KR20080063433A - Protection apparatus for bi-directional dc/dc converter - Google Patents

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Abstract

A protection apparatus for a bi-directional DC/DC converter is provided to improve reliability and implement a microprocessor driving the converter at a low cost by protecting a main circuit. A protection apparatus for a bi-directional DC/DC converter includes an error detection unit which generates an error detection signal based on a current flowing in an inductor, an output voltage of a power supply unit, and an arm short circuit signal and interrupts output of a PWM(Pulse Width Modulation) signal. The error detection unit includes an over-current detection unit(12), a power source error detection unit(13), an error determination unit(14), and an arbitrary storage unit(15).

Description

양방향 직류/직류컨버터의 보호장치{PROTECTION APPARATUS FOR BI-DIRECTIONAL DC/DC CONVERTER}Protection device for bidirectional DC / DC converters {PROTECTION APPARATUS FOR BI-DIRECTIONAL DC / DC CONVERTER}

도 1은 종래 기술의 일 예에 따른 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치에 대한 구성을 보인 회로도.1 is a circuit diagram showing a configuration for a protection device of a bidirectional DC / DC converter according to an example of the prior art.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치에 대한 구성을 보인 회로도.Figure 2 is a circuit diagram showing a configuration for the protection device of the bidirectional DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 있어서, 오류 검출부의 구성을 보인 블록도.3 is a block diagram showing the configuration of an error detector in FIG. 2;

--도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명---Explanation of symbols for the main parts of the drawing-

11:오류검출부 12:과전류검출부11: error detector 12: overcurrent detector

13:전원오류검출부 14:오류판단부13: Power error detection unit 14: Error determination unit

15:임시저장유닛15: temporary storage unit

본 발명은 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치에 관한 것으로, 특히 양방향 직류/직류 컨버터의 오류 발생시, 자체적으로 펄스폭 변조신호의 발생을 차단하여 주회로를 보호할 수 있도록 한 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치에 관한 것이 다.The present invention relates to a protection device for a bidirectional DC / DC converter, and more particularly to a bidirectional DC / DC converter that protects the main circuit by blocking the generation of a pulse width modulated signal when an error occurs in the bidirectional DC / DC converter. It is about protection devices.

일반적으로, 양방향 직류/직류 컨버터는 낮은 직류전압을 높은 직류전압으로 부스트 시키고 높은 직류전압을 낮은 직류전압으로 벅 변환 시키는 변환기이며, 반브리지 스위치와 부스트 및 필터용 인덕터, 입력 및 출력 커패시터로 구성되어 있다. In general, a bidirectional DC / DC converter is a converter that boosts low DC voltage to high DC voltage and buck converts high DC voltage to low DC voltage, and is composed of a half bridge switch, an inductor for boost and filter, and an input and output capacitor. have.

상기 양방향 직류/직류 컨버터는 구조가 간단하고 제어가 단순하여 많은 적용분야에서 사용되고 있다. The bidirectional DC / DC converter is used in many applications because of its simple structure and simple control.

또한, 상기 양방향 직류/직류 컨버터의 높은 신뢰성을 보장하기 위하여, 반브리지 스위치의 암쇼트와 인덕터의 과전류 및 SMPS의 오동작 등을 검출하게 된다.In addition, in order to ensure high reliability of the bidirectional DC / DC converter, the arm short of the half bridge switch, the overcurrent of the inductor, the malfunction of the SMPS, etc. are detected.

이때, 마이크로 프로세서는 상기 오동작 검출신호에 근거하여 반브리지 스위치의 펄스폭 변조 신호를 차단하여 양방향 직류/직류 컨버터를 보호하게 된다. At this time, the microprocessor protects the bidirectional DC / DC converter by blocking the pulse width modulated signal of the half-bridge switch based on the malfunction detection signal.

이와 같은 보호방법을 적용하기 위하여, 상기 마이크로 프로세서는 펄스폭 변조 신호를 차단하는 내부 회로를 내장하거나, 또는 마이크로 프로세서의 속도가 빨라야 한다. In order to apply such a protection method, the microprocessor must have an internal circuit for blocking a pulse width modulated signal, or the microprocessor must be fast.

그러나 대부분의 마이크로 프로세서는 이러한 내부 회로를 내장하지 않으며, 또한 펄스폭 변조 신호를 소프트웨어적으로 차단하도록 설계하면 차단시간이 길어져 대부분의 오류(Fault)에 의해 양방향 직류/직류 컨버터의 주회로가 파손될 수도 있다. However, most microprocessors do not have such internal circuitry, and if software is designed to block pulse-width modulated signals, the interruption time can be extended and most faults can damage the main circuit of the bidirectional DC / DC converter. have.

종래 양방향 직류/직류컨버터의 보호장치를 첨부한 도 1을 참조하여 설명한다.A conventional bidirectional DC / DC converter will be described with reference to FIG. 1 attached.

도 1은 종래 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치에 대한 구성을 보인 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a protection device of a conventional bidirectional DC / DC converter.

도 1에 도시된 바와 같이,반브리지 스위치(1)와; 저전압 직류에서 고전압 직류로 부스트 하거나 고전압 직류에서 저전압 직류로 벅 변환시 필터로 동작하는 인덕터(2)와;, 컨버터의 전류제어를 위해 인덕터의 전류를 검출하는 Hall-CT(3)와; 저전압 직류측 커패시터(4)와 고전압 직류측 커패시터(5)와; 마이크로 프로세서(6)로부터 펄스폭 변조 신호를 입력받아 상기 반브리지 스위치(1)에 게이트 신호를 출력함과 아울러 암쇼트를 검출하는 게이트 드라이브 및 암쇼트 검출회로(7)와; 상기 저전압 직류측 커패시터(4)의 저전압 직류를 검출하는 저압 검출부(8)와; 상기 고전압 직류측 커패시터(5)의 고전압 직류를 검출하는 고압 검출부(9)와; 상기 마이크로프로세서(6) 및 상기 게이트 드라이브 및 암쇼트 검출회로(7)에 전원을 공급하는 SMPS(10)와; 상기 저압 검출부(8)와 고압 검출부(9)로부터 저전압 직류와 고전압 직류 및 상기 Hall-CT(3)으로부터 인덕터 전류를 입력받아 양방향 직류/직류 컨버터를 제어하기 위한 펄스폭 변조 신호를 출력함과 아울러, 상기 게이트 드라이브 및 암쇼트 검출회로(7)로부터 암쇼트 신호를 입력받아 암쇼트 여부와 인덕터 전류의 과전류 여부 및 SMPS의 오동작 여부를 판단하여 펄스폭 변조 신호의 차단여부를 결정하는 마이크로 프로세서(6)를 구비한다.As shown in Fig. 1, a half-bridge switch 1; An inductor (2) acting as a filter for boosting from a low voltage direct current to a high voltage direct current or a buck conversion from a high voltage direct current to a low voltage direct current, and Hall-CT (3) for detecting a current of the inductor for controlling the current of the converter; A low voltage direct current capacitor 4 and a high voltage direct current capacitor 5; A gate drive and dark shot detection circuit (7) for receiving a pulse width modulated signal from the microprocessor (6) and outputting a gate signal to the half bridge switch (1) and detecting dark short; A low voltage detection unit (8) for detecting a low voltage direct current of the low voltage direct current capacitor (4); A high voltage detector (9) for detecting a high voltage direct current of the high voltage direct current capacitor (5); An SMPS (10) for supplying power to the microprocessor (6) and the gate drive and arm short detection circuit (7); The low voltage DC and the high voltage DC and the inductor current from the Hall-CT 3 are input from the low voltage detector 8 and the high voltage detector 9 to output a pulse width modulated signal for controlling the bidirectional DC / DC converter. And a microprocessor (6) which receives the dark short signal from the gate drive and the dark short detection circuit 7 to determine whether the pulse width modulation signal is blocked by determining whether the dark short, the inductor current is overcurrent, and whether the SMPS is malfunctioning. ).

이와 같은 종래 기술의 동작을 설명한다.This operation of the prior art will be described.

우선, 양방향 직류/직류 컨버터는 저전압 직류에서 고전압 직류로 부스트(Boost) 동작을 하거나, 또는 고전압 직류에서 저전압 직류로 벅(Buck) 동작하여 에너지의 변환이 양방향으로 가능하다. First, a bidirectional DC / DC converter boosts energy from a low voltage DC to a high voltage DC, or a buck operation from a high voltage DC to a low voltage DC so that energy can be converted in both directions.

예를 들어, 저전압에서 고전압으로 에너지를 변환 시킬 경우, 반브리지 스위치(1)의 스위칭소자(T2)와 다이오드(D1)은 부스트 동작에 아무런 영향을 주지 않고, 스위칭 소자(T1)와 다이오드(D2)만이 스위칭을 하게 되어 부스트 컨버터로 운전하게 된다.For example, in the case of converting energy from a low voltage to a high voltage, the switching element T2 and the diode D1 of the half bridge switch 1 have no influence on the boost operation, and the switching element T1 and the diode D2 do not affect the boost operation. ) Will only switch and operate as a boost converter.

반대로, 고전압에서 저전압 측으로 에너지를 전달할 때는, 반브리지 스위치(1)의 스위칭소자(T1)와 다이오드(D2)는 벅 컨버터 동작에 아무런 영향을 주지 않고, 스위칭 소자(T2)와 다이오드(D1)만이 스위칭을 하게 되어 벅 컨버터 운전하게 된다.On the contrary, when the energy is transferred from the high voltage to the low voltage side, the switching element T1 and the diode D2 of the half bridge switch 1 have no influence on the buck converter operation, and only the switching element T2 and the diode D1 are affected. Switching will run the buck converter.

이때, 상기 양방향 직류/직류 컨버터의 전압 제어를 위해, 저압 검출부(8)은 저전압 직류를 검출하여 마이크로프로세서(6)에 인가하고, 고압검출부(8)는 고전압 직류를 검출하여 마이크로 프로세서(6)에 인가한다.At this time, in order to control the voltage of the bidirectional DC / DC converter, the low pressure detection unit 8 detects the low voltage direct current and applies it to the microprocessor 6, and the high pressure detection unit 8 detects the high voltage direct current to the microprocessor 6. To apply.

또한 양방향 직류/직류 컨버터의 전류 제어를 위해, Hall-CT(3)는 인덕터의 전류를 검출하여 상기 마이크로 프로세서(6)에 인가한다.Also, for the current control of the bidirectional DC / DC converter, the Hall-CT 3 detects the current of the inductor and applies it to the microprocessor 6.

이에 따라, 상기 마이크로 프로세서(6)는 상기 저전압 직류, 고전압 직류, 및 인덕터의 전류를 이용하여 양방향 직류/직류 컨버터를 제어하는 펄스폭 변조 신호를 게이트 드라이브 및 암쇼트 검출회로(7)에 출력한다. Accordingly, the microprocessor 6 outputs a pulse width modulated signal for controlling the bidirectional DC / DC converter using the low voltage DC, the high voltage DC, and the current of the inductor to the gate drive and the dark short detection circuit 7. .

상기 양방향 직류/직류 컨버터의 신뢰성을 보장하기 위해, 게이트 드라이브 및 암쇼트 검출회로(7)는 반브리지 스위치(1)의 암쇼트 신호를 검출하고, 상기 마이크로프로세서(6)는 상기 검출된 암쇼트 신호에 근거하여 암쇼트 여부를 판단한 후 펄스폭 변조 신호의 차단여부를 결정한다. In order to ensure the reliability of the bidirectional DC / DC converter, the gate drive and the arm short detection circuit 7 detects the arm short signal of the half bridge switch 1, and the microprocessor 6 detects the detected arm short. After determining whether the arm short is based on the signal, it is determined whether to block the pulse width modulated signal.

또한, 상기 마이크로 프로세서(6)는 상기 Hall-CT(3)에서 입력된 인덕터 전류의 과전류 레벨 여부를 판단하여 펄스폭 변조 신호를 차단여부를 결정하고, SMPS(10)에서 제어 전원전압을 입력 받아 SMPS(10)의 오동작 여부를 판단한 후에 펄스폭 변조 신호의 차단 여부를 결정한다. In addition, the microprocessor 6 determines whether to block the pulse width modulation signal by determining whether the inductor current input from the Hall-CT 3 is overcurrent, and receives the control power supply voltage from the SMPS 10. After determining whether the SMPS 10 is malfunctioning, it is determined whether the pulse width modulated signal is blocked.

상술한 종래 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치는, 마이크로 프로세서가 모든 오류신호와 데이터를 입력받아 오류 여부를 판단한 후, 인버터에 인가되는 펄스폭 변조신호의 차단여부를 결정하는데, 상기 마이크로프로세서는 상기 펄스폭 변조신호의 차단여부를 소프트웨어적으로 처리함으로 인하여 차단 시간이 길어져 대부분의 오류상황에서 양방향 직류/직류 컨버터의 주회로가 손상되는 문제점이 있다.The protection device of the conventional bidirectional DC / DC converter described above determines whether an error is received after the microprocessor receives all error signals and data, and determines whether to block the pulse width modulation signal applied to the inverter. By processing whether the pulse width modulated signal is blocked by software, the blocking time is long, and the main circuit of the bidirectional DC / DC converter is damaged in most error situations.

따라서, 본 발명의 목적은 양방향 직류/직류 컨버터의 오류 발생시, 자체적으로 펄스폭 변조신호의 발생을 차단하여 주회로를 보호할 수 있도록 한 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a protection device for a bidirectional DC / DC converter, which can protect the main circuit by blocking generation of a pulse width modulated signal when an error occurs in the bidirectional DC / DC converter.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치는,In order to achieve the above object, the protection device of the bidirectional DC / DC converter of the present invention,

반브리지 인버터와 인덕터 및 저전압용 커패시터와 고전압용 커패시터를 구비한 양방향 직류/직류 컨버터에 있어서,A bi-directional DC / DC converter having a half-bridge inverter, an inductor, a low voltage capacitor and a high voltage capacitor,

상기 인덕터에 흐르는 전류와 전원유닛의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하 여 오류 검출신호를 생성함과 아울러, 펄스폭 변조신호의 출력을 차단하는 오류 검출유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.And an error detection unit for generating an error detection signal based on the current flowing through the inductor, the output voltage of the power supply unit, and the dark short signal, and for blocking the output of the pulse width modulation signal.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치는,In order to achieve the above object, the protection device of the bidirectional DC / DC converter of the present invention,

반브리지 인버터와 인덕터 및 저전압용 커패시터와 고전압용 커패시터를 구비한 양방향 직류/직류 컨버터에 있어서,A bi-directional DC / DC converter having a half-bridge inverter, an inductor, a low voltage capacitor and a high voltage capacitor,

상기 저전압용 커패시터의 저전압 직류를 검출하는 저전압 검출유닛과;A low voltage detecting unit detecting a low voltage direct current of the low voltage capacitor;

상기 고전압용 커패시터의 고전압 직류를 검출하는 고전압 검출유닛과;A high voltage detecting unit detecting a high voltage direct current of the high voltage capacitor;

상기 저전압 직류와 고전압 직류 및 인덕터 전류에 근거한 펄스폭 변조신호 및 펄스폭 변조 인에이블신호를 출력하는 마이크로프로세서와;A microprocessor for outputting a pulse width modulated signal and a pulse width modulated enable signal based on the low voltage direct current, high voltage direct current, and inductor current;

상기 인덕터에 흐르는 전류와 전원유닛의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류 검출신호를 상기 마이크로 프로세서에 인가함과 아울러 상기 마이크로프로세서에서 입력되는 펄스폭변조신호의 출력을 차단하는 오류 검출유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.An error detection unit for applying an error detection signal to the microprocessor based on a current flowing through the inductor, an output voltage of the power supply unit, and a dark short signal, and blocking an output of a pulse width modulation signal input from the microprocessor; Characterized in that configured.

이하, 본 발명 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the protection device of the present invention bi-directional DC / DC converter will be described in detail.

도 2는 본 발명 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치에 대한 구성을 보인 회로도이다.Figure 2 is a circuit diagram showing the configuration of the protection device of the bidirectional DC / DC converter of the present invention.

도 2에 도시한 바와같이, 오류검출부(11),저압검출부(8),고압검출부(9),마이 크로프로세서(6),SMPS(10),반브리지 스위치(1)을 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 2, the error detection unit 11, the low pressure detection unit 8, the high pressure detection unit 9, the microprocessor 6, the SMPS 10, and the half bridge switch 1 are configured.

상기 오류검출부(11)는 인덕터(2)에 흐르는 전류와 SMPS(10)의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류 검출신호를 생성함과 아울러,펄스폭 변조신호의 출력을 차단한다.The error detector 11 generates an error detection signal based on the current flowing through the inductor 2, the output voltage of the SMPS 10, and the dark short signal, and blocks the output of the pulse width modulated signal.

상기 저압검출부(8)는 저전압용 커패시터(4)의 저전압 직류를 검출한다.The low voltage detector 8 detects a low voltage direct current of the low voltage capacitor 4.

상기 고압검출부(5)는 고전압용 커패시터(5)의 고전압 직류를 검출한다.The high voltage detector 5 detects a high voltage direct current of the high voltage capacitor 5.

상기 마이크로 프로세서(6)는 저전압 직류와 고전압 직류 및 인덕터 전류에 근거한 펄스폭 변조신호 및 펄스폭 변조 인에이블신호를 상기 오류검출부(11)에 인가한다.The microprocessor 6 applies a pulse width modulation signal and a pulse width modulation enable signal based on the low voltage direct current, the high voltage direct current, and the inductor current to the error detection unit 11.

도 3은 상기 오류 검출부의 구성을 보인 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of the error detector.

도 3에 도시한 바와같이, 인덕터(2)에 흐르는 전류를 기준전류와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 과전류 검출신호를 출력하는 과전류 검출부(12)와; SMPS(10)의 출력전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 전원오류 검출신호를 출력하는 전원오류 검출부(13)과; 상기 과전류 검출신호와 전원오류 검출신호 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류를 판단하고, 그 판단결과에 따른 오류신호 및 펄스폭변조 디스에이블신호를 출력하는 오류판단부(14)와; 펄스폭변조신호를 임시 저장한 후, 상기 펄스폭 변조 인에이블신호에 의해 그 임시 저장된 펄스폭 변조신호를 출력하고, 펄스폭 변조 디스 인에이블신호에 의해, 상기 펄스폭 변조신호의 출력을 차단하는 임시 저장유닛(15)를 구비한다.3, an overcurrent detector 12 for comparing the current flowing in the inductor 2 with a reference current and outputting an overcurrent detection signal based on the comparison result; A power failure detection unit 13 for comparing the output voltage of the SMPS 10 with a reference voltage and outputting a power failure detection signal based on the comparison result; An error determination unit 14 for determining an error based on the overcurrent detection signal, a power failure detection signal, and an arm short signal, and outputting an error signal and a pulse width modulation disable signal according to the determination result; Temporarily storing the pulse width modulated signal, and outputting the temporarily stored pulse width modulated signal by the pulse width modulation enable signal, and interrupting the output of the pulse width modulated signal by the pulse width modulation disable signal. A temporary storage unit 15 is provided.

상기 오류판단부(14)는 래치로 이루어고, 상기 임시저장유닛(15)은,펄스폭 변조신호에 의해 동작이 인에이블되는 버퍼로 이루어진다.The error determining unit 14 is a latch, and the temporary storage unit 15 is a buffer in which an operation is enabled by a pulse width modulation signal.

이와 같은 본 발명의 동작을 설명한다.Such operation of the present invention will be described.

우선, 양방향 직류/직류 컨버터의 일반적인 동작은 종래와 동일하다. 즉, 저전압 직류에서 고전압 직류로 부스트(Boost) 동작을 하거나, 또는 고전압 직류에서 저전압 직류로 벅(Buck) 동작하여 에너지의 변환이 양방향으로 가능하다. First, the general operation of the bidirectional DC / DC converter is the same as in the prior art. That is, the boost operation is performed from the low voltage direct current to the high voltage direct current, or the buck operation is performed from the high voltage direct current to the low voltage direct current to convert the energy in both directions.

예를 들어, 저전압에서 고전압으로 에너지를 변환 시킬 경우, 반브리지 스위치(1)의 스위칭소자(T2)와 다이오드(D1)은 부스트 동작에 아무런 영향을 주지 않고, 스위칭 소자(T1)와 다이오드(D2)만이 스위칭을 하게 되어 부스트 컨버터로 운전하게 된다.For example, in the case of converting energy from a low voltage to a high voltage, the switching element T2 and the diode D1 of the half bridge switch 1 have no influence on the boost operation, and the switching element T1 and the diode D2 do not affect the boost operation. ) Will only switch and operate as a boost converter.

반대로, 고전압에서 저전압 측으로 에너지를 전달할 때는, 반브리지 스위치(1)의 스위칭소자(T1)와 다이오드(D2)는 벅 컨버터 동작에 아무런 영향을 주지 않고, 스위칭 소자(T2)와 다이오드(D1)만이 스위칭을 하게 되어 벅 컨버터 운전하게 된다.On the contrary, when the energy is transferred from the high voltage to the low voltage side, the switching element T1 and the diode D2 of the half bridge switch 1 have no influence on the buck converter operation, and only the switching element T2 and the diode D1 are affected. Switching will run the buck converter.

이때, 상기 양방향 직류/직류 컨버터의 전압 제어를 실행하기 위하여, 저압 검출부(8)는 저전압 직류를 검출하여 마이크로프로세서(6)에 인가하고, 고압검출부(8)는 고전압 직류를 검출하여 마이크로 프로세서(6)에 인가한다.At this time, in order to perform voltage control of the bidirectional DC / DC converter, the low pressure detection unit 8 detects the low voltage direct current and applies it to the microprocessor 6, and the high pressure detection unit 8 detects the high voltage direct current to detect the microprocessor ( 6) is applied.

또한 양방향 직류/직류 컨버터의 전류 제어를 위해, Hall-CT(3)는 인덕터의 전류를 검출하여 상기 마이크로 프로세서(6)에 인가한다.Also, for the current control of the bidirectional DC / DC converter, the Hall-CT 3 detects the current of the inductor and applies it to the microprocessor 6.

이에 따라, 상기 마이크로 프로세서(6)는 상기 저전압 직류, 고전압 직류, 및 인덕터의 전류를 이용하여 양방향 직류/직류 컨버터를 제어하는 펄스폭 변조 신 호 및 펄스폭 변조 인에이블신호를 출력한다.Accordingly, the microprocessor 6 outputs a pulse width modulation signal and a pulse width modulation enable signal for controlling the bidirectional DC / DC converter using the low voltage DC, the high voltage DC, and the current of the inductor.

본 발명에 따라, 오류 검출부(11)는 상기 인덕터(2)에 흐르는 전류와 SMPS(10)의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류를 검출하고, 그 오류 검출신호를 상기 마이크로 프로세서에 인가한다.According to the present invention, the error detector 11 detects an error based on the current flowing through the inductor 2, the output voltage of the SMPS 10, and the dark short signal, and applies the error detection signal to the microprocessor. .

이때, 상기 오류 검출부(11)는 상기 인덕터(2)에 흐르는 전류와 SMPS(10)의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류가 검출되면 펄스폭 변조신호의 출력을 차단한다.At this time, the error detector 11 blocks the output of the pulse width modulation signal when an error is detected based on the current flowing through the inductor 2, the output voltage of the SMPS 10, and the dark short signal.

여기서, 상기 오류 검출부(11)의 동작을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Here, the operation of the error detector 11 will be described in detail with reference to FIG. 3.

우선, 과전류 검출부(12)는 상기 인덕터(2)에 흐르는 전류를 미리 설정한 기준전류(실험을 통해 최적의 값으로 설정한 전류치)와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 과전류 검출신호를 출력하는데, 즉 상기 인덕터(2)에 흐르는 전류가 기준전류보다 크면 과전류 검출신호를 발생하여 그 과전류 검출신호를 오류 판단부(14)에 인가한다.First, the overcurrent detection unit 12 compares the current flowing in the inductor 2 with a preset reference current (current value set to an optimal value through experiment), and outputs an overcurrent detection signal based on the comparison result. That is, when the current flowing through the inductor 2 is greater than the reference current, an overcurrent detection signal is generated and the overcurrent detection signal is applied to the error determining unit 14.

또한, 전원오류 검출부(13)는 상기 SMPS(10)의 출력전압을 기준전압(실험을 통해 최적의 값으로 설정한 전압치)과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 전원오류 검출신호를 출력하는데, 즉 상기 SMPS(10)의 출력전압이 미리 설정한 전압의 상한치보다 크거나, 또는 하한치보다 작으면 전원오류 검출신호를 발생하여 그 전원오류검출신호를 오류 판단부(14)에 인가한다.In addition, the power failure detection unit 13 compares the output voltage of the SMPS 10 with a reference voltage (voltage value set to an optimal value through experiment), and outputs a power failure detection signal based on the comparison result. That is, when the output voltage of the SMPS 10 is greater than the upper limit value or less than the predetermined lower limit value, a power error detection signal is generated and the power error detection signal is applied to the error determination unit 14.

이에 따라, 상기 오류판단부(14)는 상기 과전류 검출신호와 전원오류 검출신호 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류를 판단하고, 그 판단결과에 따른 오류신호 및 펄스폭변조 디스에이블신호를 출력하는데, 즉 상기 오류 판단부(14)는 상기 과전류 검출신호와 전원오류 검출신호 및 암쇼트 신호중 어느 하나가 입력되면 오류로 판단하여 오류신호 및 펄스폭 변조 디스에이블신호를 임시 저장유닛(15)에 인가한다.Accordingly, the error determining unit 14 determines an error based on the overcurrent detection signal, the power error detection signal and the arm short signal, and outputs an error signal and a pulse width modulation disable signal according to the determination result. That is, the error determining unit 14 determines that an error is received when any one of the overcurrent detection signal, the power failure detection signal, and the dark short signal is input, and applies the error signal and the pulse width modulation disable signal to the temporary storage unit 15. .

이에 따라, 상기 임시 저장유닛(15)은 상기 마이프로 프로세서(6)에서 출력되는 폭변조신호를 임시 저장한후, 상기 펄스폭 변조 인에이블신호에 의해 그 임시 저장된 펄스폭 변조신호를 출력하고, 상기 펄스폭 변조 디스인에이블신호에 의해, 상기 펄스폭변조신호의 출력을 차단한다.Accordingly, the temporary storage unit 15 temporarily stores the width modulated signal output from the mipro processor 6, and then outputs the temporarily stored pulse width modulated signal by the pulse width modulation enable signal. The pulse width modulation disable signal interrupts the output of the pulse width modulation signal.

즉, 본 발명은 상기 인덕터에 흐르는 전류와 전원유닛의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류가 검출되면, 반브리지 스위치의 스위칭소자들을 구동하는 펄스폭 변조신호를 차단하도록 한 것이다.That is, according to the present invention, when an error is detected based on the current flowing through the inductor, the output voltage of the power supply unit, and the dark short signal, the pulse width modulated signal for driving the switching elements of the half-bridge switch is blocked.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 양방향 직류/직류 컨버터의 오류 발생시, 자체적으로 펄스폭 변조신호의 발생을 차단하여 주회로를 보호함으로써, 양방향 직류/직류 컨버터의 신뢰성을 향상시킴과 아울러, 양방향 직류/직류 컨버터를 구동하는 마이크로 프로세서를 저가용으로 구현함으로써 구현 비용이 절감 되는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention protects the main circuit by blocking generation of a pulse width modulation signal when an error occurs in the bidirectional DC / DC converter, thereby improving the reliability of the bidirectional DC / DC converter and bidirectionally. Implementing a microprocessor for driving a DC / DC converter at a low cost can reduce the implementation cost.

Claims (9)

반브리지 인버터와 인덕터 및 저전압용 커패시터와 고전압용 커패시터를 구비한 양방향 직류/직류 컨버터에 있어서,A bi-directional DC / DC converter having a half-bridge inverter, an inductor, a low voltage capacitor and a high voltage capacitor, 상기 인덕터에 흐르는 전류와 전원유닛의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류 검출신호를 생성함과 아울러,Generating an error detection signal based on the current flowing through the inductor, the output voltage of the power supply unit, and the dark short signal; 펄스폭 변조신호의 출력을 차단하는 오류 검출유닛을 포함하는 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.A protection device for a bidirectional DC / DC converter, comprising an error detection unit to block an output of a pulse width modulated signal. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 저전압용 커패시터의 저전압 직류를 검출하는 저압 검출유닛과;A low voltage detecting unit for detecting a low voltage direct current of the low voltage capacitor; 상기 고전압용 커패시터의 고전압 직류를 검출하는 고압 검출유닛과;A high voltage detecting unit detecting a high voltage direct current of the high voltage capacitor; 상기 저전압 직류와 고전압 직류 및 인덕터 전류에 근거한 펄스폭 변조신호 및 펄스폭 변조 인에이블신호를 상기 오류검출유닛에 인가하는 마이크로프로세서를 더 포함하는 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.And a microprocessor for applying a pulse width modulation signal and a pulse width modulation enable signal based on the low voltage direct current, high voltage direct current, and inductor current to the error detection unit. 제1 항에 있어서, 상기 오류 검출유닛은,The method of claim 1, wherein the error detection unit, 상기 인덕터에 흐르는 전류를 기준전류와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 과전류 검출신호를 출력하는 과전류 검출유닛과;An overcurrent detection unit for comparing the current flowing through the inductor with a reference current and outputting an overcurrent detection signal based on the comparison result; 상기 전원유닛의 출력전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 전원오류 검출신호를 출력하는 전원오류 검출유닛과;A power failure detection unit for comparing the output voltage of the power supply unit with a reference voltage and outputting a power failure detection signal based on the comparison result; 상기 과전류 검출신호와 전원오류 검출신호 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류를 판단하고, 그 판단결과에 따른 오류신호 및 펄스폭변조 디스에이블신호를 출력하는 오류판단유닛과; An error determination unit for determining an error based on the overcurrent detection signal, a power failure detection signal, and an arm short signal, and outputting an error signal and a pulse width modulation disable signal according to the determination result; 펄스폭변조신호를 임시 저장한후, 상기 펄스폭 변조 인에이블신호에 의해 그 임시 저장된 펄스폭 변조신호를 출력하고, Temporarily storing the pulse width modulated signal, and outputting the temporarily stored pulse width modulated signal by the pulse width modulation enable signal, 펄스폭 변조 디스인에이블신호에 의해, 상기 펄스폭변조신호의 출력을 차단하는 임시저장유닛을 포함하는 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.And a temporary storage unit for interrupting the output of the pulse width modulated signal by a pulse width modulated disable signal. 제3 항에 있어서, 상기 오류 판단유닛은,The method of claim 3, wherein the error determination unit, 래치인 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.Latch-in bidirectional DC / DC converter. 제 3 항에 있어서, 상기 임시저장유닛은,The method of claim 3, wherein the temporary storage unit, 버퍼인 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.Protection device for buffered bidirectional DC / DC converters. 반브리지 인버터와 인덕터 및 저전압용 커패시터와 고전압용 커패시터를 구비한 양방향 직류/직류 컨버터에 있어서,A bi-directional DC / DC converter having a half-bridge inverter, an inductor, a low voltage capacitor and a high voltage capacitor, 상기 저전압용 커패시터의 저전압 직류를 검출하는 저압 검출유닛과;A low voltage detecting unit for detecting a low voltage direct current of the low voltage capacitor; 상기 고전압용 커패시터의 고전압 직류를 검출하는 고압 검출유닛과;A high voltage detecting unit detecting a high voltage direct current of the high voltage capacitor; 상기 저전압 직류와 고전압 직류 및 인덕터 전류에 근거한 펄스폭 변조신호 및 펄스폭 변조 인에이블신호를 출력하는 마이크로프로세서와;A microprocessor for outputting a pulse width modulated signal and a pulse width modulated enable signal based on the low voltage direct current, high voltage direct current, and inductor current; 상기 인덕터에 흐르는 전류와 전원유닛의 출력전압 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류 검출신호를 상기 마이크로 프로세서에 인가함과 아울러 상기 마이크로프로세서에서 입력되는 펄스폭변조신호의 출력을 차단하는 오류 검출유닛을 포함하는 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.An error detection unit for applying an error detection signal to the microprocessor based on a current flowing through the inductor, an output voltage of the power supply unit, and a dark short signal, and blocking an output of a pulse width modulation signal input from the microprocessor; Protection device for bidirectional DC / DC converters. 제6 항에 있어서, 상기 오류 검출유닛은,The method of claim 6, wherein the error detection unit, 상기 인덕터에 흐르는 전류를 기준전류와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 과전류 검출신호를 출력하는 과전류 검출유닛과;An overcurrent detection unit for comparing the current flowing through the inductor with a reference current and outputting an overcurrent detection signal based on the comparison result; 상기 전원유닛의 출력전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 전원오류 검출신호를 출력하는 전원오류 검출유닛과;A power failure detection unit for comparing the output voltage of the power supply unit with a reference voltage and outputting a power failure detection signal based on the comparison result; 상기 과전류 검출신호와 전원오류 검출신호 및 암쇼트 신호에 근거하여 오류를 판단하고, 그 판단결과에 따른 오류신호 및 펄스폭변조 디스에이블신호를 출력하는 오류판단유닛과; An error determination unit for determining an error based on the overcurrent detection signal, a power failure detection signal, and an arm short signal, and outputting an error signal and a pulse width modulation disable signal according to the determination result; 펄스폭변조신호를 임시 저장한후, 상기 펄스폭 변조 인에이블신호에 의해 그 임시 저장된 펄스폭 변조신호를 출력하고, Temporarily storing the pulse width modulated signal, and outputting the temporarily stored pulse width modulated signal by the pulse width modulation enable signal, 펄스폭 변조 디스인에이블신호에 의해, 상기 펄스폭변조신호의 출력을 차단하는 임시저장유닛을 포함하는 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.And a temporary storage unit for interrupting the output of the pulse width modulated signal by a pulse width modulated disable signal. 제7 항에 있어서, 상기 오류 판단유닛은,The method of claim 7, wherein the error determination unit, 래치인 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.Latch-in bidirectional DC / DC converter. 제7 항에 있어서, 상기 임시 저장유닛은,The method of claim 7, wherein the temporary storage unit, 버퍼인 양방향 직류/직류 컨버터의 보호장치.Protection device for buffered bidirectional DC / DC converters.
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