KR20120048572A - 자동차 배전용 회로장치 - Google Patents

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악셀 크라우제
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브루사 일렉트로닉 아게
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Abstract

본 발명은 자동차의 배전용 회로장치, 특히 3개 이상의 권선들이 자기결합되어 있는 변압기; 제1 컨버터를 통해 제1 변압기 권선에 연결되는 자동차 내부의 제1 내장전원용의 제1 연결부; 제2 컨버터를 통해 제2 권선에 연결되는 자동차 내부의 제2 내장전원용의 제2 연결부; 제3 컨버터를 통해 제3 권선에 연결되는 자동차 외부의 외장전원용의 제3 연결부; 및 제3 컨버터를 a) 제1 연결부가나 b) 제3 연결부에 연결하기 위한 제1 전환스위치를 갖춘 전기자동차의 배전용 회로장치에 관한 것이다.

Description

자동차 배전용 회로장치{Circuit arrangement for power distribution in a motor vehicle}
본 발명은 자동차의 배전용 회로장치, 특히
- 3개 이상의 권선들이 자기결합되어 있는 변압기;
- 제1 컨버터를 통해 제1 변압기 권선에 연결되는 자동차 내부의 제1 내장전원용의 제1 연결부;
- 제2 컨버터를 통해 제2 권선에 연결되는 자동차 내부의 제2 내장전원용의 제2 연결부;
- 제3 컨버터를 통해 제3 권선에 연결되는 자동차 외부의 외장전원용의 제3 연결부; 및
- 제3 컨버터를 a) 제1 연결부가나 b) 제3 연결부에 연결하기 위한 제1 전환스위치를 갖춘 전기자동차의 배전용 회로장치에 관한 것이다.
끝으로, 본 발명은 이런 회로장치와 2개의 내장전원을 갖춘 자동차에 관한 것이기도 하다.
오늘날 배터리나 축전지로 동작하는 전기자동차가 널리 사용되고 있다. 이런 전기자동차가 오랫동안 지게차나 광산차와 같은 틈새시장에 제한적으로 사용되었지만, 도로주행용으로도 사용이 급증하고 있다. 그러나, 전기자동차는 엔진파워를 100kW 이상 높여야 실용적이다. 이런 파워를 허용오차 범위내에서 유지하려면, 구동부에 상대적으로 높은 전압을 공급해야 한다. 예를 들어, 400VDC를 내장 구동전원의 전압으로 공급한다. 100kW의 피크전력에서는 250A 정도의 높은 전류가 흐를 수밖에 없다.
그러나, 자동차의 모든 내부장치가 이런 고전압에 맞게 설계된 것은 아니다. 예컨대, 전등, 창문의 전동장치, 시트 조정장치, 오락시스템은 대체로 역사적인 이유로도 12VDC의 직류전압을 사용한다. 이런 이유로 전기자동차는 전압레벨이 다른 2개의 내장전원을 사용한다. 전기자동차는 또 충전용으로 외부 전원에 연결하기 위한 연결부도 있다. 이런 외부전원은 유럽에서는 230VAC의 교류전류원을 사용하거나, 태양열 전지로 직류전압을 공급하기도 한다. 외부전원이 반드시 고정식일 필요는 없고, 다른 전기자동차에 연결할 연결부도 고려할 수 있다. 이상에서 알 수 있듯이, 전원 사이에 에너지를 전달하는데는 주의를 기울여야 한다. 이런 목적의 회로장치도 몇가지 있다.
예를 들어, US2008/031677A1에 소개된 배전용 회로장치는 전기자동차용으로, 메인 구동배터리와, 내장전원용 보조배터리와, 교류전원의 연결부가 1차코일 하나와 2차코일 2개로 된 변압기를 통해 연결된다. 충전과정 동안, 2개의 2차코일을 통해 구동배터리와 보조배터리에 전력이 배급된다. 또, 구동배터리에서 보조배터리를 충전할 수 있고, 보조배터리에서 구동배터리를 충전할 수 있다.
US5633577A의 전기자동차용 회로장치에서는 구동배터리, 내장전원 배터리 및 교류전원의 연결부가 3개의 권선으로 된 변압기를 통해 연결된다. 구동배터리와 내장전원 배터리는 교류전원에서 충전되고, 내장전원 배터리는 구동배터리에서 충전된다.
DE3305224A1에 소개된 전기자동차용 회로장치에서는, AC 전압원의 연결부가 자동변압기를 통해 구동배터리에 연결된다. 또, 구동배터리로부터 보조배터리를 충전하기 위한 추가 권선이 자동변압기의 코어에 제공된다.
끝으로, DE19646666A1에 소개된 배터리식 자동차의 충전장치는 전기모터를 작동시키기 위한 하나 이상의 구동배터리와, 내장전원에 전기를 공급할 내장배터리를 하나 이상 구비한다. 이 충전장치는 전환기구의 도움으로 구동배터리에 연결되거나 정류기를 통해 전원에 연결되는 초퍼회로를 구비한다. 외부에서, 초퍼회로가 변압기의 1차권선에 전기를 공급하고, 변압기의 2차권선을 통해 내장배터리가 충전된다.
본 발명의 목적은 전기자동차용의 배전용으로 개선된 회로장치를 제공하는데 있다. 특히, 회로의 비용과 회로로 인한 전기손실을 줄이는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 이와 같은 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 회로장치와 청구항 10의 특징을 갖는 자동차에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 전술한 종류의 회로장치의 특징은:
- 3개 이상의 권선들(W1,W1a..W1n;W2,W2a..W2n;W3,W3a..W3n)이 자기결합되어 있는 변압기(T1,T1a..T1n); - 제1 컨버터(UR1)를 통해 제1 변압기 권선(W1,W1a..W1n)에 연결되는 자동차 내부의 제1 내장전원용의 제1 연결부(A1); - 제2 컨버터(UR2,UR2a..UR2n)를 통해 제2 권선(W2,W2a..W2n)에 연결되는 자동차 내부의 제2 내장전원용의 제2 연결부(A2); - 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n)를 통해 제3 권선(W3,W3a..W3n)에 연결되는 자동차 외부의 외장전원용의 제3 연결부(A3); 및 - 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n)를 a) 제1 연결부(A1)이나 b) 제3 연결부(A3)에 연결하기 위한 제1 전환스위치(US1,US1');를 갖춘 자동차 배전용 회로장치(1)에 있어서:
c) 다수의 제1 권선들이 다수의 제1 컨버터에 연결되고, 제1 컨버터는 직렬이나 병렬로 스위칭되며;
d) 다수의 제2 권선들이 다수의 제2 컨버터에 연결되고, 이들 제2 컨버터들은 직렬이나 병렬로 스위칭되며;
e) 다수의 제3 권선들이 다수의 제3 컨버터에 연결되고, 이들 제3 컨버터들이 직렬이나 병렬로 스위칭된다.
본 발명에 따른 자동차는 이런 회로장치를 포함하는데, 이 회로장치에서 제1 연결부는 자동차 내부의 제1 내장전원에 연결되고, 제2 연결부는 자동차 내부의 제2 내장전원에 연결된다.
한편, 내장전원용 컨버터를 일방향 컨버터나 정류기처럼 간단하게 설계하면서도, 제1 내장전원에서 제2 내장전원으로 에러지를 전달할 가능성을 없앨 필요도 없다. 따라서, 이 회로장치는 회로기술이나 제어의 관점에서 더 간단하다. 또, 에너지 전달과정 동안의 에너지손실을 줄일 수 있는데, 이는 제2 내장전원에 관련된 별도의 전압 컨버터가 반드시 필요하지는 않기 때문이다. 필요하다면 자동차 외부의 전원과 관련된 전압컨버터로 변압을 할 수 있다.
한편, 컨버터들을 필요에 따라 직렬이나 병렬로 스위칭하여 각각 다른 전압레벨을 가할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 회로장치의 여러 연결부 사이나 여러 전원 사이의 변압을 더 간단하게 실행할 수 있다.
이상 전기자동차의 관점에서 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 전기자동차가 아닌 자동차에도 물론 적용할 수 있다. 본 발명에서 말하는 "자동차"란 철도차량, 선박, 비행기를 포함한 모든 모터구동 자동차를 포괄하는 개념이다.
또, "컨버터"는 정류기, 인버터, 양방향 컨버터를 포함하는 의미로 이해해야 한다. 정류는 예컨대 다이오드나, 트랜지스터(예; MOSFET, IGBT 등), 사이리스터, 기타 다른 정류소자에 의해 이루어질 수 있다. 반전은 트랜지스터(예; MOSFET, IGBT 등), 사이리스터, 다른 스위칭소자에 의해 이루어진다. 따라서,수동 정류기, 능동 정류기, 능동 인버터가 사용된다.
본 명세서의 "배터리"는 충전배터리, 축전지, 기타 다른 전류저장매체를 포함하는 개념이다.
끝으로, "전환스위치"란 하나나 여러개의 회로분기에서 전기연결을 교호적으로 하는 장치를 말한다. 특히, 전환스위치는 다수의 동기작동식 스위칭소자로 이루어진다. 이런 스위칭소자가 반드시 전환기능을 할 필요는 없지만 온/오프 기능에 제한되지도 않는다. 저항이 크게 변할 수 있는 소자도 같은 개념으로 이해해야 한다. 본 명세서에서 스위칭소자는 그러므로 트랜지스터, 사이리스터, 기계식 스위치, 릴레이 등을 포함하는 개념이다.
끝으로, "연결"이나 "접속"이란 말은 반드시 2개의 결합되거나 연결된 유닛이나 소자나 회로부들이 직접 결합되거나 연결된 것을 의미하지는 않는다. 다른 회로, 유닛, 소자, 회로부들이 결합되거나 연결된 유닛이나 소자나 회로부들 사이에 배치될 수도 있다.
본 발명의 다른 장점이나 특징들은 첨부 도면들을 참조한 자세한 설명과 청구범위의 기재로부터 분명해진다.
- c)의 경우, 제1 컨버터 각각이 제1 권선들 각각에 연결되고;
- d)의 경우, 제2 컨버터 각각이 제2 권선들 각각에 연결되며;
- e)의 경우, 제3 컨버터 각각이 제3 권선들 각각에 연결되면 유리하다.
이런식으로, 권선이나 컨버터들이 각각 개별적으로 동작할 수 있다. 예컨대, 위상차 동작으로, 전류리플을 크게 줄일 수 있다.
또, 본 발명의 회로장치가 아래와 같으면 바람직하다:
- 제3 컨버터와 a) 제 연결부나 b) 제3 연결부 사이에 변압기를 배치하고;
- a)의 경우 제1 및 제2 연결부들 사이에서 그리고 b)의 경우 제3 및 제2 연결부들 사이에서 변압이 이루어지도록 변압기가 동작한다.
이런 식으로 상기 변압기는 이중 용도를 갖고 제1 내장전원에서 제2 내장전원에 전기를 공급하는 구동용도와, 외부 전원에서 자동차에 전기를 공급하는 충전용의 2가지 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 회로장치의 변형례는:
- 제2 컨버터와 제2 연결부 사이에 제2 내장전원용으로 변압기를 배치하고;
- a)의 경우 변압기가 제2 전환스위치를 통해 우회한다. a)의 경우, 즉 제2 내장전원에 제1 내장전원에서 전기가 공급될 때, 제1, 제2 내장전원들 사이에서 제3 컨버터 앞에 배치된 변압기에 의해 변압이 이루어진다. 제2 내장전원용의 변압기는 필수적인 것이 아니고 스위치로 우회할 수 있다.
또, 스텝다운이나 스텝업 컨버터 형태의 변압기가 제2 내장전원용으로 제2 컨버터와 제2 연결부 사이에 배치되고, a)의 경우 인덕턴스가 높고 b)의 경우 인덕턴스가 낮은 비선형 초크를 상기 변압기 안에 배치한다. 외부 전원에서 전기를 공급하는 충전모드에서는 제1 내장전원에서 전기를 공급하는 구동모드보다 대체로 10배 내지 20배 낮은 전력을 제2 내장전원에서 받아야 한다. 구동모드에서는 고전류용의 트로틀 권선을 사용하지만, 초크의 자기회로는 저전류에서만 변압기 기능에 필요한 높은 인덕턴스를 갖는 크기로 할 수 있다. 그러나, 고전류에서는, 이렇게 설계된자기회로가 포화상태에 이르러, 초크의 인덕턴스가 아주 낮은 값으로 떨어진다. 그 결과, 초크를 소형화하고 경제적으로 생산할 수 있다.
본 발명에서, 변압기의 권선들은 공통의 코어에 감긴다. 이런 방식으로, 권선들 사이의 양호한 자기결합을 저렴한 비용으로 얻을 수 있다.
제2 변압기 권선이 호일형태인 것이 좋다. 제2 내장전원의 전력이 제1 내장전원의 전력에 비해 낮으면, 공간절약형이면서 재료절약형 호일권선을 사용할 수 있다.
제1 연결부와 제2 연결부의 전압 레벨을 다르게 하면 좋다. 이 경우, 내장전원들의 변압기 결합을 개선할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 회로장치가 제1 전환스위치, 제2 전환스위치 또는 제3 컨버터를 작동시키는 제어장치를 가지면 좋다. 이 경우, 스위칭에 여러 소자들이 관련되어 있어도 여러 작동상태 사이를 쉽게 스위칭할 수 있다. 한편, 교류전류원에서의 충전과 같은 작동상태를 센서로 자동으로 감지하거나 필요한 조치를 취할 수 있다. 제어장치 자체는 소프트웨어나 하드웨어로, 예컨대 메모리가 연결되어 있는 CPU로 구현할 수 있고, 이때 본 발명을 실행하는데 필요한 단계나 변수들을 이런 CPU에 저장한다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 회로장치의 첫번째 예의 블록도;
도 2는 본 발명에 따른 회로장치의 두번째 예의 블록도;
도 3은 본 발명에 따른 회로장치에서 제1 내장전원에서 제2 내장전원으로의 에너지 흐름을 보여주는 블록도;
도 4는 본 발명에 따른 회로장치에서 제2 내장전원에서 전원으로의 에너지 흐름을 보여주는 블록도;
도 5는 본 발명에 따른 회로장치에서 제1 내장전원에서 전원으로의 에너지 흐름을 보여주는 블록도;
도 6은 본 발명에 따른 회로장치에서 제2 내장전원에서 전원으로의 다른 에너지 흐름을 보여주는 블록도;
도 7은 제1 전환스위치의 회로도;
도 8은 제2 전환스위치를 갖는 제2 변압기를 갖춘 본 발명에 따른 회로장치의 다른 예의 블록도;
도 9는 도 8과 비슷하지만 제2 전환스위치가 없는 회로의 블록도;
도 10은 도9와 비슷하지만 스위치가 다이오드 회로 안에 있는 회로의 블록도;
도 11은 도 8과 비슷하지만 n개의 컨버터와 변압기를 갖는 회로의 블록도;
도 12는 도 8과 비슷하지만, 제3 컨버터들이 직렬로 고정 연결되고 제2 컨버터들이 스위칭 방식으로 연결된 회로의 블록도;
도 13은 도 12와 비슷하지만, 제3 컨버터들이 병렬로 고정 연결된 회로의 블록도.
도 1은 본 발명에 따른 첫번째 예의 회로장치(1)의 블록도이다. 이 장치의 변압기(T1)에는 3개의 권선(W1~3)이 공통의 코어에 감겨 자기결합되는 것이 바람직하지만, 다른 방식으로 자기결합이 될 수도 있다. 3개의 권선(W1~3)에 제1 내지 제3 컨버터(UR1~3)이 각각 연결된다. 제1 컨버터(UR1)는 자동차 내장전원이나 제1 전원용으로 제1 필터(F1)를 통해 제1 연결부(A1)에 연결된다. 제2 컨버터(UR2)는 자동차 내장전원이나 제2 전원용으로 제2 필터(F2)를 통해 제2 연결부(A2)에 연결된다. 끝으로, 제3 컨버터(UR3)는 자동차 외장전원용으로 변압기(SW3)와 제3 필터(F3)를 통해 제3 연결부(A3)에 연결된다. 또, 제1 전환스위치(US1)를 통해, 제3 컨버터(UR3)가 제1 연결부(A1)이나 제3 연결부(A3)에 연결될 수 있는데, 이때 제3 필터(F3)와 변압기(SW3)를 통해 간접적으로 연결될 수도 있다.
한편, 제1 내장전원이 400VDC의 전압을 공급하는 것이라 하자. 이런 전원은 따라서 배터리나 축전지, 구동모터, 모터용 레귤레이터를 포함한다. 제2 내장전원은 12VDC 정도의 저전압 보조전원이라 하면, 이 전원은 (내장 컴퓨터와 같은) 각종 제어기기, 전등, 오락기기, 창문이나 썬루프용의 보조모터를 포함한다. 외장 전원이 230VAC 정도의 일반 전원이라 할 수 있다. 물론, 태양열 집열판이나 다른 자동차(예; 트레일러)에서 공급되는 직류전원을 외부전원으로 사용할 수도 있다. 반대로, 드물기는 해도, 내장전원이 교류전원일 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 두번째 회로장치(1')의 블록도이다. 이 장치는 도 1의 장치와 기본적으로 같지만, 권선(W1~3) 3개짜리의 변압기(T1) 하나 대신 2개의 변압기(T1,T2)를 사용하고 변압기맏 2개의 권선(W1/W3; W2/W4)을 사용하는 점에서 차이가 난다.
도 2의 실시예는 청구항 제1항의 특징과 무관하게 본 발명의 기본을 형성하는바, 즉 자동차 배전용의 회로장치(1')로서 아래와 같은 구성요소를 포함한다:
- 제1, 제3 권선(W1,W3)이 자기결합되어 있는 제1 변압기(T1);
- 제2, 제4 권선(W2,W4)이 자기결합되어 있는 제2 변압기(T2);
- 자동차 내부의 제1 내장전원용이고, 제1 컨버터(UR1)를 통해 제1 변압기 권선(W1)에 연결된 제1 연결부(A1);
- 자동차 내부의 제2 내장전원용이고, 제2 컨버터(UR2)를 통해 제2 변압기 권선(W2)에 연결된 제2 연결부(A2);
- 자동차 외부에 있는 전원에 연결되고, 제3 컨버터(UR3)를 통해 제3, 제4 변압기 권선(W3,W4)에 연결된 제3 연결부(A3); 및
- 제3 컨버터(UR3)를 제1 연결부(A1)이나 제3 연결부(A3)에 연결하기 위한 제1 전환스위치(US1,US1').
이 경우, 제4 권선 여러개가 직렬이나 병렬로 연결될 수도 있다. 또, 제4 권선마다 제3 컨버터가 하나씩 연결될 수도 있다.
이제 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 회로장치(1)의 기능에 대해 설명한다. 제3 컨버터(UR3)가 제1 연결부(A1)을 통해 내장 전원인 400VDC 전원에 연결된 위치에 제1 전환스위치(US1)가 위치한다. 일점쇄선으로 표시된 화살표(E1)는 제1 내장전원에서 제2 내장전원을 향하거나 제1 점점(A1)에서 제2 연결부(A2)을 향하거나 그 반대방향의 에너지의 흐름을 나타낸다.
전력은 회로 피드백을 줄이기 위한 제3 필터(F3)를 통해 변압기(SW3)에 공급되고, 이 변압기는 제1 전원전압을 제2 전원전압으로의 변압에 맞는 레벨로 변환된다. 도시된 실시예에서는, 400VDC의 전압이 기존의 스텝다운 컨버터에 의해 230VDC로 감소된다. 컨버터(UR3)에서, 이런 중간회로 전압이 반전되고 유도결합에 의해 제3 변압기 권선(W3)에서 제2 변압기 권선(W2)으로 전력이 공급된다. 이때, 간단한 회로에서 정류기일 수도 있는 제2 컨버터(UR2)에 의해 AC 전압이 DC 전압으로 변환된다. 이어서, 다른 변압기(SW2)와 필터(F2)와 제2 연결부(A2)을 통해 제2 내장전원에 전력이 공급된다. 이 전압이 변압기(SW3)에 의해 이미 적절한 레벨로 변환되었으면, 변압기(SW2)는 없어도 되거나, 임시로 우회할 수도 있다(도 8 참조).
제1 전환스위치(US1)가 제2 위치에 있으면, 외부 전원에서 제2 내장전원에 전력이 공급된다. 도 4의 화살표(E2)는 이때의 에너지 흐름을 보여준다. 230VAC의 AC 전압을 정류하여 적절한 중간회로 전압을 공급한 다음, 고주파로 변환한다. 이어서, 제3 권선(W3)에서 제2 권선(W2)으로 공급된 전력은, 제2 컨버터(UR2)에서의 정류, 변압기(SW2)에서의 변압, 제2 필터(F2)에서의 필터링을 거쳐 제2 연결부(A2)과 제2 내장전원에 공급된다. 이런 식으로, 저전압 배터리가 12VDC로 충전되거나, 자동차가 캠핑카일 경우 정지식이나 이동식 (내연기관 긴급전력장치) 교류전원에서 전기를 받는다. 에너지는 도 4의 반대방향으로, 즉, 제2 내장전원에서 전원으로 흐를 수도 있다.
한편, 제1 내장전원의 구동 배터리가 교류전원으로 충전될 수도 있다. 제3 권선(W3)과 제1 권선(W1) 사이에서 화살표(E3) 방향으로 전력공급이 이루어진다(도 5 참조). 도시된 바와 같이, 제3 컨버터(UR3)는 제1 전환스위치(US1)를 통해 제3 연결부(A3)에 연결된다. 다음, 제1 컨버터(UR1)가 양방향 컨버터일 경우, 제1 권선(W1)에서 제3 권선(W3)을 향해서나 그 반대로 전력이 공급된다.
도시된 실시예에서는 제1 컨버터(UR1)와 제1 연결부(A1) 사이에 아무런 변압기가 없다. 자동차의 내장전원이나 외장전원의 여러 전압값들을 권선(W1~3)의 권선수 비를 통해 개략적으로 조정할 수 있지만, 부하상태가 다르기 때문에 필요한 전압값에서 편차가 생기는 것을 피할 수 없다. 따라서, 제1 내장전원의 전압은 변압기(SW3)로 적절히 조정할 수 있다. 그러나, 이런 조정은 제2 변압기 권선(W2)의 전압을 변화시켜서 할 수도 있는데, 이 경우 이 전압은 변압기(SW2)에 의해 제2 내장전원전압으로 변압된다.
도 6의 실시예에서는 제2 내장전원에서 제1 내장전원으로나 외장전원으로 또는 그 반대로 전력이 공급된다. 제1 내장전원과 제2 내장전원 사이의 전력공급을 위해, 2개의 루트가 있는데, 구체적으로 도 3의 E1 방향과 도 6의 E4 방향의 에너지 흐름이 그것이다.
도 2의 회로장치(1')의 기능은 도 1의 회로장치(1)와 거의 비슷하다. 따라서, 도 3에서 한 설명을 그대로 적용할 수 있지만, 제2 내장전원에 대한 에너지 전달은 별도의 제2 변압기(T2)를 통해 일어난다.
도 1~2는 자동차 내외장 전원으로 자주 사용되는 회로장치이다. 제1, 제2 내장전원과 외장전원의 종류에 따라, 도 1~2의 구성에 몇가지를 추가하거나 생략하는 것이 유리할 수도 있는데, 업회로나 다운회로의 도움에 의한 변압기 기반 전력공급은 잘 알려져 있으므로, 이런 변화도 본 발명의 범위에 속한다 할 수 있다.
도 7은 전환스위치(US1')의 회로도이다. 도 1~2에서 사용된 3극스위칭 릴레이 대신, 여기서는 시동/컷아웃 릴레이 여러개를 사용한다. 여기서는, 변압기(T1)에 대한 고전압 연결이 끊어진다는 점에서 유리하다. 파단선 박스 안에 배치된 6개의 릴레이들이 전환스위치(US1')를 형성하고, 전술한 회로장치(1; 1')에서 2극 AC 전압원에 대한 연결부 역할을 하는 2개의 릴레이들이 추가로 더 배치된다.
도 8은 본 발명에 따른 회로장치의 변형된 회로도로서, 서로 독립적인 여러 변형례들을 보여준다.
예를 들어, 하나의 변압기(T1) 대신, 권선(W1a,W2a,W3a)과 권선(W1b,W2b,W3b)이 각각 자기결합되어 있는 2개의 변압기(T1a,T1b)를 사용한다. 권선(W3a,W3b)에 양방향 컨버터(UR3a,UR3b)를각각 연결한다. 이들 2개의 컨버터들은 서로 직렬이나 병렬로 연결될 수 있다. 변압기에 의한 변압에 더해 또는 대신에, 이런 변압 과정이 이루어질 수 있다. 예컨대, 컨버터(UR3a,UR3b)와 권선(W3a,W3b)이 전압 230VAC와 고정 전원의 연결이 있을 때는 병렬로 연결되고 제1 내장전원이 400VDC 전압고의 연결이 있으면 직렬로 연결된다.
제 내장전원측의 2개 컨버터(UR2a,UR2b)가 병렬로 연결되지만, 스위칭 설비를 고려할 수도 있다. 같은 설비를 제1 권선(W1a,W1b)에서 컨버터(도시 안됨)에도 적용한다. 그러나, 2개의 권선(W1a,W1b) 또는 권선(W2a,W2b)에 각각 하나의 컨버터(UR1 또는 UR2)만을 배치하고, 이들 권선을 직렬이나 병렬로 연결할 수도 있다. 끝으로, 이상 설명한 원리를 확장하여 2개 이상의 권선들을 직렬이나 병렬로 연결하는 것도 고려할 수 있다. 예를 들어, 변압에 유리할 경우 권선 3개르리 직렬이나 병렬로 연결할 수도 있다.
도시된 실시예에서, 각 경우마다 병렬로 고정적으로 연결된 제2 컨버터(U2a,U2b)를 제2 권선(W2a,W2b)에 연결한다. 직렬연결과 병렬연결 사이나 고정된 직렬연결 사이의 스위칭 설비도 당연히 고려할 수 있다.
또, 도 8은 스텝다운 컨버터 형태의 변압기(SW2)의 특정 예를 보여준다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 자동차 외장전원에서 공급될 경우, 제1 내장전원의 전압을 변압기(SW3)로 조정할 수 있다. 다음, 제2 내장전원전압은 제2 변압기(SW2)로 조정한다. 그러나, 에너지 전달이 제1 내장전원에서부터 제2 내장전원쪽으로 이루어진다면(도 3 참조), 제2 내장전원의 전압은 원칙적을 변압기(SW3)로 조정할 수 있다. 따라서, 첫번째 변형례에서, 전환스위치(US2)를 통해 변압기(SW2)를 우회하여(파단선으로 표시된 회로분기 참조) 실제적으로는 아무런 전기손실이 일어나지 않는다. 이 전환스위치(US2)는 단순한 시동/컷아웃 릴레이로 설계된다.
두번째 변형례로, 제2 전환스위치(US2)를 배치한다. 다음, 초크(L)는 비선형 초크로 설계한다. 일반적으로, 구동모드의 제2 내장전원의 경우, 즉 제1 내장전원에서 전기가 공급될 경우, 자동차 외장전원에서 공급되는 충전모드에서 보다 10배 내지 20배 정도 큰 전력을 공급해야 하는 것이 실제적이다. 초크의 권선 자체는 구동모드의 고전류에 맞도록 설계되었지만, 초크(L)의 자기회로는 충전모드인 저전류에서만 스텝다운 컨버터 기능을 발휘하는데 필요한 고인덕턴스를 갖도록 설계된다. 그러나, 고전류에서는 자기회로가 포화되므로, 초크(L)의 인덕턴스가 아주 낮은 값으로 떨어진다. 이때문에 초크(L)를 더 소형화하여 경제적으로 만들 수 있다.
제2 변압기(SW2)의 다른 변형례에서, 극성반전보호를 위해 부하가 약한 다이오드 회로에만 스위치(US3)를 배치한다(도 10 참조). 전술한 바와 같이, 이런 회로는 MOSFET 형태이거나 (트랜지스터, IGBT, 사이리스터, 릴레이와 같은) 스위칭요소 어떤 것도 갖도록 설계된다. "고전류 극성반전보호"가 양극전선에서 MOSFET를 끄거나 제2 전환스위치(SW2)를 꺼서 보장될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 변형례이다. 여기서는 2개의 제2 컨버터(UR2a,UR2b)와 2개의 제3 컨버터(UR3a,UR3b)에 회로구성이 한정되지 않는다. 오히려, 제2 컨버터가 UR2a,...UR2n로 n개이고, 제3 컨버터도 UR3a...UR3n로 n개이며, 변압기도 T1a,...T1n로 n개이다.
도 12는 본 발명의 또다른 변형례로서, 제3 컨버터(UR3a,UR3b)가 직렬로 연결되고, 제2 컨버터(UR2a,UR2b)는 직렬이나 병렬로 스위칭된다.
도 13은 본 발명의 마지막 변형례로서, 제3 컨버터(UR3a,UR3b)가 병렬로 연결되고, 제2 컨버터(UR2a,UR2b)는 직렬이나 병렬로 스위칭된다. 통상의 전문가라면 알 수 있듯이, 도 1~13과는 다른 실시예도 원하는대로 조합할 수 있을 것이다.

Claims (57)

  1. - 3개 이상의 권선들(W1,W1a..W1n;W2,W2a..W2n;W3,W3a..W3n)이 자기결합되어 있는 변압기(T1,T1a..T1n); - 제1 컨버터(UR1)를 통해 제1 변압기 권선(W1,W1a..W1n)에 연결되는 자동차 내부의 제1 내장전원용의 제1 연결부(A1); - 제2 컨버터(UR2,UR2a..UR2n)를 통해 제2 권선(W2,W2a..W2n)에 연결되는 자동차 내부의 제2 내장전원용의 제2 연결부(A2); - 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n)를 통해 제3 권선(W3,W3a..W3n)에 연결되는 자동차 외부의 외장전원용의 제3 연결부(A3); 및 - 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n)를 a) 제1 연결부(A1)이나 b) 제3 연결부(A3)에 연결하기 위한 제1 전환스위치(US1,US1');를 갖춘 자동차 배전용 회로장치(1)에 있어서:
    c) 상기 제1 권선들(W1,W1a..W1n)이 다수의 제1 컨버터(UR1)에 연결되고, 제1 컨버터(UR1)는 직렬이나 병렬로 스위칭되며;
    d) 상기 제2 권선들(W2,W2a..W2n)이 다수의 제2 컨버터(UR2,UR2a..UR2n)에 연결되고, 이들 제2 컨버터들은 직렬이나 병렬로 스위칭되며;
    e) 상기 제3 권선들(W3,W3a..W3n)이 다수의 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n)에 연결되고, 이들 제3 컨버터들이 직렬이나 병렬로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  2. 제1항에 있어서,
    - c)의 경우, 제1 컨버터(UR1) 각각이 제1 권선들(W1,W1a..W1n) 각각에 연결되고;
    - d)의 경우, 제2 컨버터(UR2,UR2a..UR2n) 각각이 제2 권선들(W2,W2a..W2n) 각각에 연결되며;
    - e)의 경우, 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n) 각각이 제3 권선들(W3,W3a..W3n) 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n)와 a) 제 연결부(A1)이나 b) 제3 연결부(A3) 사이에 변압기(SW3)를 배치하고;
    - a)의 경우 제1 및 제2 연결부들(A1,A2) 사이에서 그리고 b)의 경우 제3 및 제2 연결부들(A3,A2) 사이에서 변압이 이루어지도록 변압기(SW3)가 동작하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서,
    - 제2 컨버터(UR2,UR2a..UR2n)와 제2 연결부(A2) 사이에 제2 내장전원용으로 변압기(SW2)를 배치하고;
    - a)의 경우 변압기(SW2)가 제2 전환스위치(US2)를 통해 우회되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 스텝다운이나 스텝업 컨버터 형태의 변압기(SW2)가 제2 내장전원용으로 제2 컨버터(UR2,UR2a..UR2n)와 제2 연결부(A2) 사이에 배치되고, a)의 경우 인덕턴스가 높고 b)의 경우 인덕턴스가 낮은 비선형 초크(L)를 상기 변압기(SW2)가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 권선들(W1,W1a..W1n;W2,W2a..W2n;W3,W3a..W3n)이 공통 코어에 감겨있는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 제2 권선들(W2,W2a..W2n)이 호일권선 형태인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 하나에 있어서, 제1 연결부(A1)과 제2 연결부(A2)이 다른 전압 레벨로 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나에 있어서, 제1 전환스위치(US1,US1'), 제2 전환스위치(US2) 또는 제3 컨버터(UR3,UR3a..UR3n)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  10. 제1 연결부(A1)가 자동차 내부의 제1 내장전원에 연결되고, 제2 연결부(A2)은 자동차 내부의 제2 내장전원에 연결되는 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나에 따른 회로장치(1,1')를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.
  11. 3개 이상의 권선들이 자기결합되어 있는 변압기;
    제1 내장전원;
    상기 제1 내장전원에 연결되는 제1 연결부;
    상기 권선들 중의 첫번째 권선에 상기 제1 연결부를 연결하는 제1 컨버터;
    제2 내장전원;
    상기 제2 내장전원에 연결되는 제2 연결부;
    상기 권선들 중의 두번째 권선에 상기 제2 연결부를 연결하는 제2 컨버터;
    상기 제2 연결부과 제2 컨버터 사이에 연결된 제2 변압기;
    외부 전원에 연결되는 제3 연결부;
    상기 권선들 중의 세번째 권선에 제3 연결부를 선택적으로 연결하는 제3 컨버터;
    상기 제3 연결부과 제3 컨버터 사이에 연결된 제3 변압기; 및
    제1 연결부가나 제3 연결부에 대한 제3 컨버터의 연결을 제어하는 제1 전환스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 변압기가 스텝다운 변압기인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 변압기가 스텝업 변압기인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제2 변압기의 우회를 제어하는 제2 전환스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제2 변압기에 비선형 초크가 포함된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 권선들이 공통 코어에 감긴 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 권선들 중의 적어도 하나가 호일권선 형태인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1 전환스위치가 3극 스위칭 릴레이인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제1 전환스위치에 다수의 시동/컷아웃 릴레이가 있고; 또다른 2개의 시동/컷아웃 릴레이가 2극 AC 전압원에 대한 제3 연결부의 연결을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  20. 제11항에 있어서, 제1 전환스위치가 제3 컨버터를 제1 연결부에 연결할 때는 제1 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하고, 제1 전환스위치가 제3 컨버터를 제3 연결부에 연결할 때는 제3 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하는 제어장치를 더 포함하고; 상기 제어장치는 제3 변압기를 제어하도록 연결된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  21. 제11항에 있어서, 상기 제1 컨버터가 일방향 정류기인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  22. 제1 내장전원;
    상기 제1 내장전원에 연결되는 제1 연결부;
    제1 권선;
    상기 제1 권선에 제1 연결부를 연결하는 제1 컨버터;
    제2 내장전원;
    상기 제2 내장전원에 연결되는 제2 연결부;
    제2 권선;
    상기 제2 권선에 제2 연결부를 연결하는 제2 컨버터;
    상기 제2 연결부과 제2 컨버터 사이에 연결된 제2 변압기;
    외부 전원에 연결되는 제3 연결부;
    제3 권선;
    제4 권선;
    상기 제3 권선과 제4 권선에 제3 연결부를 선택적으로 연결하는 제3 컨버터;
    상기 제3 연결부과 제4 컨버터 사이에 연결된 제3 변압기; 및
    제1 연결부가나 제3 연결부에 대한 제3 컨버터의 연결을 제어하는 제1 전환스위치;를 포함하고,
    상기 제1 및 제3 권선들이 제1 변압기를 형성하고, 제2 및 제4 권선들이 제2 변압기를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제2 변압기가 스텝다운 변압기인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제2 변압기가 스텝업 변압기인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제2 변압기의 우회를 제어하는 제2 전환스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  26. 제22항에 있어서, 상기 제2 변압기내에 비선형 초크가 배치된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  27. 제22항에 있어서, 상기 제1 전환스위치가 3극 스위칭 릴레이인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  28. 제22항에 있어서, 상기 제1 전환스위치에 다수의 시동/컷아웃 릴레이가 있고; 또다른 2개의 시동/컷아웃 릴레이가 2극 AC 전압원에 대한 제3 연결부의 연결을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  29. 제22항에 있어서, 제1 전환스위치가 제3 컨버터를 제1 연결부에 연결할 때는 제1 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하고, 제1 전환스위치가 제3 컨버터를 제3 연결부에 연결할 때는 제3 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하는 제어장치를 더 포함하고; 상기 제어장치는 제3 변압기를 제어하도록 연결된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  30. 3개 이상의 제1 권선들이 자기결합되어 있는 제1 변압기 스테이지;
    3개 이상의 제2 권선들이 자기결합되어 있는 제2 변압기 스테이지;
    제1 내장전원;
    상기 제1 내장전원에 연결되는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부를 제1 권선들 중의 첫번째 권선과 제2 권선들 중의 첫번째 권선에 연결하는 제1 컨버터 유닛;
    제2 내장전원;
    상기 제2 내장전원에 연결되는 제2 연결부;
    상기 제2 연결부를 제1 권선들 중의 두번째 권선과 제2 권선들 중의 두번째 권선에 연결하는 제2 컨버터 유닛;
    상기 제2 연결부과 제2 컨버터 사이에 연결된 제2 변압기;
    외부 전원에 연결되는 제3 연결부;
    상기 제3 연결부를 제1 권선들 중의 세번째 권선과 제2 권선들 중의 세번째 권선에 선택적으로 연결하는 제3 컨버터 유닛;
    상기 제3 연결부과 제3 컨버터 사이에 연결된 제3 변압기; 및
    제1 연결부가나 제3 연결부에 대한 제3 컨버터의 연결을 제어하는 제1 전환스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제1 컨버터 유닛이 제1 권선들 중의 상기 첫번째 권선에 연결된 첫번째 그룹의 제1 컨버터와, 제2 권선들 중의 상기 첫번째 권선에 연결된 첫번째 그룹의 제2 컨버터를 갖고, 상기 첫번째 그룹의 제1 컨버터가 첫번째 그룹의 제2 컨버터에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  32. 제30항에 있어서, 상기 제2 컨버터 유닛이 제1 권선들 중의 상기 두번째 권선에 연결된 두번째 그룹의 제1 컨버터와, 제2 권선들 중의 상기 두번째 권선에 연결된 두번째 그룹의 제2 컨버터를 갖고, 상기 두번째 그룹의 제1 컨버터가 두번째 그룹의 제2 컨버터에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  33. 제30항에 있어서, 상기 제3 컨버터 유닛이 제1 권선들 중의 상기 세번째 권선에 연결된 세번째 그룹의 제1 컨버터와, 제2 권선들 중의 상기 세번째 권선에 연결된 세번째 그룹의 제2 컨버터를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 세번째 그룹의 제1 컨버터를 세번째 그룹의 제2 컨버터에 병렬이나 직렬로 연결하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  35. 제30항에 있어서, 상기 제2 변압기의 우회를 제어하는 제2 전환스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  36. 제30항에 있어서, 상기 제2 변압기내에 비선형 초크가 배치된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  37. 제30항에 있어서, 상기 제1 전환스위치가 3극 스위칭 릴레이인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  38. 제30항에 있어서, 상기 제1 전환스위치에 다수의 시동/컷아웃 릴레이가 있고; 또다른 2개의 시동/컷아웃 릴레이가 2극 AC 전압원에 대한 제3 연결부의 연결을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  39. 제30항에 있어서, 제1 전환스위치가 제3 컨버터 유닛을 제1 연결부에 연결할 때는 제1 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하고, 제1 전환스위치가 제3 컨버터 유닛을 제3 연결부에 연결할 때는 제3 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하는 제어장치를 더 포함하고; 상기 제어장치는 제3 변압기를 제어하도록 연결된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  40. 3개 이상의 권선들(W1a..W1n;W2a..W2n;W3a..W3n)이 자기결합되어 있는 변압기(T1,T1a..T1n); 제1 컨버터를 통해 제1 변압기 권선(W1a..W1n)에 연결되는 자동차 내부의 제1 내장전원용의 제1 연결부(A1); 제2 컨버터를 통해 제2 권선(W2a..W2n)에 연결되는 자동차 내부의 제2 내장전원용의 제2 연결부(A2); 제3 컨버터를 통해 제3 권선(W3a..W3n)에 연결되는 자동차 외부의 외장전원용의 제3 연결부(A3); 및 제3 컨버터를 a) 제1 연결부(A1)이나 b) 제3 연결부(A3)에 연결하기 위한 제1 전환스위치(US1);를 갖춘 자동차 배전용 회로장치(1,1')에 있어서:
    c) 상기 제1 권선들(W1a..W1n)이 다수의 제1 컨버터(UR1..UR1)에 연결되고, 이들 제1 컨버터들이 직렬이나 병렬로 스위칭되며;
    d) 상기 제2 권선들(W2a..W2n)이 다수의 제2 컨버터(UR2a..UR2n)에 연결되고, 이들 제2 컨버터들이 직렬이나 병렬로 스위칭되며;
    e) 상기 제3 권선들(W3a..W3n)이 다수의 제3 컨버터(UR3a..UR3n)에 연결되고, 이들 제3 컨버터들이 직렬이나 병렬로 스위칭되고;
    f) 스텝다운이나 스텝업 컨버터인 변압기(SW2)가 제2 컨버터와 제2 연결부(A2) 사이에 제2 내장전원용으로 배치되고, a)의 경우에는 인덕턴스가 높고 b)의 경우에는 인덕턴스가 낮은 비선형 초크(L)가 변압기(SW2) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  41. 제40항에 있어서,
    - c)의 경우, 제1 컨버터(UR1) 각각이 제1 권선들(W1a..W1n) 각각에 연결되고;
    - d)의 경우, 제2 컨버터(UR2a..UR2n) 각각이 제2 권선들(W2a..W2n) 각각에 연결되며;
    - e)의 경우, 제3 컨버터(UR3a..UR3n) 각각이 제3 권선들(W3a..W3n) 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  42. 제40항 또는 제41항에 있어서,
    - 제3 컨버터(UR3a..UR3n)와 a) 제 연결부(A1)이나 b) 제3 연결부(A3) 사이에 변압기(SW3)를 배치하고;
    - a)의 경우 제1 및 제2 연결부들(A1,A2) 사이에서 그리고 b)의 경우 제3 및 제2 연결부들(A3,A2) 사이에서 변압이 이루어지도록 변압기(SW3)가 동작하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  43. 제40항 내지 제42항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 권선들(W1a..W1n;W2a..W2n;W3a..W3n)이 공통 코어에 감겨있는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제2 권선들(W2a..W2n)이 호일권선 형태인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  45. 제40항 내지 제44항 중의 어느 하나에 있어서, 제1 연결부(A1)과 제2 연결부(A2)이 다른 전압 레벨로 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  46. 제40항 내지 제45항 중의 어느 하나에 있어서, 제1 전환스위치(US1,US1'), 제2 전환스위치(US2) 또는 제3 컨버터(UR3a..UR3n)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  47. 제1 연결부(A1)이 자동차 내부의 제1 내장전원에 연결되고, 제2 연결부(A2)은 자동차 내부의 제2 내장전원에 연결되는 제40항 내지 제46항 중의 어느 하나에 따른 회로장치(1,1')를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.
  48. 3개 이상의 권선들(W1a,W2a,W3a;W1b,W2b,W3b;..;W1n,W2n,W3n)이 자기결합되어 있는 변압기; 제1 컨버터를 통해 제1 변압기 권선(W1a..W1n)에 연결되는 자동차 내부의 제1 내장전원용의 제1 연결부(A1); 제2 컨버터를 통해 제2 권선(W2a..W2n)에 연결되는 자동차 내부의 제2 내장전원용의 제2 연결부(A2); 제3 컨버터를 통해 제3 권선(W3a..W3n)에 연결되는 자동차 외부의 외장전원용의 제3 연결부(A3); 및 제3 컨버터를 a) 제1 연결부(A1)이나 b) 제3 연결부(A3)에 연결하기 위한 제1 전환스위치(US1);를 갖춘 자동차 배전용 회로장치(1)에 있어서:
    상기 변압기가 n개의 변압기 스테이지(T1a,T1b..T1n)의 일부분이고, 각각의 변압기 스테이지마다 3개 이상의 권선들(W1a,W2a,W3a;W1b,W2b,W3b;.. ;W1n,W2n,W3n)이 자기결합되어 있고;
    제2 컨버터가 제2 컨버터 유닛인 n개의 컨버터(UR2a,UR2b..UR2n)의 일부분이고, 이들 컨버터는 제2 연결부(A2)을 변압기 스테이지의 제2 권선(W2a,W2b..W2n)에 연결하며;
    제2 연결부(A2)과 제2 컨버터 유닛 사이에 제2 변압기(SW2)가 연결되고;
    제3 컨버터가 제3 컨버터 유닛인 n개의 컨버터(UR3a,UR3b..UR3n)의 일부분이고, 이들 컨버터는 변압기 스테이지의 제3 권선(W3a,W3b..W3n)에 제3 연결부(A3)을 연결하며;
    제3 연결부(A3)과 제3 컨버터 유닛 사이에 제3 변압기(SW3)가 연결되고;
    제1 전환스위치(US1)는 제1 연결부가나 제3 연결부에 대한 제3 컨버터 유닛의 연결을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  49. 제48항에 있어서, 상기 제1 컨버터 유닛이 제1 권선들 중의 상기 첫번째 권선에 연결된 첫번째 그룹의 제1 컨버터와, 제2 권선들 중의 상기 첫번째 권선에 연결된 첫번째 그룹의 제2 컨버터를 갖고, 상기 첫번째 그룹의 제1 컨버터가 첫번째 그룹의 제2 컨버터에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  50. 제48항에 있어서, 상기 제2 컨버터 유닛이 제1 권선들 중의 상기 두번째 권선에 연결된 두번째 그룹의 제1 컨버터와, 제2 권선들 중의 상기 두번째 권선에 연결된 두번째 그룹의 제2 컨버터를 갖고, 상기 두번째 그룹의 제1 컨버터가 두번째 그룹의 제2 컨버터에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  51. 제48항에 있어서, 상기 제3 컨버터 유닛이 제1 권선들 중의 상기 세번째 권선에 연결된 세번째 그룹의 제1 컨버터와, 제2 권선들 중의 상기 세번째 권선에 연결된 세번째 그룹의 제2 컨버터를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  52. 제48항에 있어서, 상기 세번째 그룹의 제1 컨버터를 세번째 그룹의 제2 컨버터에 병렬이나 직렬로 연결하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  53. 제48항에 있어서, 상기 제2 변압기의 우회를 제어하는 제2 전환스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  54. 제48항에 있어서, 상기 제2 변압기내에 비선형 초크가 배치된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  55. 제48항에 있어서, 상기 제1 전환스위치가 3극 스위칭 릴레이인 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  56. 제48항에 있어서, 상기 제1 전환스위치에 다수의 시동/컷아웃 릴레이가 있고; 또다른 2개의 시동/컷아웃 릴레이가 2극 AC 전압원에 대한 제3 연결부의 연결을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
  57. 제48항에 있어서, 제1 전환스위치가 제3 컨버터 유닛을 제1 연결부에 연결할 때는 제1 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하고, 제1 전환스위치가 제3 컨버터 유닛을 제3 연결부에 연결할 때는 제3 연결부과 제2 연결부 사이에 변압을 하는 제어장치를 더 포함하고; 상기 제어장치는 제3 변압기를 제어하도록 연결된 것을 특징으로 하는 자동차 배전용 회로장치.
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