KR20150006737A - Apparatus for driving gate and inverter-charger combined device for electric vehicles including the same - Google Patents

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정중기
장재훈
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a gate driving device which generates a gate signal supplied to a switching device comprises: a gate signal generation unit which generates one gate signal; a first gate signal output unit which receives the gate signal generated through the gate signal generation unit to output the received gate signal as a first gate signal for controlling a first switching device; a signal insulation unit which reverses the first gate signal outputted through the first gate signal output unit to output the reversed first gate signal; and a second gate signal output unit which receives the reversed first gate signal and a reference gate signal to output a second gate signal for controlling a second switching device by using the reversed first gate signal and the reference gate signal.

Description

게이트 구동 장치 및 이를 포함하는 충전기-인버터 통합 장치{APPARATUS FOR DRIVING GATE AND INVERTER-CHARGER COMBINED DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLES INCLUDING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a gate drive device, and a charger-

본 발명의 게이트 구동 장치에 관한 것으로, 특히 강압형 및 승압형에 모두 적용할 수 있는 게이트 구동 장치 및 이를 포함하는 충전기-인버터 통합 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gate driving apparatus applicable to both a step-down type and a step-up type, and a charger-inverter integration apparatus including the same.

일반적으로 전기 자동차의 고압 배터리에 남아있는 전력이 소정의 양 이하로 떨어지는 경우 더 이상 3상 전동기를 구동시킬 수 없게 된다. 그러므로 전기 자동차는 고압 충전기를 구비하여, 상기 고압 배터리를 충전시킬 수 있다. 이러한 고압 충전기는 크게 가정용 단상 교류 전원을 이용한 완속 충전기와 송전용 및 배전용 3상 교류 전원을 이용한 급속 충전기로 분류할 수 있다.In general, when the electric power remaining in the high-voltage battery of the electric vehicle falls below a predetermined amount, the three-phase electric motor can no longer be driven. Therefore, the electric vehicle can be equipped with a high-voltage charger to charge the high-voltage battery. Such a high-voltage charger can be broadly divided into a slow charger using a single-phase AC power source for home use and a quick charger using a three-phase AC power source for transmission and distribution.

한편, 상기 인버터, 고압 충전기 및 저압 충전기들 각각은 상호 간에 분리된 상태로 구비되어 있는 것으로서 인버터, 고압 충전기 및 저압 충전기 각각을 전기 자동차에 장착할 수 있도록 설계하는데 많은 시간과 인력이 소모되었다. 따라서, 상기의 각각의 구성을 하나의 장치로 통합한 전기 자동차용 충전기-인버터 통합장치가 개발되고 있다.Meanwhile, each of the inverter, the high-voltage charger, and the low-voltage charger is provided in a state of being separated from each other, so that it takes much time and manpower to design the inverter, the high-voltage charger and the low-voltage charger to be mounted on the electric vehicle. Therefore, a charger-inverter integration device for an electric vehicle integrating each of the above configurations into one device has been developed.

도 1은 종래 기술에 따른 충전기-인버터 통합 장치에 사용되는 게이트 구동 장치를 나타낸 도면이고, 도 2 및 3은 도 1에 도시된 게이트 구동 장치의 각 부에서 출력되는 게이트 신호의 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a gate driving apparatus used in a conventional charger-inverter integration apparatus, and FIGS. 2 and 3 are waveform diagrams of gate signals output from respective units of the gate driving apparatus shown in FIG. 1 .

이때, 일반적인 충전기-인버터 통합 장치는, 충전기(외부로부터 입력되는 상용 교류 전원을 배터리의 충전 전력으로 변환하는 역할)와 인버터(배터리에 저장된 전력을 전동기의 구동 전력으로 변환하는 역할)가 하나로 통합된 장치를 의미한다.In this case, a general charger-inverter integration device includes a charger (a role for converting a commercial AC power input from the outside into a charging power of a battery) and an inverter (a role for converting power stored in the battery into driving power of a motor) Device.

즉, 하나의 인버터는 상하로 배치된 2개의 스위치로 구성되는 3개의 모듈이 상호 병렬로 연결되어 있으며, 상기와 같은 모듈은 상기 기재한 바와 같은 충전기 역할 및 인버터 역할을 각각 수행한다.That is, three inverters are connected in parallel to each other. The three inverters are composed of two switches arranged vertically, and the module functions as a charger and an inverter as described above.

이때, 상기 모듈이 충전기 역할을 하는 경우, 상기 3개의 모듈을 하나의 모듈만이 동작(하나의 상으로부터 입력되는 전력을 배터리의 충전 전력으로 변환)하게 된다.At this time, when the module functions as a charger, only one of the three modules operates (converts the power input from one phase to the charging power of the battery).

따라서, 상기 충전기-인버터 통합 장치가 충전기로 동작하는 경우, 상용 전력 입력단에 배치되는 스위치(이는 전력의 승압 및 역률 보상을 수행하는 PFC-Power Factor Corrector-임)와, 상기 하나의 모듈(2개의 스위치)에 각각 게이트 신호(스위칭 신호)를 출력해야 한다.Accordingly, when the charger-inverter integrated device operates as a charger, a switch (which is a PFC-Power Factor Corrector- that performs power boosting and power factor compensation-) disposed at a commercial power input terminal and a switch Switches) to output gate signals (switching signals).

이로 인해, 상기 충전기-인버터 통합 장치가 충전기 역할을 하는 경우에는 3개의 게이트 신호가 출력되어야 한다.Thus, when the charger-inverter integration device functions as a charger, three gate signals must be output.

이하에서는, 제 1 게이트 신호(S1)가 상기 상용 전력 입력단에 배치되는 스위치에 입력되는 게이트 신호이고, 제 2 및 3 게이트 신호(S2, S3)가 상기 하나의 모듈에 각각 입력되는 게이트 신호인 것으로 하여 상기 제 1 내지 3 게이트 신호의 발생 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the first gate signal S1 is a gate signal inputted to the switch disposed at the commercial power input terminal, and the second and third gate signals S2 and S3 are gate signals inputted respectively to the one module The operation of generating the first to third gate signals will be described.

도 1을 참조하면, 상기와 같은 게이트 신호를 발생하기 위한 게이트 구동 장치는, PWM 신호 생성부(10), 제 1 지연부(11), 제 2 지연부(12), 제 1 게이트 드라이버(13), 제 1 신호 절연부(14), 제 2 신호 절연부(15), 제 2 게이트 드라이버(16), 제 1 출력부(17), 데이터 선택부(18), 제 3 게이트 드라이버(19), 제 2 출력부(20), 제 4 게이트 드라이버(21) 및 제 3 출력부(22)를 포함한다.1, the gate driving apparatus for generating the gate signal includes a PWM signal generating unit 10, a first delay unit 11, a second delay unit 12, a first gate driver 13 A first signal isolator 14, a second signal isolator 15, a second gate driver 16, a first output 17, a data selector 18, a third gate driver 19, A second output unit 20, a fourth gate driver 21, and a third output unit 22.

PWM 신호 생성부(10)는 하나의 게이트 신호를 생성하고, 그에 따라 서로 다른 복수의 게이트 신호를 출력한다. 이때, 상기 PWM 신호 생성부(10)는 아웃 단자(OUT)와, 반전 아웃 단자(/OUT)를 포함하며, 그에 따라, 상기 아웃 단자(OUT)와, 반전 아웃 단자(/OUT)를 통해 서로 다른 게이트 신호를 출력한다.The PWM signal generating unit 10 generates one gate signal and outputs a plurality of different gate signals accordingly. The PWM signal generating unit 10 includes an out terminal OUT and an inverted out terminal OUT so that the PWM signal generating unit 10 outputs the PWM signal to the output terminal OUT through the inverted out terminal OUT, And outputs another gate signal.

즉, PWM 신호 생성부(10)는 상기 아웃 단자(OUT)를 통해 상기 생성한 게이트 신호와 동일한 게이트 신호를 출력하고, 상기 반전 아웃 단자(/OUT)를 통해 상기 생성한 게이트 신호를 반전시킨 반전 게이트 신호를 출력한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 아웃 단자(OUT)를 통해 출력되는 신호를 A신호라 하고, 반전 아웃 단자(/OUT)를 통해 출력되는 신호를 B신호라 하여 설명하기로 한다.That is, the PWM signal generating unit 10 outputs the same gate signal as the generated gate signal through the out terminal OUT and inverts the generated gate signal through the inverted out terminal / OUT, And outputs a gate signal. Hereinafter, for convenience of explanation, a signal output through the out terminal OUT will be referred to as an A signal, and a signal output through an inversion out terminal / OUT will be referred to as a B signal.

도 2를 참조하면, 상기 아웃 단자(OUT)를 통해 출력되는 A 신호와, 상기 반전 아웃 단자(/OUT)를 통해 출력되는 B 신호는 상호 대칭되는 파형을 가지는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the A signal output through the OUT terminal and the B signal output through the inverted OUT terminal / OUT have waveforms symmetrical to each other.

제 1 지연부(11)는 상기 아웃 단자(OUT)를 통해 출력된 A 신호를 지연시켜 출력한다.The first delay unit 11 delays and outputs the A signal output through the OUT terminal OUT.

또한, 제 2 지연부(12)는 상기 반전 아웃 단자(/OUT)를 통해 출력된 B 신호를 지연시켜 출력한다.Also, the second delay unit 12 delays and outputs the B signal output through the inverted out terminal / OUT.

즉, 상기 제 1 및 2 지연부(11, 12)는 상기 아웃 단자(OUT)를 통해 출력된 A 신호와, 상기 반전 아웃 단자(/OUT)를 통해 출력된 B 신호에 대해 로우에서 하이로 도달하는 시간을 지연시켜 출력한다.That is, the first and second delay units 11 and 12 receive the A signal output through the OUT terminal OUT and the B signal output through the inverted output terminal OUT from low to high And outputs the delayed time.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 지연부(11) 및 제 2 지연부(12)에서 각각 출력되는 지연된 A 신호와 B 신호는 라이징 부분이 깎인 형태를 가지게 된다.Accordingly, as shown in FIG. 2, delayed A and B signals output from the first delay unit 11 and the second delay unit 12, respectively, have a shape in which the rising portion is skewed.

제 1 게이트 드라이버(13)는 상기 제 1 지연부(11)에서 출력되는 지연된 A 신호와, B신호를 각각 수신한다.The first gate driver 13 receives the delayed A signal and the B signal output from the first delay unit 11, respectively.

즉, 제 1 게이트 드라이버(13)는 제 1 입력단자(IN_H)와, 제 2 입력 단자(IN_L)를 포함하며, 그에 따라 상기 제 1 입력 단자를 통해 상기 지연된 A 신호를 수신하고, 상기 제 2 입력단자를 통해 상기 지연된 B 신호를 수신한다.That is, the first gate driver 13 includes a first input terminal IN_H and a second input terminal IN_L, thereby receiving the delayed A signal through the first input terminal, And receives the delayed B signal through an input terminal.

이후, 제 1 게이트 드라이버(13)는 상기 지연된 A 신호를 이용하여 A'신호를 출력하고, 상기 지연된 B신호를 이용하여 B' 신호를 출력한다. 즉, 제 1 게이트 드라이버(13)는 제 1 출력 단자(OUT_H)와 제 2 출력 단자(OUT_L)를 포함하며, 그에 따라 상기 제 1 출력 단자를 통해 상기 A`신호를 출력하고, 상기 제 2 출력 단자를 통해 상기 B'를 출력한다.Thereafter, the first gate driver 13 outputs the signal A 'using the delayed A signal and outputs the signal B' using the delayed B signal. That is, the first gate driver 13 includes a first output terminal OUT_H and a second output terminal OUT_L, thereby outputting the A 'signal through the first output terminal, And outputs the B 'through the terminal.

이때, 상기 A' 신호는 상기 지연된 A신호에서, 일정 레벨 이상을 가지는 신호는 하이 신호로 하고, 일정 레벨 미만을 가지는 신호를 로우 신호로 함으로써 생성된다.At this time, the A 'signal is generated by making the delayed A signal a signal having a certain level or higher as a high signal and a signal having a level lower than a certain level as a low signal.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 A' 신호는 상기 라이징 부분이 깎인 A신호에서, 예를 들어 8V 미만인 구간은 로우 신호로, 8V 이상인 구간은 하이 신호로 함으로써 생성될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 B' 신호도 상기와 같은 방법에 의해 생성된다.In other words, as shown in FIG. 2, the A 'signal can be generated by making the section of the rising portion of the A signal, for example, less than 8 V as a low signal and the section of 8 V or higher as a high signal. Similarly, the B 'signal is generated by the above method.

제 1 신호 절연부(14)는 상기 A'신호를 수신하고, 이를 반전시켜 출력한다. 상기 제 1 신호 절연부(14)는 그라운드 분리를 통한 신호 절연을 위한 포토 커플러로 구성될 수 있다.The first signal isolator 14 receives the A 'signal and inverts it. The first signal isolator 14 may be a photocoupler for signal isolation through ground separation.

제 2 신호 절연부(15)는 상기 B'신호를 수신하고, 이를 반전시켜 출력한다.The second signal isolator 15 receives the B 'signal and inverts it.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 신호 절연부(14)를 통해 출력되는 신호는, 상기 A'신호의 반전 신호이고, 상기 제 2 신호 절연부(15)를 통해 출력되는 신호는 상기 B' 신호의 반전 신호이다.2, the signal output through the first signal isolator 14 is the inverted signal of the A 'signal, and the signal output through the second signal isolator 15 is the inverted signal of the B 'Is the inverse of the signal.

상기 반전된 A'신호와, B'신호는 제 2 게이트 드라이버(16)의 차동 입력단에 입력된다.The inverted A 'signal and B' signal are input to the differential input terminal of the second gate driver 16.

상기 제 2 게이트 드라이버(16)는 상기 반전된 A'신호와, B'신호의 차동 신호를 출력한다. 다시 말해서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 2 게이트 드라이버(16)는 상기 반전된 B'신호에서 상기 반전된 A'신호를 뺀 차동 신호를 출력한다.The second gate driver 16 outputs the inverted A 'signal and the differential signal of the B' signal. In other words, as shown in FIG. 3, the second gate driver 16 outputs a differential signal obtained by subtracting the inverted A 'signal from the inverted B' signal.

제 1 신호 출력부(17)는 상기 제 2 게이트 드라이버(16)를 통해 출력된 차동 신호를 상기 제 1 게이트 신호(S1)로 출력한다. 상기 제 1 신호 출력부(17)는 토템 폴 BJT로 구성될 수 있으며, 이에 따라 상기 수신된 차동 신호의 전류를 증폭하여 출력할 수 있다.The first signal output unit 17 outputs the differential signal output through the second gate driver 16 to the first gate signal S1. The first signal output unit 17 may be composed of a totem pole BJT, thereby amplifying and outputting the current of the received differential signal.

한편, 상기 제 1 및 2 신호 절연부(14, 15)를 통해 출력된 신호는 데이터 선택부(18)에 입력된다.The signals output through the first and second signal isolators 14 and 15 are input to the data selector 18.

데이터 선택부(18)는 충전기 모드에서, 상기 제 1 및 2 신호 절연부(14, 15)를 통해 출력된 신호를 수신하고, 이를 출력할 수 있다.In the charger mode, the data selection unit 18 can receive and output the signals output through the first and second signal isolation units 14 and 15.

다시 말해서, 상기 데이터 선택부(18)는 충전기 모드와 인버터 모드의 각각에 대응하는 신호를 수신할 수 있으며, 이에 따라 외부로부터 입력되는 인버터/충전기 선택 신호(INV/CHG SELECT SIGNAL)에 따라 상기 제 1 및 2 신호 절연부(14, 15)를 통해 수신된 신호를 선택하여 출력할 수 있다.In other words, the data selecting unit 18 can receive signals corresponding to the charger mode and the inverter mode, respectively, and accordingly, the inverter / charger selection signal INV / CHG SELECT SIGNAL, And can select and output a signal received through the first and second signal isolating parts 14 and 15.

제 3 게이트 드라이버(19) 및 제 4 게이트 드라이버(21)는 상기 데이터 선택부(18)를 통해 선택된 신호를 수신한다.The third gate driver 19 and the fourth gate driver 21 receive the signal selected through the data selector 18.

이에 따라, 상기 제 3 게이트 드라이버(19)와, 제 4 게이트 드라이버(21)는 상기 제 1 및 2 신호 절연부(14, 15)를 통해 출력되는 반전된 A'신호 및 B'신호를 수신하게 된다.Accordingly, the third gate driver 19 and the fourth gate driver 21 receive the inverted A 'signal and the B' signal outputted through the first and second signal isolating sections 14 and 15 do.

이때, 상기 제 3 게이트 드라이버(19)의 차동 입력단과, 상기 제 4 게이트 드라이버(21)의 차동 입력단에는 서로 다르게 상기 신호가 입력되는 것을 알 수 있다.At this time, it can be seen that the signal is inputted to the differential input terminal of the third gate driver 19 and the differential input terminal of the fourth gate driver 21 differently from each other.

다시 말해서, 상기 제 3 게이트 드라이버(19)에는 상기 제 2 게이트 드라이버(16)와 동일하게 신호가 입력되고, 상기 제 4 게이트 드라이버(21)에는 상기 제 2 및 3 게이트 드라이버(16, 19)와 반대의 신호가 입력된다.In other words, a signal is input to the third gate driver 19 in the same manner as the second gate driver 16, and the fourth gate driver 21 is connected to the second and third gate drivers 16 and 19 The opposite signal is input.

이에 따라, 상기 제 3 게이트 드라이버(19)는 상기 제 2 게이트 드라이버(16)와 동일하게, 상기 반전된 A'신호와, B'신호의 차동 신호를 출력한다. Accordingly, the third gate driver 19 outputs the inverted A 'signal and the differential signal of the B' signal in the same manner as the second gate driver 16.

또한, 이와 반대로, 상기 제 4 게이트 드라이버(21)는 상기 반전된 B'신호와, A'신호의 차동 신호를 출력한다. 다시 말해서, 상기 제 4 게이트 드라이버(21)는 상기 A'신호에서 상기 B'신호를 뺀 차동 신호를 출력한다.On the contrary, the fourth gate driver 21 outputs the inverted B 'signal and the differential signal of the A' signal. In other words, the fourth gate driver 21 outputs a differential signal obtained by subtracting the B 'signal from the A' signal.

상기 제 3 게이트 드라이버(19)를 통해 출력되는 차동 신호는 제 2 출력부(20)를 통해 제 2 게이트 신호(S2)로 출력되며, 상기 제 4 게이트 드라이버(21)를 통해 출력되는 차동 신호는 제 3 출력부(22)를 거쳐 제 3 게이트 신호(S3)로 출력된다.The differential signal output through the third gate driver 19 is output to the second gate signal S2 through the second output unit 20. The differential signal output through the fourth gate driver 21 is And is output to the third gate signal S3 via the third output section 22. [

그러나, 상기와 같이 구성된 게이트 구동 장치는, PWM 신호 생성부(10), 제 1 지연부(11), 제 2 지연부(12), 제 1 게이트 드라이버(13), 제 1 신호 절연부(14), 제 2 신호 절연부(15), 제 2 게이트 드라이버(16), 제 1 출력부(17), 데이터 선택부(18), 제 3 게이트 드라이버(19), 제 2 출력부(20), 제 4 게이트 드라이버(21) 및 제 3 출력부(22)와 같은 복잡한 회로로 구성이 되어 있으므로, 많은 소자들이 필요하게 되며, 이는 곧 제품의 부피 증대, 가격 상승 및 제품 경쟁력 약화로 이어지는 문제점이 있다.However, the gate driving apparatus constructed as described above includes the PWM signal generating unit 10, the first delay unit 11, the second delay unit 12, the first gate driver 13, the first signal isolator 14 A second signal isolator 15, a second gate driver 16, a first output 17, a data selector 18, a third gate driver 19, a second output 20, The fourth gate driver 21 and the third output section 22, a large number of elements are required. This leads to a problem of increasing the volume of the product, raising the price, and weakening the competitiveness of the product .

또한, 상기와 같은 게이트 구동 장치는 강압형 방식에만 적용이 가능하며, 이에 따라 승압형 타입에는 별도의 회로를 채택하여 사용해야 하는 문제점이 있다.Further, the gate driving apparatus as described above is applicable only to the step-down type method, and accordingly, there is a problem that a separate circuit is used for the step-up type.

본 발명에 따른 실시 예에서는, 회로 구성은 간단하면서도 강압형 및 승압형과 같은 모든 타입에 적용 가능한 게이트 구동 장치 및 이를 포함하는 충전기-인버터 통합 장치를 제공하도록 한다.In the embodiment according to the present invention, it is possible to provide a gate drive apparatus applicable to all types such as a step-down type and a boost type, and a charger-inverter integration apparatus including the gate drive apparatus.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the technical objectives to be achieved by the embodiments are not limited to the technical matters mentioned above and that other technical subjects not mentioned are apparent to those skilled in the art to which the embodiments proposed from the following description belong, It can be understood.

실시 예에 따른 게이트 구동 장치는, 스위칭 소자에 공급되는 게이트 신호를 발생하는 게이트 구동 장치에 있어서, 하나의 게이트 신호를 생성하는 게이트 신호 생성부; 상기 게이트 신호 생성부를 통해 생성된 게이트 신호를 수신하고, 이를 제 1 스위칭 소자의 제어를 위한 제 1 게이트 신호로 출력하는 제 1 게이트 신호 출력부; 상기 제 1 게이트 신호 출력부를 통해 출력되는 제 1 게이트 신호를 반전하여 출력하는 신호 절연부; 및 상기 반전된 제 1 게이트 신호와, 기준 게이트 신호를 수신하고, 상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 이용하여 제 2 스위칭 소자의 제어를 위한 제 2 게이트 신호를 출력하는 제 2 게이트 신호 출력부를 포함한다.A gate driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a gate signal generator for generating a gate signal, the gate driver generating a gate signal to be supplied to a switching element; A first gate signal output unit receiving a gate signal generated through the gate signal generator and outputting the gate signal as a first gate signal for controlling the first switching device; A signal isolation unit for inverting and outputting a first gate signal output through the first gate signal output unit; And a second gate signal receiving the inverted first gate signal and the reference gate signal and outputting a second gate signal for controlling the second switching element by using the inverted first gate signal and the reference gate signal, And an output unit.

또한, 상기 제 2 게이트 신호 출력부는, 상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 수신하고 이를 출력하는 데이터 선택부와, 차동 입력단을 통해 상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 수신하고, 상기 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호의 차동 신호를 출력하는 게이트 드라이버와, 상기 게이트 드라이브를 통해 출력되는 차동 신호를 상기 제 2 스위칭 소자의 제어를 위한 제 2 게이트 신호로 출력하는 출력부를 포함한다.The second gate signal output unit may include a data selector for receiving the inverted first gate signal and the reference gate signal and outputting the inverted first gate signal and the reference gate signal, A gate driver for outputting a differential signal between the first gate signal and the reference gate signal and an output unit for outputting a differential signal output through the gate drive as a second gate signal for controlling the second switching element .

또한, 상기 데이터 선택부는, 제 1 동작 모드에 대응하는 게이트 신호를 수신하기 위한 복수의 제 1 입력 단자와, 제 2 동작 모드에 대응하는 게이트 신호를 수신하는 복수의 제 2 입력 단자를 포함하며, 외부로부터 입력되는 선택신호에 따라 상기 복수의 제 1 또는 2 입력 단자를 통해 입력된 게이트 신호를 선택하여 출력한다.The data selection unit may include a plurality of first input terminals for receiving the gate signal corresponding to the first operation mode and a plurality of second input terminals for receiving the gate signal corresponding to the second operation mode, And selects and outputs a gate signal inputted through the first or second input terminal according to a selection signal inputted from the outside.

또한, 상기 복수의 제 1 입력 단자 중 어느 하나는, 상기 신호 절연부와 연결되어 상기 반전된 제 1 게이트 신호를 수신하고, 상기 복수의 제 1 입력 단자 중 다른 하나는, 전원 전압에 연결되어 하이 구간만을 포함하는 기준 게이트 신호를 수신한다.One of the plurality of first input terminals is connected to the signal insulation part to receive the inverted first gate signal, and the other one of the plurality of first input terminals is connected to a power supply voltage to be in a high And receives a reference gate signal including only a section.

또한, 상기 제 1 게이트 신호 출력부는, 부트스트랩 회로를 포함한다.In addition, the first gate signal output section includes a bootstrap circuit.

한편, 실시 예에 따른 충전기-인버터 통합 장치는 제 1 스위칭 소자를 포함하며, 외부로부터 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 교류-직류 변환부; 3쌍의 암 스위칭 소자를 포함하며, 제 1 동작 모드 내에서 상기 교류-직류 변환부를 통해 변환된 직류 전력을 배터리 충전 전력으로 변환하고, 제 2 동작 모드 내에서 배터리로부터 출력되는 직류 전력을 전동기의 구동 전력으로 변환하는 인버터; 상기 교류-직류 변환부에 포함된 스위칭 소자 및 상기 인버터에 포함된 스위칭 소자를 제어하기 위한 게이트 신호를 발생하는 게이트 신호 출력부; 및 상기 충전기-인버터 통합 장치의 동작 모드를 결정하고, 상기 결정된 동작 모드에 따라 상기 게이트 신호 출력부를 통해 상기 게이트 신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 게이트 신호 출력부는, 상기 제 1 동작 모드 내에서, 상기 제 1 스위칭 소자를 제어하기 위한 제 1 게이트 신호와, 상기 3쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 하나의 특정 암 스위칭 소자만을 제어하기 위한 제 2 게이트 신호를 출력한다.Meanwhile, the charger-inverter integrating apparatus according to the embodiment includes an AC-DC converting unit including a first switching device and converting AC power inputted from the outside into DC power; DC converter converts the DC power converted by the AC-DC converter into battery charging power in a first operation mode, and converts DC power output from the battery in a second operation mode into electric power of the electric motor An inverter for converting the driving voltage into driving power; A gate signal output unit for generating a gate signal for controlling a switching element included in the AC-DC converter and a switching element included in the inverter; And a control unit for determining an operation mode of the charger-inverter integration apparatus and controlling the gate signal to be output through the gate signal output unit according to the determined operation mode, wherein the gate signal output unit outputs the gate signal, And outputs a first gate signal for controlling the first switching element and a second gate signal for controlling only one specific arm switching element among the three pairs of arm switching elements.

또한, 상기 인버터는, 상기 제 1 동작 모드 내에서, 상기 3쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 한 쌍의 암 스위칭 소자만이 동작하며, 상기 한 쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 하나는 상기 제 2 게이트 신호에 의해 스위칭 되고, 다른 하나의 암 스위칭 소자는 다이오드로 동작한다.Also, in the inverter, in the first operation mode, only one of the three arm switching elements operates, and one of the pair of arm switching elements operates as the second gate signal And the other female switching element operates as a diode.

또한, 상기 다른 하나의 암 스위칭 소자는, 상기 제 1 동작 모드 내에서 턴-오프 상태를 계속 유지하여, 바디 다이오드를 통해 전류 이동 경로를 제공한다.In addition, the other female switching element maintains the turn-off state in the first operation mode to provide a current path through the body diode.

또한, 상기 전동기는, 상기 교류-직류 변환부와 상기 인버터 사이에 개재되며, 상기 제 1 동작 모드 내에서 상기 교류-직류 변환부를 통해 변환된 직류 전력을 상기 인버터로 전달하고, 상기 제 2 동작 모드 내에서 상기 인버터를 통해 공급되는 구동 전력에 의해 구동된다.Also, the electric motor may be disposed between the AC-DC converter and the inverter, and may transmit the DC power converted by the AC-DC converter to the inverter in the first operation mode, And is driven by drive power supplied through the inverter in the inverter.

또한, 상기 게이트 신호 출력부는, 하나의 게이트 신호를 생성하는 게이트 신호 생성부와, 상기 게이트 신호 생성부를 통해 생성된 게이트 신호를 수신하고, 이를 상기 제 1 스위칭 소자의 제어를 위한 제 1 게이트 신호로 출력하는 제 1 출력부와, 상기 제 1 출력부를 통해 출력되는 제 1 게이트 신호를 반전하여 출력하는 신호 절연부와, 상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 수신하고 이를 출력하는 데이터 선택부와, 차동 입력단을 통해 상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 수신하고, 상기 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호의 차동 신호를 출력하는 게이트 드라이버와, 상기 게이트 드라이브를 통해 출력되는 차동 신호를 상기 제 2 게이트 신호로 출력하는 출력부를 포함한다.The gate signal output unit may include a gate signal generation unit that generates one gate signal and a gate signal generation unit that receives the gate signal generated by the gate signal generation unit and generates a first gate signal for controlling the first switching device And a data selector for receiving the inverted first gate signal and the reference gate signal and outputting the inverted first gate signal and the reference gate signal, A gate driver for receiving the inverted first gate signal and the reference gate signal through a differential input terminal and outputting a differential signal between the first gate signal and the reference gate signal; And an output unit outputting the second gate signal.

또한, 상기 데이터 선택부는, 상기 제 1 동작 모드에 대응하는 게이트 신호를 수신하기 위한 복수의 제 1 입력 단자와, 상기 제 2 동작 모드에 대응하는 게이트 신호를 수신하는 복수의 제 2 입력 단자를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 결정된 동작 모드에 따라 상기 데이터 선택부를 통해 선택될 입력 단자에 대한 선택 신호를 출력한다.The data selection unit may include a plurality of first input terminals for receiving the gate signal corresponding to the first operation mode and a plurality of second input terminals for receiving the gate signal corresponding to the second operation mode And the control unit outputs a selection signal for an input terminal to be selected through the data selection unit according to the determined operation mode.

또한, 상기 복수의 제 1 입력 단자 중 어느 하나는, 상기 신호 절연부와 연결되어 상기 반전된 제 1 게이트 신호를 수신하고, 상기 복수의 제 1 입력 단자 중 다른 하나는, 전원 전압에 연결되어 하이 구간만을 포함하는 기준 게이트 신호를 수신한다.One of the plurality of first input terminals is connected to the signal insulation part to receive the inverted first gate signal, and the other one of the plurality of first input terminals is connected to a power supply voltage to be in a high And receives a reference gate signal including only a section.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 게이트 회로를 간소화하여 부피 감소 및 가격 절감을 도모할 수 있으며, 복잡한 게이트 회로보다 부품 고장 확률을 낮추어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the volume and cost by simplifying the gate circuit, and it is possible to improve the reliability of the product by lowering the probability of parts failure than a complicated gate circuit.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면 스위치의 바디 다이오드를 사용하여 승압형 및 강압형에 모두 적용될 수 있는 게이트 회로를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a gate circuit which can be applied to both the step-up type and the step-down type by using the body diode of the switch.

도 1은 종래 기술에 따른 충전기-인버터 통합 장치에 사용되는 게이트 구동 장치를 나타낸 도면이다.
도 2 및 3은 도 1에 도시된 게이트 구동 장치의 각 부에서 출력되는 게이트 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 충전기-인버터 통합 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명의 실시 예에서 충전 모드에 따른 충전기-인버터 통합 장치의 토폴로지를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 게이트 신호 출력부의 상세 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 각 부의 출력 파형을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing a gate driving apparatus used in a charger-inverter integration apparatus according to the prior art.
FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the waveforms of gate signals output from the respective units of the gate driving apparatus shown in FIG. 1. FIG.
4 is a block diagram of a charger-inverter integration apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a top view of a charger-inverter integration apparatus according to a charge mode in an embodiment of the present invention.
6 is a detailed block diagram of the gate signal output unit shown in FIG.
7 is a diagram for explaining the output waveforms of the respective parts shown in FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 충전기-인버터 통합 장치를 나타낸 도면이다.4 is a block diagram of a charger-inverter integration apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 충전기-인버터 통합 장치(100)는 교류 전력(110), 교류 전력(110)을 직류 전력으로 변환하여 출력하는 교류-직류 변환부(120), 전기 자동차의 구동을 위한 전동기(130), 상기 전동기(130)에 구동 전력을 공급하거나, 고압 배터리(150)에 충전 전력을 공급하는 인버터(140), 상기 고압 배터리(150)로 공급되는 충전 전력이나, 상기 고압 배터리(150)로부터 출력되는 전력을 단속하는 배터리 스위치(160), 상기 교류-직류 변환부(120)에 포함된 스위칭 소자(S0)와 상기 인버터(140)에 포함된 스위칭 소자들(S1~S6)을 제어하기 위한 게이트 신호를 발생하는 게이트 신호 출력부(170)와, 상기 충전기-인버터 통합 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(180)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the charger-inverter integration apparatus 100 according to the embodiment of the present invention includes an AC-DC converter 120 for converting an AC power 110 and an AC power 110 into DC power and outputting the DC power, An inverter 140 for supplying driving power to the electric motor 130 or supplying a charging electric power to the high voltage battery 150, a charging electric power supplying unit 150 for supplying electric power to the electric motor 130, A battery switch 160 for interrupting power output from the high-voltage battery 150, a switching element S0 included in the AC-DC converter 120 and switching elements S0, A gate signal output unit 170 for generating gate signals for controlling the charge accumulating units S1 to S6 and a control unit 180 for controlling the overall operation of the charger-

이하, 상기와 같이 구성된 전력 변환 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the power conversion apparatus configured as described above will be described.

교류-직류 변환부(120)는 외부로부터 공급되는 단상 교류 전력(110)을 수신하고, 그에 따라 상기 교류 전력(110)을 직류 전력으로 변환한다.The AC-DC converter 120 receives the externally supplied single-phase AC power 110, and converts the AC power 110 into DC power.

이때, 상기 교류-직류 변환부(120)는 정류기를 포함할 수 있다. At this time, the AC-DC converter 120 may include a rectifier.

상기 정류기는, 상기 외부로부터 입력되는 단상 교류 전력(110)을 전파 정류한다.The rectifier performs full-wave rectification of the single-phase AC power 110 input from the outside.

이때, 정류기는 하프 브리지 다이오드 또는 풀 브리지 다이오드로 구현 가능하다.At this time, the rectifier can be implemented as a half bridge diode or a full bridge diode.

상기와 같은 교류-직류 변환부(120)는 내부에 제 1 스위칭 소자(S0)를 포함하고 있으며, 그에 따라 상기 제1 스위칭 소자(S0)의 턴-온 또는 턴-오프 동작에 따라 상기 정류기를 통해 변환된 전력을 출력 측으로 흐르게 하여 전력 변환 효율을 높여줄 수 있다.The AC-DC converter 120 includes a first switching element S0 therein. Accordingly, in response to the turn-on or turn-off operation of the first switching element S0, the AC- So that the power conversion efficiency can be improved.

상기 제 1 스위칭 소자(S0)는 후술할 게이트 신호 출력부(170)를 통해 공급되는 제 1 게이트 신호(S1)에 의해 제어된다.The first switching element S0 is controlled by a first gate signal S1 supplied through a gate signal output unit 170 to be described later.

상기와 같은, 교류-직류 변환부(120)는 상기와 같은 단상 교류 전력(110)을 직류 전력으로 변환하여, 상기 고압 배터리(150)의 충전을 위한 전력을 상기 인버터(140)로 공급해준다.상기 교류 전력(110)은 일반적으로 가정용 220V 단상 교류 전력일 수 있다.The AC-DC converter 120 converts the single-phase AC power 110 into DC power and supplies power for charging the high-voltage battery 150 to the inverter 140. The AC power 110 may be generally 220V single-phase AC power for home use.

전동기(130)는 전기 자동차의 구동을 위한 것이고, 충전 모드에서는 상기 교류-직류 변환부(120)를 통해 변환된 직류 전력을 인버터(140)로 전달한다.The electric motor 130 is for driving the electric vehicle, and in the charge mode, it transmits the DC power converted through the AC-DC converter 120 to the inverter 140.

또한, 전동기(130)는 운전 모드에서 상기 고압 배터리(150)에 충전된 전력이 인버터(240)의 스위칭 동작에 의해 교류 전력으로 변환되고, 그에 따라 상기 변환된 교류 전력을 공급받아 구동될 수 있다.In addition, in the operation mode, the electric power charged in the high-voltage battery 150 in the operation mode is converted into the AC power by the switching operation of the inverter 240, and can be driven by receiving the converted AC power .

상기 교류-직류 변환부(120)를 통해 변환된 직류 전력은 상기 전동기(130)의 권선을 타고 인버터(140)로 공급된다.The DC power converted through the AC-DC converter 120 is supplied to the inverter 140 through the windings of the motor 130.

인버터(140)는 게이트 신호에 따라 상기 전동기(130)를 통해 전달되는 직류 전력을 스위칭하여 상기 고압 배터리(150)로 공급하며, 상기 고압 배터리(150)는 상기 인버터(140)의 스위칭 동작에 의해 전달되는 직류 전력에 의해 충전 동작을 수행한다.The inverter 140 switches the DC power transmitted through the motor 130 according to the gate signal and supplies the DC power to the high voltage battery 150. The high voltage battery 150 is connected to the high voltage battery 150 by the switching operation of the inverter 140 And performs the charging operation by the transmitted direct current power.

또한, 인버터(140)는 상기 고압 배터리(150)에 충전된 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환하고, 그에 따라 상기 변환한 3상 교류 전력을 상기 전동기(130)로 공급하여 상기 전동기(130)의 구동이 이루어지도록 한다.The inverter 140 converts the DC power charged in the high-voltage battery 150 into three-phase AC power, supplies the converted three-phase AC power to the motor 130, .

고압 배터리(150)는 바람직하게는 연료전지로서, 수소(H2)와 공기 중 산소(O2)의 화학 반응을 통해 전기 에너지를 생성시켜 스택에 축적하는 방식으로, 직류 전원을 발생시킬 수 있으며, 또한 배터리의 단자를 통해 공급되는 직류 전원에 의해 충전될 수 있다.The high-voltage battery 150 is preferably a fuel cell. The high-voltage battery 150 can generate a DC power in such a manner that electrical energy is generated through chemical reaction between hydrogen (H2) and oxygen (O2) And can be charged by a DC power supplied through the terminal of the battery.

배터리 스위치(160)는 상기 고압 배터리(150)로 공급되는 전원이나, 상기 고압 배터리(150)로부터 출력되는 전원을 단속한다.The battery switch 160 interrupts the power supplied to the high-voltage battery 150 or the power output from the high-voltage battery 150.

즉, 상기 인버터(140)는 제 1 동작 모드(충전 모드)에서, 상기 전동기(130)를 타고 흐르는 직류 전력을 충전 전력으로 변환하여 상기 고압 배터리(150)로 공급한다.That is, the inverter 140 converts the DC power flowing on the motor 130 into the charging power in the first operation mode (charging mode) and supplies the charging power to the high-voltage battery 150.

또한, 인버터(140)는 제 2 동작 모드(운전 모드)에서, 상기 고압 배터리(150)에 충전된 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환하여 상기 전동기(130)에 공급한다.The inverter 140 converts the DC power charged in the high-voltage battery 150 into three-phase AC power in a second operation mode (operation mode), and supplies the three-phase AC power to the electric motor 130.

이때, 상기 인버터(140)는 상기 고압 배터리(150)에 충전된 직류 전력을 3상 교류 전력으로 변환하기 위하여, 3쌍의 암 스위칭 소자로 구성될 수 있다. 이때, 상기 인버터를 구성하는 암 스위칭 소자의 각 쌍은 스위치 모듈이라고도 할 수 있다.At this time, the inverter 140 may be composed of three pairs of female switching elements in order to convert the DC power charged in the high-voltage battery 150 into three-phase AC power. At this time, each pair of the arm switching elements constituting the inverter may be referred to as a switch module.

다시 말해서, 상기 스위치 모듈은 S1과 S4의 암 스위칭 소자들로 구성되는 제 1 스위치 모듈과, S2와 S5의 암 스위칭 소자들로 구성되는 제 2 스위치 모듈과, S3과 S6의 암 스위칭 소자들로 구성되는 제 3 스위치 모듈을 포함할 수 있다.In other words, the switch module includes a first switch module composed of female switch elements S1 and S4, a second switch module composed of female switch elements S2 and S5, and female switch elements S3 and S6 And a third switch module configured to be connected to the first switch module.

이때, 상기 인버터(140)가 운전 모드로 동작하는 경우에는 상기 3개의 스위치 모듈이 모두 동작하게 되지만, 상기 인버터(140)가 충전 모드로 동작하는 경우에는 어느 하나의 특정 스위치 모듈만이 동작하게 된다.At this time, when the inverter 140 operates in the operation mode, all the three switch modules operate. However, when the inverter 140 operates in the charge mode, only one specific switch module operates .

예를 들어, 상기 인버터(140)가 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 전동기(130)의 3상 중 특정 상을 통해 흐르는 직류 전력을 수신하고, 그에 따라 상기 직류 전력을 상기 고압 배터리(150)의 충전 전력으로 변환하기 위해, 상기 제 1 스위치 모듈만이 선택적으로 동작할 수 있다. 이때, 상기 제 2 및 3 스위치 모듈은 턴-오프 상태를 유지하게 된다.For example, when the inverter 140 operates in the charging mode, the inverter 140 receives DC power flowing through a specific phase of the three phases of the motor 130, In order to convert to charging power, only the first switch module can be selectively operated. At this time, the second and third switch modules maintain the turn-off state.

이때, 본 발명에서는 상기 인버터(140)가 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 교류-직류 변환부(120)를 통해 변환된 직류 전력의 승압 또는 강압이 모두 이루어질 수 있도록, 상기 제 1 스위치 모듈을 구성하는 복수의 스위칭 소자 중 어느 하나의 특정 스위칭 소자는 바디 다이오드에 의한 동작만이 이루어지도록 한다.In the present invention, when the inverter 140 operates in the charge mode, the first switch module may be configured so that the step-up or step-down of the DC power converted through the AC- A specific switching element of the plurality of switching elements is operated only by the body diode.

다시 말해서, 상기 설명한 스위칭 소자들은 모두 바디 다이오드를 포함하고 있다. 상기 바디 다이오드는 역 흐름 방지를 위한 것이다.In other words, all of the switching elements described above include a body diode. The body diode is for preventing reverse flow.

즉, 상기 인버터(140)가 충전 모드로 동작하는 경우, 상기 암 스위칭 소자 중 S1 및 S4를 통해서만 전류의 흐름이 이루어지는데, 이때 상기 S1 및 S4 중 어느 하나의 암 스위칭 소자에는 게이트 신호가 공급되고, 다른 하나의 암 스위칭 소자에는 게이트 신호가 공급되지 않는다.That is, when the inverter 140 operates in the charge mode, current flows only through S1 and S4 among the arm switching elements. At this time, a gate signal is supplied to any one of the arm switching elements S1 and S4 , And the gate signal is not supplied to the other arm switching element.

이에 따라, 상기 다른 하나의 암 스위칭 소자는 항상 턴-오프 상태를 유지하게 되며, 이로 인해 상기 다른 하나의 암 스위칭 소자를 구성하는 바디 다이오드를 통해 전류의 흐름이 이루어진다.Accordingly, the other one of the arm switching elements is always kept in the turn-off state, and thus the current flows through the body diode constituting the other arm switching element.

게이트 신호 출력부(170)는 상기 교류-직류 변환부(120)를 구성하는 스위칭 소자의 제어를 위한 게이트 신호와, 상기 인버터(140)를 구성하는 암 스위칭 소자들의 제어를 위한 게이트 신호를 발생한다.The gate signal output unit 170 generates a gate signal for controlling the switching elements constituting the AC-DC converting unit 120 and a gate signal for controlling the arm switching elements constituting the inverter 140 .

이때, 상기 게이트 신호 출력부(170)는, 후술할 제어부(180)를 통해 입력되는 제어신호에 따라 상기 교류-직류 변환부(120)를 구성하는 스위칭 소자와, 상기 인버터(140)를 구성하는 암 스위칭 소자 중 특정 한 쌍의 스위칭 소자에만 게이트 신호를 공급하거나, 상기 인버터(140)를 구성하는 3쌍의 암 스위칭 소자에 게이트 신호를 공급한다.The gate signal output unit 170 includes a switching element constituting the AC-DC converting unit 120 according to a control signal input through a control unit 180 to be described later, A gate signal is supplied to only a specific pair of switching elements among the female switching elements or a gate signal is supplied to the three pairs of arm switching elements constituting the inverter 140. [

다시 말해서, 상기 게이트 신호 출력부(170)는 충전 모드에서, 상기 교류-직류 변환부(120)를 구성하는 스위칭 소자에 제 1 게이트 신호를 공급하고, 또한 상기 인버터(140)를 구성하는 특정 한 쌍의 암 스위칭 소자에 제 2 게이트 신호를 공급한다.In other words, in the charge mode, the gate signal output section 170 supplies the first gate signal to the switching elements constituting the AC-DC converter section 120, And supplies a second gate signal to the pair of female switching elements.

이때, 상기 한 쌍의 암 스위칭 소자에는 상기와 같이 하나의 제 2 게이트 신호가 공급되며, 이로 인해 상기 한 쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 하나의 암 스위칭 소자만이 상기 제 2 게이트 신호에 의해 스위칭 동작을 수행한다. 그리고, 상기 제 2 게이트 신호가 공급되지 않는 나머지 하나의 암 스위칭 소자는 턴-오프 상태를 계속하여 유지하여 다이오드로 동작하게 된다.At this time, the one second gate signal is supplied to the pair of arm switching elements, so that only one of the pair of arm switching elements is switched by the second gate signal . The remaining one of the female switching elements to which the second gate signal is not supplied is continuously operated to operate as a diode.

또한, 상기 게이트 신호 출력부(170)는 운전 모드에서, 상기 3쌍의 암 스위칭 소자 각각에 게이트 신호를 공급한다.In addition, the gate signal output unit 170 supplies gate signals to the three pairs of arm switching elements in the operation mode.

상기 게이트 신호의 생성 동작에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.The operation of generating the gate signal will be described in more detail below.

제어부(180)는 상기 충전기-인버터 통합 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.The control unit 180 controls the overall operation of the charger-inverter integration apparatus 100.

우선적으로, 제어부(180)는 상기 인버터(140)의 동작 모드를 결정한다. 상기 동작 모드는, 상기 충전기-인버터 통합 장치(100)에 연결된 다양한 연결 장치(도시하지 않음)들로부터 입력되는 신호를 기준으로 결정될 수 있다.First, the control unit 180 determines the operation mode of the inverter 140. [ The operation mode may be determined on the basis of a signal input from various connection devices (not shown) connected to the charger-inverter integration device 100.

그리고, 제어부(180)는 상기 동작 모드가 운전 모드로 결정된 경우, 상기 고압 배터리(150)를 통해 기충전된 전력의 방전이 이루어지도록 제어하며, 그에 따라 상기 고압 배터리(150)로부터 공급되는 전력이 상기 인버터(140)에 의해 3상 교류 전력으로 변환된 후 상기 전동기(130)로 공급되도록 한다.When the operation mode is determined to be the operation mode, the control unit 180 controls the discharge of the pre-charged electric power through the high-voltage battery 150, so that the electric power supplied from the high-voltage battery 150 Converted into three-phase AC power by the inverter 140, and then supplied to the electric motor 130.

이때, 제어부(180)는 상기 전동기(130)로 공급되는 전류를 이용하여 상기 전동기를 구동시킬 구동 값을 계산하고, 상기 계산한 구동 값에 따라 상기 인버터(140)의 제어를 위한 게이트 신호가 발생되도록 제어한다.At this time, the control unit 180 calculates a drive value for driving the motor using the current supplied to the motor 130, and generates a gate signal for controlling the inverter 140 according to the calculated drive value Respectively.

또한, 제어부(180)는 상기 동작 모드가 충전 모드로 결정된 경우, 상기 고압 배터리(150)의 방전을 중지시키며, 그에 따라 교류 전력(110)이 상기 교류-직류 변환부(120), 전동기(130) 및 인버터(140)를 거쳐 고압 배터리(150)로 공급되도록 제어한다.The control unit 180 stops the discharge of the high-voltage battery 150 when the operation mode is determined to be the charging mode and accordingly the AC power 110 is supplied to the AC-DC converting unit 120, the motor 130 And the inverter 140 to the high-voltage battery 150.

도 5는, 본 발명의 실시 예에서 충전 모드에 따른 충전기-인버터 통합 장치의 토폴로지를 나타낸 도면이다.5 is a top view of a charger-inverter integration apparatus according to a charge mode in an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 충전기-인버터 통합 장치에 의해 충전 모드가 실행되는 경우, 먼저 외부로부터 입력되는 교류 전력(110)은 교류-직류 변환부(120)에 공급된다.Referring to FIG. 5, when the charging mode is executed by the charger-inverter integration apparatus, the AC power 110 input from the outside is first supplied to the AC-DC converter 120.

상기 교류-직류 변환부(120)는 상기 입력된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 출력한다.The AC-DC converter 120 converts the inputted AC power into DC power and outputs the DC power.

이때, 상기 교류-직류 변환부(120)는 스위칭 소자(S0)의 스위칭 동작에 따라 상기 직류 전력을 변환하여 출력한다.At this time, the AC-DC converter 120 converts the DC power according to the switching operation of the switching device SO and outputs the DC power.

상기 교류-직류 변환부(120)를 통해 변환된 직류 전력은 전동기(130)에 공급된다.The DC power converted through the AC-DC converter 120 is supplied to the motor 130.

이때, 상기 전동기(130)에는 3상의 인덕터가 구비되어 있는데, 상기 3상의 인덕터 중 어느 한 상의 인덕터에만 상기 변환된 직류 전력이 공급된다.At this time, the motor 130 is provided with a three-phase inductor, and the converted DC power is supplied only to the inductor of any one of the three-phase inductors.

상기 전동기(130)는 상기 한 상의 인덕터를 통해 상기 변환된 직류 전력을 수신하여 이를 인버터(140)로 전달한다.The motor 130 receives the converted DC power through the phase inductor and transmits the DC power to the inverter 140.

인버터(140)는 상기 전동기(130)를 통해 전달되는 직류 전력의 크기를 변환하여 고압 배터리(150)의 충전을 위한 충전 전력을 발생한다.The inverter 140 converts the magnitude of the DC power transmitted through the motor 130 to generate a charging power for charging the high-voltage battery 150.

즉, 인버터(140)는 상기 전동기(130)를 통해 전달되는 직류 전력을 선택적으로 승압 또는 강압하여 상기 고압 배터리(150)로 공급한다.That is, the inverter 140 selectively increases or decreases the DC power transmitted through the motor 130 and supplies the DC power to the high-voltage battery 150.

이때, 상기 인버터(140)를 구성하는 3쌍의 암 스위치 중 특정 한 쌍의 암 스위치에만 상기 직류 전력이 공급되며, 상기 한 쌍의 암 스위치의 스위칭 동작에 따라 상기 직류 전력의 선택적인 승압 또는 강압이 이루어진다. 상기 한 쌍의 암 스위치가 S1 및 S4임을 가정하여 설명하기로 한다.At this time, the DC power is supplied only to a specific pair of arm switches among three pairs of arm switches constituting the inverter 140, and the DC power is selectively boosted or stepped down according to the switching operation of the pair of arm switches . Hereinafter, it will be assumed that the pair of arm switches is S1 and S4.

한편, 상기와 같이, 충전 모드에서는 한 쌍의 암 스위치만을 통해 전류가 흐르게 되는데, 이때 상기 한 쌍의 암 스위치가 모두 스위칭 동작을 수행하는 것이 아니라, 어느 하나의 암 스위치만이 선택적으로 스위칭 동작을 수행하게 되며, 다른 하나의 암 스위치는 다이오드(바디 다이오드를 이용)로 동작하게 된다.As described above, in the charging mode, a current flows through only a pair of arm switches. At this time, the pair of arm switches do not perform switching operation, but only one arm switch selectively performs a switching operation And the other arm switch operates with a diode (using a body diode).

이에 따라, 상기 스위칭 동작을 수행하는 암 스위치에만 게이트 신호가 공급되며, 상기 다이오드로 동작하는 암 스위치에는 게이트 신호가 공급되지 않는다.Accordingly, the gate signal is supplied only to the arm switch for performing the switching operation, and the gate signal is not supplied to the arm switch operated by the diode.

상기와 같이, 본 발명의 실시 예에 의하면 충전기-인버터 통합 장치의 동작 모드가 충전 모드인 경우에는, 상기와 같은 경로를 통해 전류가 흐름으로써, 상기 고압 배터리(150)의 충전이 이루어진다.As described above, according to the embodiment of the present invention, when the operation mode of the charger-inverter integration apparatus is the charging mode, the current flows through the path as described above, thereby charging the high-voltage battery 150.

또한, 상기와 같은 충전 모드에서는, 상기 충전기-인버터 통합 장치를 구성하는 7개의 스위칭 소자 중 2개의 스위칭 소자에만 게이트 신호가 공급된다.In addition, in the above charging mode, gate signals are supplied to only two switching elements among the seven switching elements constituting the charger-inverter integration apparatus.

또한, 상기 게이트 신호가 공급되지 않는 5개의 스위칭 소자 중 어느 하나의 스위칭 소자에만 전류가 흐르게 되는데, 이때 상기 전류가 흐르는 스위칭 소자에는 상기 게이트 신호가 공급되지 않음으로써, 바디 다이오드를 통한 전류 흐름이 이루어진다.In addition, a current flows through only one of the five switching elements to which the gate signal is not supplied. At this time, the gate signal is not supplied to the switching element through which the current flows, so that current flows through the body diode .

도 6은 도 4에 도시된 게이트 신호 출력부의 상세 구성도이고, 도 7은 도 6에 도시된 각 부의 출력 파형을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a detailed configuration diagram of the gate signal output unit shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a diagram for explaining output waveforms of the respective units shown in FIG.

도 6 및 7을 참조하면, 게이트 신호 출력부(170)는 PWM 신호 생성부(171), 제 1 출력부(172), 신호 절연부(173), 데이터 선택부(174), 게이트 드라이버(175) 및 제 2 출력부(176)를 포함한다.6 and 7, the gate signal output unit 170 includes a PWM signal generation unit 171, a first output unit 172, a signal isolation unit 173, a data selection unit 174, a gate driver 175 And a second output portion 176. [

PWM 신호 생성부(171)는 하나의 게이트 신호(PWM 신호, 스위칭 신호라고도 함)를 생성하고, 상기 생성된 게이트 신호를 출력한다.The PWM signal generating unit 171 generates one gate signal (PWM signal, also referred to as a switching signal) and outputs the generated gate signal.

제 1 출력부(172)는 상기 PWM 신호 생성부(171)를 통해 생성된 게이트 신호를 수신하고, 이를 출력한다. 이때, 상기 제 1 출력부(172)를 통해 출력되는 게이트 신호는 상기 교류-직류 변환부(120)를 구성하는 스위칭 소자에 공급되는 제 1 게이트 신호이다.The first output unit 172 receives the gate signal generated through the PWM signal generation unit 171 and outputs the gate signal. At this time, the gate signal output through the first output unit 172 is a first gate signal supplied to the switching elements constituting the AC-DC converter 120.

이때, 상기 제 1 출력부(172)는 부트스트랩(Bootstrap)으로 구성될 수 있다.At this time, the first output unit 172 may be configured as a bootstrap.

즉, 일반적인 회로는 전류 구동 능력이 클수록 빨라지므로, 상기 스위칭 소자의 전류 구동 능력을 증가시키려면, 스위칭 소자의 Vgs-Vth 값을 증가시켜야 한다. 이때, 상기 스위칭 소자에서 게이트 전압이 Vdd일 경우, 소스의 전압은 Vdd-Vth보다 더 커질 수 없다. 하지만, 상기 게이트 전압을 Vdd+Vth보다 크게 하면, 그 소소의 최대 전압 값은 Vdd가 된다.That is, since a general circuit has a higher current driving capability, the Vgs-Vth value of the switching device must be increased to increase the current driving capability of the switching device. At this time, when the gate voltage of the switching device is Vdd, the voltage of the source can not be larger than Vdd-Vth. However, when the gate voltage is made larger than Vdd + Vth, the maximum voltage value of the source becomes Vdd.

이에 따라, 상기 제 1 출력부(172)는 상기 교류-직류 변환부(120)의 스위칭 소자에 상기 제 1 게이트 신호(S1)를 공급하면서, 상기 스위칭 소자의 게이트 전압을 Vdd보다 크게 한다.Accordingly, the first output unit 172 supplies the first gate signal S1 to the switching element of the AC-DC converter 120, and makes the gate voltage of the switching element larger than Vdd.

신호 절연부(173)는 상기 제 1 출력부(172)의 출력단에 연결되어, 상기 출력되는 제 1 게이트 신호를 수신하고 이를 출력한다.The signal isolator 173 is connected to the output terminal of the first output unit 172 and receives and outputs the first gate signal.

이때, 상기 PWM 신호 생성부(171)와 후술할 데이터 선택부(174)의 입력의 그라운드가 서로 다르기 때문에, 상기 신호 절연부(173)는 상기와 같은 그라운드 분리를 위해 구성된다.At this time, since the grounds of the inputs of the PWM signal generating unit 171 and the data selecting unit 174 to be described later are different from each other, the signal isolating unit 173 is configured for the ground separation as described above.

상기 신호 절연부(173)는 상기 제 1 게이트 신호를 수신하고, 이에 따라 상기 수신된 제 1 게이트 신호의 반전 신호를 출력한다.The signal isolator 173 receives the first gate signal and accordingly outputs the inverted signal of the received first gate signal.

데이터 선택부(174)는 외부로부터 입력되는 게이트 신호들을 수신하고, 이 중 특정 게이트 신호를 선택하여 출력한다.The data selection unit 174 receives gate signals input from the outside, and selects and outputs a specific gate signal from the gate signals.

이때, 데이터 선택부(174)는 충전 모드에서의 게이트 신호 수신을 위한 2개의 입력 단자와, 인버터 모드에서의 게이트 신호 수신을 위한 6개의 입력 단자를 포함한다.At this time, the data selection unit 174 includes two input terminals for receiving the gate signal in the charge mode and six input terminals for receiving the gate signal in the inverter mode.

또한, 데이터 선택부(174)는 2개의 출력 단자를 포함한다.In addition, the data selection unit 174 includes two output terminals.

이때, 상기 데이터 선택부(174)는 상기 제어부(180)를 통해 입력되는 선택 신호에 따라, 상기 8개의 입력 단자를 통해 입력되는 게이트 신호 중 특정 게이트 신호를 선택하여 출력한다. At this time, the data selector 174 selects and outputs a specific gate signal among the gate signals input through the eight input terminals, according to the selection signal input through the controller 180.

한편, 상기 동작 모드가 충전 모드인 경우, 상기 데이터 선택부(174)는 상기 충전 모드에서의 게이트 신호 수신을 위한 2개의 입력 단자(U_H_CHG, U_L_CHG)의 게이트 신호를 선택하여 이를 상기 2개의 출력 단자를 통해 각각 출력한다.If the operation mode is the charge mode, the data selection unit 174 selects the gate signals of the two input terminals U_H_CHG and U_L_CHG for receiving the gate signal in the charge mode and outputs the gate signals to the two output terminals Respectively.

이때, 상기 데이터 선택부(174)에서 상기 충전 모드에서의 게이트 신호 수신을 위한 2개의 입력 단자(이하에서는, 제 1 입력 단자와 제 2 입력 단자라고 함) 중 제 1 입력 단자는 상기 신호 절연부(173)와 연결되어, 상기 반전된 제 1 게이트 신호를 수신한다.At this time, the first input terminal of the two input terminals (hereinafter referred to as first input terminal and second input terminal) for receiving the gate signal in the charge mode in the data selection unit 174 is connected to the signal input terminal (173), and receives the inverted first gate signal.

또한, 상기 데이터 선택부(174)의 입력 단자 중 제 2 입력 단자는 전원 전압(Vcc)에 연결되어 있다.Also, the second input terminal of the input terminal of the data selector 174 is connected to the power source voltage Vcc.

따라서, 데이터 선택부(174)는 상기 제 1 입력 단자로 입력된 반전된 제 1 게이트 신호를 제 1 출력 단자를 통해 출력한다.Accordingly, the data selection unit 174 outputs the inverted first gate signal input to the first input terminal through the first output terminal.

또한, 데이터 선택부(174)는 상기 제 2 입력 단자로 입력된 기준 게이트 신호를 제 2 출력 단자를 통해 출력한다. 이때, 상기 제 2 입력 단자는 전원 전압에 연결되어 있기 때문에, 풀-업 상태가 되어, 상기 기준 게이트 신호는 하이 구간만이 존재하는 신호이다.The data selection unit 174 outputs the reference gate signal input to the second input terminal through the second output terminal. At this time, since the second input terminal is connected to the power source voltage, the pull-up state is established, and the reference gate signal is a signal having only a high section.

따라서, 데이터 선택부(174)는 상기 반전된 제 1 게이트 신호와, 하이 구간만이 존재하는 기준 게이트 신호를 출력한다.Accordingly, the data selection unit 174 outputs the inverted first gate signal and the reference gate signal having only the high period.

게이트 드라이버(175)는 차동 입력단을 통해 상기 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 수신하고, 이의 차동 신호를 출력한다.The gate driver 175 receives the first gate signal and the reference gate signal through the differential input terminal, and outputs the differential signal.

다시 말해서, 상기 게이트 드라이버(175)는 상기 기준 게이트 신호에서 사기 제 1 게이트 신호를 뺀 차동 게이트 신호를 출력한다.In other words, the gate driver 175 outputs a differential gate signal obtained by subtracting the first gate signal from the reference gate signal.

제 2 출력부(176)는 상기 게이트 드라이버(175)를 통해 출력되는 차동 게이트 신호를 상기 한 쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 하나의 암 스위칭 소자의 제어를 위한 제 2 게이트 신호로 출력한다.The second output unit 176 outputs a differential gate signal output through the gate driver 175 as a second gate signal for controlling one of the pair of female switching elements.

상기 제 2 출력부(176)는 토템 폴 BJT로 구성될 수 있으며, 이에 따라 상기 수신된 차동 신호의 전류를 증폭하여 출력할 수 있다.The second output unit 176 may be configured as a totem pole BJT, thereby amplifying and outputting the current of the received differential signal.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 게이트 회로를 간소화하여 부피 감소 및 가격 절감을 도모할 수 있으며, 복잡한 게이트 회로보다 부품 고장 확률을 낮추어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the volume and cost by simplifying the gate circuit, and it is possible to improve the reliability of the product by lowering the probability of parts failure than a complicated gate circuit.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면 스위치의 바디 다이오드를 사용하여 승압형 및 강압형에 모두 적용될 수 있는 게이트 회로를 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a gate circuit which can be applied to both the step-up type and the step-down type by using the body diode of the switch.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 충전기-인버터 통합 장치
110: 교류 전력
120: 교류-직류 변환부
130: 전동기
140: 인버터
150: 고압 배터리
160: 배터리 스위치
170: 게이트 신호 출력부
171: PWM 신호 생성부 172: 제 1 출력부
173: 신호 절연부 174: 데이터 선택부
175: 게이트 드라이버 176: 제 2 출력부
180: 제어부100: Charger-inverter integrated device
110: AC power
120: AC-DC converter section
130: electric motor
140: Inverter
150: High voltage battery
160: Battery switch
170: Gate signal output section
171: PWM signal generating unit 172: First output unit
173: signal isolator 174: data selector
175: gate driver 176: second output section
180:

Claims (9)

스위칭 소자에 공급되는 게이트 신호를 발생하는 게이트 구동 장치에 있어서,
하나의 게이트 신호를 생성하는 게이트 신호 생성부;
상기 게이트 신호 생성부를 통해 생성된 게이트 신호를 수신하고, 이를 제 1 스위칭 소자의 제어를 위한 제 1 게이트 신호로 출력하는 제 1 게이트 신호 출력부;
상기 제 1 게이트 신호 출력부를 통해 출력되는 제 1 게이트 신호를 반전하여 출력하는 신호 절연부; 및
상기 반전된 제 1 게이트 신호와, 기준 게이트 신호를 수신하고, 상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 이용하여 제 2 스위칭 소자의 제어를 위한 제 2 게이트 신호를 출력하는 제 2 게이트 신호 출력부를 포함하는
게이트 구동 장치.A gate driving apparatus for generating a gate signal supplied to a switching element,
A gate signal generator for generating a gate signal;
A first gate signal output unit receiving a gate signal generated through the gate signal generator and outputting the gate signal as a first gate signal for controlling the first switching device;
A signal isolation unit for inverting and outputting a first gate signal output through the first gate signal output unit; And
A second gate signal output for receiving the inverted first gate signal and the reference gate signal and outputting a second gate signal for controlling the second switching element using the inverted first gate signal and the reference gate signal, Containing parts
Gate drive. 제 1항에 있어서,
상기 제 2 게이트 신호 출력부는,
상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 수신하고 이를 출력하는 데이터 선택부와,
차동 입력단을 통해 상기 반전된 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호를 수신하고, 상기 제 1 게이트 신호와 기준 게이트 신호의 차동 신호를 출력하는 게이트 드라이버와,
상기 게이트 드라이브를 통해 출력되는 차동 신호를 상기 제 2 스위칭 소자의 제어를 위한 제 2 게이트 신호로 출력하는 출력부를 포함하는
게이트 구동 장치.The method according to claim 1,
Wherein the second gate signal output unit comprises:
A data selector for receiving the inverted first gate signal and the reference gate signal and outputting the same,
A gate driver for receiving the inverted first gate signal and the reference gate signal through a differential input terminal and outputting a differential signal between the first gate signal and the reference gate signal,
And an output unit for outputting a differential signal output through the gate drive unit as a second gate signal for controlling the second switching device
Gate drive. 제 2항에 있어서,
상기 데이터 선택부는,
제 1 동작 모드에 대응하는 게이트 신호를 수신하기 위한 복수의 제 1 입력 단자와,
제 2 동작 모드에 대응하는 게이트 신호를 수신하는 복수의 제 2 입력 단자를 포함하며,
외부로부터 입력되는 선택신호에 따라 상기 복수의 제 1 또는 2 입력 단자를 통해 입력된 게이트 신호를 선택하여 출력하는
게이트 구동 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the data selection unit comprises:
A plurality of first input terminals for receiving gate signals corresponding to the first operation mode,
And a plurality of second input terminals for receiving gate signals corresponding to the second operation mode,
And selects and outputs a gate signal inputted through the plurality of first or second input terminals according to a selection signal inputted from the outside
Gate drive. 제 3항에 있어서,
상기 복수의 제 1 입력 단자 중 어느 하나는,
상기 신호 절연부와 연결되어 상기 반전된 제 1 게이트 신호를 수신하고,
상기 복수의 제 1 입력 단자 중 다른 하나는,
전원 전압에 연결되어 하이 구간만을 포함하는 기준 게이트 신호를 수신하는
게이트 구동 장치.The method of claim 3,
Wherein one of the plurality of first input terminals is connected to the first input terminal,
Connected to the signal insulation part to receive the inverted first gate signal,
And the other of the plurality of first input terminals is connected to the first input terminal,
A reference gate signal that is connected to a power supply voltage and includes only a high period
Gate drive. 제 1항에 있어서,
상기 제 1 게이트 신호 출력부는,
부트스트랩 회로를 포함하는
게이트 구동 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first gate signal output unit comprises:
Including bootstrap circuitry
Gate drive. 충전기-인버터 통합 장치에 있어서,
제 1 스위칭 소자를 포함하며, 외부로부터 입력되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 교류-직류 변환부;
3쌍의 암 스위칭 소자를 포함하며, 제 1 동작 모드 내에서 상기 교류-직류 변환부를 통해 변환된 직류 전력을 배터리 충전 전력으로 변환하고, 제 2 동작 모드 내에서 배터리로부터 출력되는 직류 전력을 전동기의 구동 전력으로 변환하는 인버터;
상기 교류-직류 변환부에 포함된 스위칭 소자 및 상기 인버터에 포함된 스위칭 소자를 제어하기 위한 게이트 신호를 발생하는 게이트 신호 출력부; 및
상기 충전기-인버터 통합 장치의 동작 모드를 결정하고, 상기 결정된 동작 모드에 따라 상기 게이트 신호 출력부를 통해 상기 게이트 신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 게이트 신호 출력부는,
상기 제 1 동작 모드 내에서, 상기 제 1 스위칭 소자를 제어하기 위한 제 1 게이트 신호와, 상기 3쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 하나의 특정 암 스위칭 소자만을 제어하기 위한 제 2 게이트 신호를 출력하는
충전기-인버터 통합 장치.A charger-inverter integrated device comprising:
An AC-to-DC converter for converting AC power inputted from the outside into DC power, including a first switching element;
DC converter converts the DC power converted by the AC-DC converter into battery charging power in a first operation mode, and converts DC power output from the battery in a second operation mode into electric power of the electric motor An inverter for converting the driving voltage into driving power;
A gate signal output unit for generating a gate signal for controlling a switching element included in the AC-DC converter and a switching element included in the inverter; And
And a control unit for determining an operation mode of the charger-inverter integration apparatus and controlling the output of the gate signal through the gate signal output unit in accordance with the determined operation mode,
Wherein the gate signal output section comprises:
Outputting a first gate signal for controlling the first switching element and a second gate signal for controlling only one specific arm switching element among the three pairs of arm switching elements in the first operation mode
Charger - inverter integrated device. 제 6항에 있어서,
상기 인버터는,
상기 제 1 동작 모드 내에서, 상기 3쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 한 쌍의 암 스위칭 소자만이 동작하며,
상기 한 쌍의 암 스위칭 소자 중 어느 하나는 상기 제 2 게이트 신호에 의해 스위칭 되고, 다른 하나의 암 스위칭 소자는 다이오드로 동작하는
충전기-인버터 통합 장치.The method according to claim 6,
The inverter includes:
In the first operation mode, only one of the three pairs of arm switching elements operates,
Wherein one of the pair of arm switching elements is switched by the second gate signal and the other arm switching element is operated by a diode
Charger - inverter integrated device. 제 7항에 있어서,
상기 다른 하나의 암 스위칭 소자는,
상기 제 1 동작 모드 내에서 턴-오프 상태를 계속 유지하여, 바디 다이오드를 통해 전류 이동 경로를 제공하는
충전기-인버터 통합 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the other female switching element is a non-
Maintaining the turn-off state within the first operating mode to provide a current path through the body diode
Charger - inverter integrated device. 제 6항에 있어서,
상기 전동기는,
상기 교류-직류 변환부와 상기 인버터 사이에 개재되며,
상기 제 1 동작 모드 내에서 상기 교류-직류 변환부를 통해 변환된 직류 전력을 상기 인버터로 전달하고,
상기 제 2 동작 모드 내에서 상기 인버터를 통해 공급되는 구동 전력에 의해 구동되는
충전기-인버터 통합 장치.The method according to claim 6,
The motor includes:
DC converter and the inverter,
Wherein the DC power converted by the AC-DC converter is transmitted to the inverter in the first operation mode,
And is driven by drive power supplied through the inverter in the second operation mode
Charger - inverter integrated device.
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