWM generator.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 다른 실시예에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이는, 입력 전원을 입력 받아 정전압을 출력하는 전원 조절부와, 상기 전원 조절부와 연결되고, 내부 콘덴서에 전력을 충전하거나, 내부 콘덴서로부 터 전기를 방전하는 전원 방전부와, 상기 전원 방전부와 연결되고, 펄스폭변조된 구형파 신호를 발생하는 PWM발생부와, 상기 PWM발생부와 연결되고, 상기 PWM발생부로부터 출력된 구형파 신호의 직류 성분을 제거하는 직류제거부와, 상기 직류제거부와 연결되고, 직류 성분이 제거된 구형파 신호를 승압하는 변압기와, 상기 변압기와 연결되고, 상기 변압기에 의해 승압된 구형파 신호를 직류 전압 신호로 정류하는 정류부와, 상기 정류부와 연결되고, 상기 정류부로부터 출력된 직류 전압 신호를 평활화하는 평활부와, 상기 평활부와 연결되고, 상기 직류 전압 신호를 입력 받고, 스위칭 신호를 출력하는 게이트 구동부와, 상기 스위칭 신호를 근거로 개폐되는 스위칭 소자를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 반도체 릴레이는 상기 스위칭 소자를 보호하는 스너버 회로부를 더 포함하여 구성된다.The hybrid vehicle semiconductor relay according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is connected to the power control unit and the power control unit for receiving an input power and outputting a constant voltage, to charge the internal capacitor or A power supply discharge unit for discharging electricity from an internal capacitor, a PWM generator connected to the power discharge unit, and generating a pulse width modulated square wave signal, and connected to the PWM generator, from the PWM generator A DC removing unit for removing a DC component of the output square wave signal, a transformer connected to the DC removing unit and boosting a square wave signal from which the DC component has been removed, and a square wave signal connected to the transformer and boosted by the transformer A rectifying unit for rectifying the signal into a DC voltage signal, and a smoothing unit connected to the rectifying unit and smoothing the DC voltage signal outputted from the rectifying unit. , Is connected to the smoothing unit is configured to include a gate driver which receives the direct current voltage signal, outputs a switching signal, the switching device which is opened and closed on the basis of the switching signal. The semiconductor relay may further include a snubber circuit that protects the switching element.

또한, 본 고안에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이에 있어서, 상기 스위칭 소자는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터일 수 있다.In addition, in the semiconductor relay for a hybrid vehicle according to the present invention, the switching element may be a metal oxide semiconductor field effect transistor.

본 고안에 따라 반도체 릴레이를 이용함으로써, 종래 기술에 따른 기계식 릴레이를 사용함에 따라 온/오프 시에 발생하는 소음을 없앨 수 있다.By using the semiconductor relay according to the present invention, by using the mechanical relay according to the prior art it is possible to eliminate the noise generated on / off.

본 고안에 따라 반도체 릴레이를 이용함으로써, 아크가 발생하지 않고, 접촉 단자의 바운싱(Bounsing)이 없게 하며, 빠른 응답 특성을 갖도록 하는 효과가 있다.By using the semiconductor relay according to the present invention, there is an effect that the arc does not occur, there is no bouncing of the contact terminal, and have a fast response characteristics.

이하, 첨부한 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이를 상세히 설명한다.Hereinafter, a semiconductor relay for a hybrid vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 고안에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이를 개략적으로 보인 회로도이다. 도 3을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이는, 내부에 콘덴서를 구비하고, 상기 콘덴서에 충전하거나 또는 상기 콘덴서에 충전되어 있는 전기를 방전하는 전원방전부(130)와, 상기 전원방전부와 연결되고, 펄스폭변조된 구형파 신호를 발생하는 PWM(Pulse Width Modulation)발생부(140)와, 상기 구형파 신호를 인가 받아 스위칭 신호를 출력하는 게이트 구동부(190)와, 상기 스위칭 신호를 근거로 개폐되는 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자는 상기 입력 전원이 인가되면 온되고, 상기 입력 전원이 인가되지 아니하면 상기 전원방전부(130)가 상기 PWM발생부(140)의 동작을 차단하여 오프되는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 스위칭 소자로는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)(200)를 사용할 수 있다.3 is a circuit diagram schematically showing a semiconductor relay for a hybrid vehicle according to the present invention. Referring to FIG. 3, a semiconductor relay for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit 130 including a capacitor therein and charging the capacitor or discharging electricity charged in the capacitor. And a PWM (Pulse Width Modulation) generator 140 connected to the power discharge unit and generating a pulse width modulated square wave signal, a gate driver 190 receiving the square wave signal and outputting a switching signal; And a switching device that is opened and closed based on the switching signal, wherein the switching device is turned on when the input power is applied, and the power discharge unit 130 is the PWM generator 140 when the input power is not applied. It is characterized in that the operation is blocked off. In this case, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) 200 may be used as the switching device.

상기 전원 입력부(110)에 전원이 인가되면 상기 PWM발생부(140)는 듀티비(예를 들어 0.5)의 펄스 폭 변조된 구형파 신호를 발생한다. 상기 PWM발생부(140)로부터 발생된 이 구형파 신호가 상기 게이트 구동부(190)로 인가된다. 그 결과, 상기 게이트 구동부(190)는 상기 스위칭 소자, 즉 MOSFET(200)를 온시켜 반도체 릴레이의 스위치가 켜지게 된다.When power is applied to the power input unit 110, the PWM generator 140 generates a pulse width modulated square wave signal having a duty ratio (for example, 0.5). The square wave signal generated from the PWM generator 140 is applied to the gate driver 190. As a result, the gate driver 190 turns on the switching element, that is, the MOSFET 200, so that the semiconductor relay is switched on.

반대로, 상기 전원 입력부(110)에 전원이 인가되지 아니하면 상기 전원 방전부(130)를 통해 내부에 구비된 콘덴서에 충전된 전기를 빠르게 방전시켜 상기 PWM 발생부(140)의 동작을 차단한다. 이에 따라 상기 게이트 구동부(190)가 구형파 신호를 인가 받지 못하므로, 스위칭 소자가 오프되어 상기 반도체 릴레이가 오프된다. 이와 같은 원리로 상기 반도체 릴레이는 입력측에 인가되는 전원의 온/오프에 따라 동작을 하게 된다.On the contrary, if power is not applied to the power input unit 110, the electric power charged in the capacitor provided therein is quickly discharged through the power discharge unit 130 to block the operation of the PWM generator 140. Accordingly, since the gate driver 190 does not receive the square wave signal, the switching element is turned off and the semiconductor relay is turned off. In this manner, the semiconductor relay operates according to on / off of power applied to an input side.

도 3을 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이는, 입력 전원을 입력 받아 정전압을 출력하는 전원 조절부(120)와, 상기 전원 조절부(120)와 연결되고, 내부 콘덴서에 전력을 충전하거나, 내부 콘덴서로부터 전기를 방전하는 전원 방전부(130)와, 상기 전원 방전부(130)와 연결되고, 펄스폭변조된 구형파 신호를 발생하는 PWM발생부(140)와, 상기 PWM발생부(140)와 연결되고, 상기 PWM발생부(140)로부터 출력된 구형파 신호의 직류 성분을 제거하는 직류제거부(150)와, 상기 직류제거부(150)와 연결되고, 직류 성분이 제거된 구형파 신호를 승압하는 변압기(160)와, 상기 변압기(160)와 연결되고, 상기 변압기(160)에 의해 승압된 구형파 신호를 직류 전압 신호로 정류하는 정류부(170)와, 상기 정류부(170)와 연결되고, 상기 정류부(170)로부터 출력된 직류 전압 신호를 평활화하는 평활부(180)와, 상기 평활부(180)와 연결되고, 상기 직류 전압 신호를 입력 받고, 스위칭 신호를 출력하는 게이트 구동부(190)와, 상기 스위칭 신호를 근거로 개폐되는 스위칭 소자(200)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 3, the semiconductor relay for a hybrid vehicle according to another embodiment of the present invention is connected to a power control unit 120 that receives input power and outputs a constant voltage, and is connected to the power control unit 120, and A power generator 130 for charging power to the capacitor or discharging electricity from the internal capacitor, a PWM generator 140 connected to the power discharge unit 130 and generating a pulse width modulated square wave signal; A DC remover 150 connected to the PWM generator 140 to remove a DC component of the square wave signal output from the PWM generator 140, and a DC remover 150 connected to the DC remover 150. A transformer 160 for boosting the removed square wave signal, a rectifier 170 connected to the transformer 160 and rectifying a square wave signal boosted by the transformer 160 to a DC voltage signal, and the rectifier ( 170 is connected to and from the rectifying unit 170 A smoothing unit 180 for smoothing the output DC voltage signal, a gate driver 190 connected to the smoothing unit 180, receiving the DC voltage signal, and outputting a switching signal, based on the switching signal It is configured to include a switching element 200 opened and closed by.

또한, 상기 반도체 릴레이는, 상기 스위칭 소자를 보호하는 스너버 회로부(210)를 더 포함하여 구성된다.The semiconductor relay may further include a snubber circuit unit 210 that protects the switching element.

상기 반도체 릴레이는 전원 입력부(110)와 전원을 온/오프할 스위치 단자 부(220)를 구비한다. 상기 전원 조절부(120)는 입력 전원이 불안정하게 변동하더라도 정전압을 유지한다. 상기 전원 방전부(130)은 내부에 콘덴서를 구비하고, 상기 구비된 콘덴서에 전기를 충전하거나, 입력 전원이 인가되지 않을때 상기 콘덴서에 충전되어 있는 전기를 방전하는 회로이다. 상기 PWM(Pulse Width Modulation)발생부(140)는 교류파형을 만들어 변압기에서 승압을 하기 위한 구형파를 만든다. 즉, 상기 PWM발생부(140)는 펄스폭변조된 구형파 신호를 발생한다. 상기 직류제거부(150)는 저항과 콘덴서로 구성된 RC회로로서, 상기 PWM발생부(140)에서 발생된 구형파 신호로부터 직류 성분을 제거하여 순수한 교류 파형의 신호를 만든다. 상기 변압기(160)는 상기 직류제거부(150)를 통해 직류 성분이 제거된 교류 신호를 승압한다. 즉, 상기 변압기(160)는 후술하는 스위칭 소자를 구동하기 위한 전압으로 승압한다. 상기 정류부(170)는 상기 변압기(160)를 통해 승압된 교류 전압을 직류 전압으로 정류한다. 상기 정류부(170)로는 H-Bridge Diode를 사용할 수 있다. 상기 정류부(170)를 통과한 직류 전압은 실제로 맥류이므로, 이를 상기 평활부(180)를 통해 평활화하여 완전한 직류 전압 신호로 변환한다. 상기 게이트 구동부(190)는 상기 직류 전압 신호를 인가받아 후술하는 스위칭 소자를 구동하는 스위칭 신호를 출력한다. 상기 스위칭 소자(200)는 상기 게이트 구동부(190)로부터 스위칭 신호를 입력 받아 개폐된다. 즉, 상기 스위칭 소자(200)는 반도체 릴레이의 스위치 기능을 한다. 여기서 상기 스위칭 소자로는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)를 사용할 수 있다. 상기 스너버 회로(210)는 스위칭 소자, 또는 MOSFET이 온/오프 될 때 부드럽게 스위칭 될 수 있도록 하는 회로로서, 상기 스위칭 소자(200)를 보호한다.The semiconductor relay includes a power input unit 110 and a switch terminal unit 220 for turning on / off power. The power control unit 120 maintains a constant voltage even if the input power fluctuates unstable. The power discharging unit 130 is a circuit having a capacitor therein and charging electricity to the provided capacitor or discharging electricity charged in the capacitor when an input power is not applied. The PWM (Pulse Width Modulation) generating unit 140 creates an AC waveform to form a square wave for boosting in a transformer. That is, the PWM generator 140 generates a pulse width modulated square wave signal. The DC remover 150 is an RC circuit composed of a resistor and a capacitor, and removes a DC component from a square wave signal generated by the PWM generator 140 to generate a pure AC waveform signal. The transformer 160 boosts an AC signal from which a DC component has been removed through the DC remover 150. That is, the transformer 160 is stepped up to a voltage for driving a switching element to be described later. The rectifier 170 rectifies the AC voltage boosted by the transformer 160 to a DC voltage. The rectifying unit 170 may use an H-Bridge Diode. Since the DC voltage passing through the rectifying unit 170 is actually a pulse flow, it is smoothed through the smoothing unit 180 and converted into a complete DC voltage signal. The gate driver 190 receives the DC voltage signal and outputs a switching signal for driving a switching element described later. The switching element 200 is opened and closed by receiving a switching signal from the gate driver 190. That is, the switching device 200 functions as a switch of the semiconductor relay. The switching element may be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). The snubber circuit 210 protects the switching device 200 as a switching device, or a circuit that can be smoothly switched when the MOSFET is turned on or off.

도 3을 참조하여 본 고안에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이의 동작을 설명한다.An operation of the hybrid vehicle semiconductor relay according to the present invention will be described with reference to FIG. 3.

상기 전원 입력부(110)에 전원이 인가되면 상기 전원 조절부(120)를 통해서 안정적인 정전원이 인가한다. 그런 다음 상기 PWM발생부(140)는 듀티비(예를 들어 0.5)의 펄스 폭 변조된 구형파 신호를 발생한다. 상기 PWM발생부(140)로부터 발생된 이 구형파는 RC회로로 구성된 직류제거부(150)를 통해 교류의 구형파로 변환되고, 상기 변압기(160)를 통해 승압되고, 절연(isolation)된다. 그리고 H-브릿지 다이오드로 구성된 정류부(170)와 콘덴서로 구성된 평활부(180)를 통해서 정류되고, 평활된 다음 직류 전압 신호가 상기 게이트 구동부(190)로 인가된다. 그 결과, 상기 게이트 구동부(190)는 상기 스위칭 소자, 즉 MOSFET(200)를 온시켜 반도체 릴레이의 스위치가 켜지게 된다.When power is applied to the power input unit 110, a stable electrostatic source is applied through the power control unit 120. Then, the PWM generator 140 generates a pulse width modulated square wave signal having a duty ratio (for example, 0.5). The square wave generated from the PWM generator 140 is converted into a square wave of alternating current by the DC removing unit 150 constituted by the RC circuit, stepped up through the transformer 160, and is insulated. The rectifier 170 is formed of an H-bridge diode and the smoother 180 is formed of a condenser. The rectified and smoothed DC voltage signal is then applied to the gate driver 190. As a result, the gate driver 190 turns on the switching element, that is, the MOSFET 200, so that the semiconductor relay is switched on.

반대로, 상기 전원 입력부(110)에 전원이 인가되지 아니하면 상기 전원 방전부(130)를 통해 내부에 구비된 콘덴서에 충전된 전기를 빠르게 방전시켜 상기 PWM 발생부(140)의 동작을 차단한다. 이에 따라 상기 게이트 구동부(190)가 구형파 신호 또는 직류 전압 신호를 인가 받지 못하므로, 스위칭 소자가 오프되어 상기 반도체 릴레이가 오프된다. 이와 같은 원리로 상기 반도체 릴레이는 입력측에 인가되는 전원의 온/오프에 따라 동작을 하게 된다.On the contrary, if power is not applied to the power input unit 110, the electric power charged in the capacitor provided therein is quickly discharged through the power discharge unit 130 to block the operation of the PWM generator 140. Accordingly, since the gate driver 190 does not receive the square wave signal or the DC voltage signal, the switching element is turned off and the semiconductor relay is turned off. In this manner, the semiconductor relay operates according to on / off of power applied to an input side.

이상 설명한 바와 같이, 하이브리드 자동차 또는 전기자동차에 있어서, 본 고안에 따라 종래의 기계식 릴레이를 이용하지 아니하고, 반도체 릴레이를 이용함 으로써, 온/오프 시에 발생하는 소음을 없애고, 아크가 발생하지 않도록 하며, 접촉 단자의 바운싱(Bounsing)이 없게 함과 동시에, 빠른 응답 특성을 갖도록 한다.As described above, in a hybrid vehicle or an electric vehicle, according to the present invention, by using a semiconductor relay instead of a conventional mechanical relay, noise generated on / off is eliminated, and an arc does not occur. There is no bouncing of the contact terminals, and at the same time, it has a fast response characteristic.

도 1은 종래기술에 따른 전기자동차용 릴레이를 보인 도;1 shows an electric vehicle relay according to the prior art;

도 2는 종래기술에 따른 전자접촉기의 내부 단면도;2 is an internal cross-sectional view of a magnetic contactor according to the prior art;

도 3은 본 고안에 따른 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이를 개략적으로 보인 회로도이다.3 is a circuit diagram schematically showing a semiconductor relay for a hybrid vehicle according to the present invention.

Claims (5)

내부에 콘덴서를 구비하고, 상기 콘덴서에 충전하거나 또는 상기 콘덴서에 충전되어 있는 전기를 방전하는 전원방전부;A power supply discharging unit having a condenser therein and discharging electricity charged in the condenser or charged in the condenser; 상기 전원방전부와 연결되고, 펄스폭변조된 구형파 신호를 발생하는 PWM발생부;A PWM generator connected to the power discharge unit and generating a pulse width modulated square wave signal; 상기 구형파 신호를 인가 받아 스위칭 신호를 출력하는 게이트 구동부; 및A gate driver configured to receive the square wave signal and output a switching signal; And 상기 스위칭 신호를 근거로 개폐되는 스위칭 소자;를 구비하고,And a switching device that is opened and closed based on the switching signal. 상기 스위칭 소자는,The switching device, 입력 전원이 인가되면 온되고, 상기 입력 전원이 인가되지 아니하면 상기 전원방전부가 상기 PWM발생부의 동작을 차단하여 오프되는 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이.When the input power is applied is turned on, if the input power is not applied, the power discharging unit is turned off by blocking the operation of the PWM generator. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 PWM발생부와 연결되고, 상기 PWM발생부로부터 출력된 구형파 신호의 직류 성분을 제거하는 직류제거부;A direct current removal unit connected to the PWM generation unit and removing a direct current component of a square wave signal output from the PWM generation unit; 상기 직류제거부와 연결되고, 직류 성분이 제거된 구형파 신호를 승압하고, 절연하는 변압기;A transformer connected to the DC removing unit and boosting and insulating a square wave signal from which a DC component is removed; 상기 변압기와 연결되고, 상기 변압기에 의해 승압된 구형파 신호를 직류 전압 신호로 정류하는 정류부; 및A rectifier connected to the transformer and rectifying a square wave signal boosted by the transformer into a DC voltage signal; And 상기 정류부와 연결되고, 상기 정류부로부터 출력된 직류 전압 신호를 평활화하는 평활부;를 더 포함하는 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이.And a smoothing unit connected to the rectifying unit and smoothing a DC voltage signal output from the rectifying unit. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는,The method of claim 1 or 2, wherein the switching element, 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이.A hybrid automotive semiconductor relay, which is a metal oxide semiconductor field effect transistor. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스위칭 소자를 보호하는 스너버 회로부;를 더 포함하는 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이.And a snubber circuit unit that protects the switching element. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상용 전원을 입력 받아 정전압을 출력하는 전원 조절부;를 더 포함하는 하이브리드 자동차용 반도체 릴레이.And a power regulator for outputting a constant voltage upon receiving commercial power.
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