KR20160147575A - Power Converter for Charging Battery of Electric Vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a power converter for charging a battery of an electric vehicle (EV). More specifically, the present invention relates to a power converter for charging a battery of an electric vehicle, which integrates an LLC series resonant converter to a conventional phase shift full converter. According to the present invention, the power converter has the effect of widening a zero voltage switching operation range, reducing the size of a filter inductor, and reducing voltage stress of a rectification diode. Also, the present invention has the effect of increasing battery charging efficiency since power conversion efficiency is increased.

Description

전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기{Power Converter for Charging Battery of Electric Vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power converter for charging a battery of an electric vehicle,

본 발명은 전기자동차(Electric Vehicle, EV)의 배터리 충전을 위한 전력변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기존의 위상변이 풀 브리지 컨버터(Phase shift Full bridge Converter)에 LLC 직렬 공진 컨버터(LLC Series Resonant Converter)를 통합한 EV 배터리 충전을 위한 전력변환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for charging a battery of an electric vehicle (EV), and more particularly, to an LLC serial resonant converter (LLC Series Resonant) in a conventional phase shift full bridge converter Converter for charging an EV battery.

전기자동차의 세계시장 규모는 2010년 1만 6천 대 규모였지만, 2015년에는 100만 대 규모를 넘길 것으로 예측되었다. 고갈되고 있는 화석연료의 대체재로서 친환경 자동차 개발이 큰 이슈가 되고 있다. The global market for electric vehicles was estimated to reach 16,000 cars in 2010, but in 2015, it will surpass 1 million. The development of environmentally friendly vehicles as a substitute for depleted fossil fuels is becoming a big issue.

전기를 추진 동력으로 이용하는 자동차들은 필수적으로 배터리를 사용하고 있으며, 상기 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전기는 이러한 전기자동차 어플리케이션에 있어서 필수적인 장치임에 틀림다.Automobiles using electric power as a propulsion power are essentially used batteries, and a battery charger for charging the battery must be an essential device in such an electric automobile application.

전기자동차(EV) 어플리케이션의 온 보드 배터리 충전기(on-board battery charger)는 고조파 규제(harmonic regulation)를 위한 역률보상회로(power factor corrector)와 배터리 충전을 위한 절연 DC-DC 컨버터로 구성되는데, 상기 배터리 충전기는 역률보상회로의 출력으로부터 전기자동차의 배터리를 직접 충전한다. An on-board battery charger in an EV application is comprised of a power factor corrector for harmonic regulation and an isolated DC-DC converter for battery charging, The battery charger directly charges the battery of the electric vehicle from the output of the power factor correction circuit.

전기자동차의 배터리 충전을 위한 다양한 알고리즘 중에서는 CC-CV 알고리즘(constant current - constant voltage algorithm)이 가장 효과적이고 강력하여 충전기 어플리케이션에 폭넓게 적용된다. 상기 CC-CV 알고리즘에서 온 보드 배터리 충전기의 DC-DC 컨버터 출력 전압은 CC 충전 구간에서 크고 넓게 변화하고, CV 충전 구간에서 출력 부하는 전부하(full load)에서 거의 무부하에 가깝게 감소한다. 상기한 동작 특성은 전력변환 효율에 있어서 최적의 DC-DC 컨버터 설계를 어렵게 만드는 문제점이 있다.Among the various algorithms for battery charging of electric vehicles, the CC-CV algorithm (constant current-constant voltage algorithm) is most effective and powerful and widely applied to charger applications. In the CC-CV algorithm, the output voltage of the DC-DC converter of the on-board battery charger changes greatly in the CC charging period, and the output load in the CV charging period decreases to almost no load at full load. The above-described operating characteristics make it difficult to design an optimal DC-DC converter in terms of power conversion efficiency.

예를 들어 종래 위상변이 풀 브리지 컨버터는 고유한 결함인 래깅-레그 스위치(lagging-leg switch)들의 좁은 영전압 스위칭(zero voltage switching) 범위, 변압기(transformer) 1차 측의 큰 순환 전류(circulating current) 및 정류 다이오드(rectifying diode)에서의 매우 높은 전압 스트레스 때문에 CC-CV 충전 알고리즘에서 높은 전력 변환 효율을 달성할 수 없었다. 직렬 공진 컨버터와 같은 공진형 컨버터도, 전기자동차 배터리의 충전에 있어서 스위칭 주파수의 매우 광범위한 변화로 인하여 유사한 문제점을 가지고 있었다. For example, conventional phase-shifted full bridge converters have a narrow zero voltage switching range of lagging-leg switches that are inherent defects, large circulating currents on the primary side of the transformer, ) And rectifying diodes, the high power conversion efficiency in the CC-CV charging algorithm could not be achieved. Resonant converters, such as series resonant converters, have had similar problems due to the very wide variation in switching frequency in the charging of electric vehicle batteries.

한국공개특허 제10-2009-0098473호 (2009. 9. 17. 공개)Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0098473 (disclosed on September 17, 2009)

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 전기자동차 배터리 충전의 효율성을 높이기 위하여 기존의 위상변이 풀 브리지 컨버터에 LLC 직렬 공진 컨버터를 통합한 전기자동차 배터리 충전을 위한 전력변환기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides a power converter for charging an electric automobile battery incorporating an LLC serial resonant converter in a conventional phase shift full bridge converter in order to improve the efficiency of charging an electric automobile battery There is a purpose.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기는, 입력 전압을 스위칭하는 4개의 스위치 및 상기 4개의 스위치 사이에 연결된 제 1변압기를 가진 컨버터 스위칭 부; 상기 컨버터 스위칭 부에 연결되어 상기 입력전압을 변환시키는 LLC 직렬 공진 컨버터 부; 및 상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부에서 변환된 전압을 정류하여 출력하는 에너지 회복 부;를 포함하고, 상기 컨버터 스위칭 부는, 상기 4개의 스위치가 풀 브리지(full bridge) 구조이며, 상기 제 1변압기는 상기 풀 브리지 구조 사이에 배치되고, 상기 제 1 변압기의 2차측에 한 개의 권선을 가진 구조인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power converter for charging a battery of an electric vehicle, comprising: a converter switching unit having four switches for switching an input voltage and a first transformer connected between the four switches; An LLC serial resonant converter unit connected to the converter switching unit to convert the input voltage; And an energy recovering unit for rectifying and outputting the voltage converted by the LLC series resonant converter unit, wherein the converter switching unit has a structure in which the four switches are of a full bridge structure, Bridge structure and has a winding on the secondary side of the first transformer.

또한, 상기 컨버터 스위칭 부는 위상변이 방식을 이용하여 스위칭 동작을 수행하고, 상기 스위치는 MOSFET인 것을 특징으로 한다.In addition, the converter switching unit performs a switching operation using a phase shift method, and the switch is a MOSFET.

상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부는, 상기 제 2변압기, 제 1인덕터 및 하나의 커패시터를 포함하고, 일단은 동일한 방향으로 설치된 두 개의 스위치 사이의 접점에 연결되고, 타단은 접지(ground)에 연결되는 것을 특징으로 한다.The LLC serial resonant converter unit includes the second transformer, the first inductor, and one capacitor, one end of which is connected to a contact between two switches installed in the same direction, and the other end is connected to the ground .

상기 에너지 회복 부는, 동일한 방향으로 직렬 연결된 2개의 다이오드; 직렬 연결된 2개의 커패시터; 및 일단은 상기 2개의 다이오드 사이의 접점에, 타단은 상기 2개의 커패시터 사이의 접점에 연결된 상기 제 2 변압기;를 포함하고, 상기 2개의 다이오드와 상기 2개의 커패시터는 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.The energy recovery unit includes two diodes connected in series in the same direction; Two capacitors connected in series; And the second transformer having one end connected to a contact between the two diodes and the other end connected to a contact between the two capacitors, wherein the two diodes and the two capacitors are connected in parallel.

본 발명에 의하면 영전압 스위칭 동작 범위가 넓어지고, 필터 인덕터(filter inductor)의 사이즈가 감소하며, 순환 전류가 줄어들고, 정류 다이오드의 전압 스트레스를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the zero voltage switching operation range is widened, the size of the filter inductor is reduced, the circulating current is reduced, and the voltage stress of the rectifier diode can be reduced.

또한, 본 발명에 의하면 전력변환 효율이 높아지게 되어 배터리 충전 효율성도 높아지게 되는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the power conversion efficiency is increased, and battery charging efficiency is also increased.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 이론상의 동작 파형을 나타내는 도면.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 구동 모드를 나타내는 도면.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시 예에 따라 실제 제작된 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 동작 결과를 나타내는 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram showing a theoretical operating waveform of a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 3A through 3E illustrate driving modes of a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention; FIGS.
4A to 4D illustrate operation results of a power converter for charging a battery of an electric vehicle actually manufactured according to an embodiment of the present invention.

이하, 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 구성을 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기는 컨버터 스위칭 부, LLC 직렬 공진 컨버터 부, 에너지 회복 부를 포함한다.As shown in FIG. 1, a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes a converter switching unit, an LLC serial resonant converter unit, and an energy recovery unit.

상기 컨버터 스위칭 부는, 입력 전압을 스위칭 하는 4개의 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4) 및 상기 4개의 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4) 사이에 연결된 제 1변압기(T1)을 포함한다. 상기 4개의 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4)는 풀 브리지(full bridge) 구조를 이루고 있으며, 상기 제 1변압기는 상기 풀 브리지 구조 사이에 배치되며 상기 제 1변압기의 2차 측은 한 개의 권선 구조를 이루고 있다. 상기 컨버터 스위칭 부는 위상변이 방식을 이용하여 스위칭 동작을 수행한다. 상기 스위치로 MOSFET을 이용할 수 있다. 왜냐하면 MOSFET을 사용하는 경우에는, 영전압 및 영전류 스위칭이 모두 가능하기 때문이다. 다만, 이는 예시에 불과하며 스위치의 사용이 이에 제한되지는 않는다고 할 것이다. The converter switching unit includes four switches Q1, Q2, Q3 and Q4 for switching the input voltage and a first transformer T1 connected between the four switches Q1, Q2, Q3 and Q4. The four switches (Q1, Q2, Q3, Q4) have a full bridge structure, the first transformer is disposed between the full bridge structures, and the secondary side of the first transformer has one winding structure Respectively. The converter switching unit performs a switching operation using a phase shift method. A MOSFET can be used as the switch. This is because, when MOSFETs are used, both zero voltage and zero current switching are possible. However, this is merely an example and the use of the switch is not limited thereto.

상기 LLC 직렬 공진 컨버터(LLC series resonant converter) 부는, 상기 컨버터 스위칭 부에 연결되어 상기 입력 전압을 변환시킨다. 상기 LLC 직렬 공진 컨버터는 제 2변압기(T2), 제 1인덕터(Lr) 및 하나의 커패시터(Cr)를 포함한다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 일단은 동일한 방향으로 설치된 두 개의 스위치(Q3, Q4) 사이의 접점에 연결되고, 타단은 접지(ground)에 연결된다. The LLC series resonant converter unit is connected to the converter switching unit to convert the input voltage. The LLC series resonant converter includes a second transformer T2, a first inductor Lr, and a capacitor Cr. As shown in Fig. 1, one end is connected to a contact between two switches Q3 and Q4 installed in the same direction, and the other end is connected to a ground.

상기 에너지 회복 부는 상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부에서 변환된 전압을 정류하여 출력한다. 상기 에너지 회복 부는 2개의 다이오드(D5, D6), 2개의 커패시터(Cf1, Cf2) 및 제 2변압기(T2)를 포함할 수 있다. The energy recovery unit rectifies the voltage converted by the LLC serial resonant converter unit and outputs the rectified voltage. The energy recovery unit may include two diodes D5 and D6, two capacitors Cf1 and Cf2, and a second transformer T2.

2개의 다이오드(D5, D6)는 동일한 방향으로 직렬 연결 되어 있으며, 2개의 커패시터(Cf1, Cf2)는 직렬 연결되어 있고, 상기 2개의 다이오드(D5, D6)와 상기 2개의 커패시터(Cf1, Cf2)는 병렬로 연결되어 있다. 이 때 제 2변압기(T2)는, 일단은 상기 2개의 다이오드(D5, D6) 사이의 접점에, 타단은 상기 2개의 커패시터(Cf1, Cf2) 사이의 접점에 연결된다.The two diodes D5 and D6 are connected in series in the same direction and the two capacitors Cf1 and Cf2 are connected in series and the two diodes D5 and D6 and the two capacitors Cf1 and Cf2 are connected in series. Are connected in parallel. At this time, the second transformer T2 is connected at one end to a contact between the two diodes D5 and D6 and at the other end to a contact between the two capacitors Cf1 and Cf2.

상기 컨버터 스위칭 부와 상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 통합 때문에 래깅-레그 스위치(lagging-leg switch)는 영전압 스위칭에 매우 쉽게 도달하게 되고, 상기 영전압 스위칭은 출력 부하 조건으로부터 독립적이게 된다. 에너지 회복 부 때문에 컨버터 스위칭 부의 모든 정류 다이오드들은 영전류 스위칭(zero current switching)과 함께 턴 오프(turn off) 된다. 그리고 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 정류 다이오드들은 영전류 스위칭 동작 아래에 있게 된다. 더 나아가, 상기 컨버터 스위칭 부의 주 전류는 프리휠링(freewheeling) 위상구간 동안 0[A]으로 리셋되기 때문에 종래 위상변이 풀 브리지 컨버터에서 존재하던 순환전류는 최소화 된다.Because of the integration of the converter switching part and the LLC series resonant converter part, the lagging-leg switch is very easily reached to the zero voltage switching, and the zero voltage switching becomes independent from the output load condition. Due to the energy recovery, all rectifier diodes in the converter switching section are turned off with zero current switching. And the commutation diodes of the LLC series resonant converter section are under the zero current switching operation. Furthermore, since the main current of the converter switching unit is reset to 0 [A] during the freewheeling phase interval, the circulating current that is present in the conventional phase shifting full bridge converter is minimized.

에너지 회복 부를 가진 풀 브리지 컨버터의 2차 측 정류 회로는 LLC 직렬 공진 컨버터의 2차 측 정류 회로와 직렬로 놓여진다. 상기한 구성에 의하여 모든 정류 다이오드의 전압 스트레스는 전기자동차 3.3kW 온-보드 배터리 충전기 어플리케이션에서 300V 아래로 제한될 수 있고, 2개의 변압기의 이용률은 종래의 하이브리드 컨버터에 비해 향상된다. The secondary rectifier circuit of the full bridge converter with energy recovery is placed in series with the secondary rectifier circuit of the LLC series resonant converter. With the above configuration, the voltage stress of all rectifier diodes can be limited below 300V in an electric vehicle 3.3kW on-board battery charger application and the utilization of the two transformers is improved compared to conventional hybrid converters.

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 동작 원리를 설명하고자 한다.Hereinafter, the operation principle of the power converter for charging the battery of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 and FIG.

도2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 이론상의 동작 파형을 나타내는 도면이다.2 is a diagram showing a theoretical operational waveform of a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전력변환기는 종래의 위상변이 풀 브리지 전력변환기와 마찬가지로 스위치 활성을 위한 구동 신호(driving signal)가 동일하다. 그리고 상기 종래의 위상변이 풀 브리지 전력변환기와 같이 위상변이 방식으로 출력이 제어된다. As shown in FIG. 2, the power converter according to the embodiment of the present invention has the same driving signal for switch activation as the conventional phase-shift full-bridge power converter. And the output is controlled in a phase shift manner like the conventional phase shifted full bridge power converter.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 구동 모드를 나타내는 도면이다. FIGS. 3A through 3E are views illustrating a driving mode of a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기는 스위칭 구간에서 20개의 구동 모드(operating mode)가 있는데, 모드 1에서 모드 10 (t0 ~ t10), 모드 11에서 모드 20(t10~t20)과 같이 두 개의 하프 사이클(half cycle)로 나눌 수 있다. 두 개의 하프 사이클은 대칭되므로, 도 3a 내지 도 3e에서 도시한 바와 같이, 이하에서는 모드 1에서 모드 10 구간의 1개 하프 사이클만을 설명하고자 한다. The power converter for charging the battery of the electric vehicle according to the present invention has 20 operating modes in the switching period. In mode 1, mode 10 (t0 to t10), mode 11 to mode 20 (t10 to t20) And can be divided into two half cycles. Since the two half cycles are symmetrical, only one half cycle of the mode 1 to the mode 10 will be described below as shown in FIGS. 3A to 3E.

모드 1: 모드 1은 스위치 Q1과 스위치 Q3이 턴 온(turn on) 상태일 때 시작한다. 모드 1에서, Vp1(t)이 (+) 입력 전압을 가지기 때문에, 배터리 충전 전류는 다이오드 D1, D3, 커패시터 Cf1, Cf2, 클램프 커패시터 Cc, 보조 다이오드 Da2, 출력 인덕터 Lo 및 제 1변압기 T1을 통해 흐르게 된다. 상기 전력 경로(power path)로부터 컨버터 스위칭 부와 LLC 직렬 공진 컨버터 부가 출력 단자에서 요구되는 전력을 함께 전달함을 알 수 있다. Mode 1: Mode 1 starts when switch Q1 and switch Q3 are turned on. In mode 1, since Vp1 (t) has a (+) input voltage, the battery charge current flows through the diodes D1 and D3, the capacitors Cf1 and Cf2, the clamp capacitor Cc, the auxiliary diode Da2, the output inductor Lo and the first transformer T1 Flow. It can be seen from the power path that the converter switching unit and the LLC series resonant converter deliver the power required at the output terminal together.

동 시간대에 상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 공진 전류는 다이오드 D5를 통하여 상기 커패시터 Cf1를 충전한다. 정류기 출력 전압 Vrec(t)은 Cc에 인가된 전압과 출력 전압 Vo 의 합이 된다.The resonant current of the LLC series resonant converter part charges the capacitor Cf1 through the diode D5 in the same time period. The rectifier output voltage Vrec (t) is the sum of the voltage applied to Cc and the output voltage Vo.

만약 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 출력 전압이

Figure pat00001
이라면, 제 1변압기 T1의 주 전압은 하기의 수학식 1을 통해 얻을 수 있다.If the output voltage of the LLC series resonant converter is
Figure pat00001
, The main voltage of the first transformer T1 can be obtained by the following equation (1).

Figure pat00002
Figure pat00002

그리고 컨버터 스위칭 부에서 주 전류 ip1(t)는 하기의 수학식 2로 나타낼 수 있다.The main current ip1 (t) in the converter switching part can be expressed by the following equation (2).

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 모드 1은 상기 스위치 Q1이 턴 오프(turn off)될 때 종료한다.The mode 1 ends when the switch Q1 is turned off.

모드 2: 모드 2는 상기 스위치 Q1이 t1에서 턴 오프 될 때 시작한다. 배터리 충전 전류가 여전히 D1와 D3를 통해 흐르고, 주 전류는 최대값을 가지기 때문에, 하기의 수학식 3에 따라서 Q1 또는 Q2은 매우 쉽게 충전되거나 혹은 방전된다. Mode 2: Mode 2 starts when the switch Q1 is turned off at t1. Since the battery charge current still flows through D1 and D3 and the main current has a maximum value, Q1 or Q2 is very easily charged or discharged according to the following equation (3).

Figure pat00004
Figure pat00004

Vp1(t)는 선형적으로 빨리 VQ2(t)처럼 0[V]으로 감소한다. 그리고 Vrec(t)는 모드 1에서의 값과 동일한 값을 유지한다. 상기 LLC 직렬공진 컨버터 부의 공진 전류는 Cf1을 계속적으로 충전한다. 상기 모드 2 구간은 매우 좁아서 상기 모드 2의 시간 간격(time interval)은 본 발명에 따른 전력변환기의 원리를 설명함에 있어서 생략하여도 무관하다.Vp1 (t) decreases linearly to 0 [V] as VQ2 (t) quickly. And Vrec (t) maintains the same value as the value in mode 1. The resonant current of the LLC series resonant converter section continuously charges Cf1. The mode 2 section is very narrow and the time interval of the mode 2 may be omitted in explaining the principle of the power converter according to the present invention.

모드 3: 모드 3은 Vp1(t)가 0[V]에 도달할 때 시작한다. 상기 모드 3 동안에는 Q2 사이에 인가된 전압은 0(zero)이다. 따라서 상기 스위치 Q2는 영전압 스위칭과 함께 턴 온 된다.

Figure pat00005
는 모드 1 또는 모드 2에서와 같이 동일한 값을 가진다. 그리고
Figure pat00006
는 역으로 T1의 주 누설 인덕터(leakage inductor)
Figure pat00007
에 인가된다. 그러면 주 전류 ip1(t)는 하기의 수학식 4의 기울기를 가지고 선형적으로 줄어들기 시작한다. Mode 3: Mode 3 starts when Vp1 (t) reaches 0 [V]. During mode 3, the voltage applied between Q2 is zero. Thus, the switch Q2 turns on with zero voltage switching.
Figure pat00005
Has the same value as in Mode 1 or Mode 2. And
Figure pat00006
Is the reverse leakage inductor of T1,
Figure pat00007
. Then, the main current ip1 (t) begins to decrease linearly with the slope of the following equation (4).

Figure pat00008
Figure pat00008

다이오드 Da2 와 다이오드 D1의 전류 또한 하기의 수학식 5의 기울기를 가지고 선형적으로 줄어든다.The currents of the diode Da2 and the diode D1 also linearly decrease with the slope of the following equation (5).

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 모드 3은 영전류 스위칭과 함께 다이오드 Da2가 턴 오프 될 때 종료한다.The mode 3 ends when the diode Da2 is turned off together with the zero current switching.

모드 4: 모드 4는 다이오드 Da2가 턴 오프 되고, 다이오드 Da1가 도통(conduct)될 때 시작한다. Cc의 전압이

Figure pat00010
에 인가된다. 그리고 ip1(t)가 하기의 수학식 6의 기울기에 따라서 선형적으로 감소하기 시작한다. 그 결과, 다이오드 D1, D3 와 다이오드 Da1 사이에서 커뮤테이션(commutation)이 일어난다. 그리고 Vrec(t)는 Cc 사이의 전압과 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 출력전압의 합이 된다. 이는 하기의 수학식 6에서와 같다. Mode 4: Mode 4 starts when the diode Da2 is turned off and the diode Da1 conducts. The voltage of Cc
Figure pat00010
. Then, ip1 (t) starts to decrease linearly according to the slope of the following equation (6). As a result, commutation occurs between the diodes D1 and D3 and the diode Da1. And Vrec (t) is the sum of the voltage between Cc and the output voltage of the LLC series resonant converter. This is shown in Equation (6) below.

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 모드 4의 끝에서, 상기 다이오드 D1과 D3는 영전류 스위칭 아래 턴 오프 된다.At the end of Mode 4, the diodes D1 and D3 are turned off under zero current switching.

모드 5: 모드 5는 다이오드 D1과 D3가 턴 오프 되고 배터리 충전 전류가 오직 다이오드 Da1을 통해 흐를 때 시작한다. 그러면 ip1(t)는 0[A]이 되고, 컨버터 스위칭 부는 배터리 충전을 위한 파워링(powering) 동작을 멈춘다. 이는 배터리 충전 전력이 오직 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 출력으로부터 공급되는 것을 의미한다. 상기 모드 5는 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 공진 전류가 D5를 통한 Cf1의 충전을 멈춘 때 종료한다. 동 시간에 다이오드 D5는 영전류 스위칭으로 턴 오프 된다. Mode 5: Mode 5 begins when diodes D1 and D3 are turned off and the battery charge current flows only through diode Da1. Then, ip1 (t) becomes 0 [A], and the converter switching unit stops the powering operation for charging the battery. This means that the battery charge power is supplied only from the output of the LLC series resonant converter section. Mode 5 ends when the resonant current of the LLC series resonant converter section stops charging Cf1 through D5. At the same time, diode D5 turns off with zero current switching.

위상변이 방식으로 조절된 컨버터 스위칭 부에서 프리휠링 위상은 Vp1(t)이 0[V]일 때 나타난다. 상기 프리휠링 위상구간 동안에 흔히 순환전류라고 불리는, 논-파워링(non-powering) 전류가 컨버터 스위칭 부의 제 1변압기 T1의 1차 측에서 항상 흐른다. 상기 순환전류는 배터리 충전기 어플리케이션을 위한 종래의 위상변이 풀 브리지 컨버터의 명백한 결함의 이유로 지적되었다. 왜냐하면 상기 순환전류는 배터리 충전기와 같은 광범위 출력 전압 어플리케이션(wide-output-voltage applications)에는 항상 존재하였고, 상기 순환전류 때문에 도통 전력 손실(conduction power loss)이 증가하였기 때문이다. 특히, 상기 순환전류에 의해 야기된 상기 도통 전력 손실은 배터리 전압이 최소값이 되었을 때 최대가 된다. 왜냐하면 그 상황에서 상기 프리휠링 위상 구간은 매우 길기 때문이다.In the converter switching section controlled by the phase shift method, the freewheeling phase appears when Vp1 (t) is 0 [V]. During the freewheeling phase interval, a non-powering current, often referred to as a circulating current, always flows at the primary side of the first transformer T1 of the converter switching section. This cycling current has been noted for reasons of obvious deficiencies of conventional phase shifting full bridge converters for battery charger applications. This is because the cycling current was always present in wide-output-voltage applications such as battery chargers, and the conduction current increased the conduction power loss. In particular, the conduction power loss caused by the circulating current is maximized when the battery voltage becomes the minimum value. Because in that situation the freewheeling phase interval is very long.

반면에, 본 발명에서는 Vp1(t)가 0[V]이 되었을 때, 주 전류 ip1(t)는, 모드 3과 4에서 설명했듯이 0[A]으로 리셋(reset)된다. 그리고 그 어떤 전류도 1차 측으로 흐르지 않는다. 이는 종래 위상변이 풀 브리지에서 존재하던 순환전류가 제거된다는 것을 의미한다. 그 결과, 변압기의 1차 측에서 상기 도통 전력 손실은 전체 배터리 충전 과정 동안 크게 줄어들 수 있다. On the other hand, in the present invention, when Vp1 (t) becomes 0 [V], the main current ip1 (t) is reset to 0 [A] as described in modes 3 and 4. And no current flows to the primary side. This means that the circulating current that is present in the conventional phase shift full bridge is removed. As a result, the conduction power loss at the primary side of the transformer can be greatly reduced during the entire battery charging process.

모드 6: 모드 6은 다이오드 D5가 턴 오프 될 때 시작한다. 배터리 충전 전력은 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 출력으로부터 공급 받는다. 주 전류 ip2(t)는 제 2변압기 T2의 자화전류(magnetizing current)가 된다. 상기 모드 6의 끝에는, 스위치 Q3이 턴 오프 된다. Mode 6: Mode 6 starts when diode D5 is turned off. The battery charge power is supplied from the output of the LLC series resonant converter section. The main current ip2 (t) becomes the magnetizing current of the second transformer T2. At the end of the mode 6, the switch Q3 is turned off.

모드 7: 모드 7은 스위치 Q3이 턴 오프 될 때 시작한다. 동 시간에, Q3 또는 Q4은 T2의 자화 인덕터

Figure pat00012
에 저장된 에너지에 의하여 하기 수학식 7에 따라서 충전되거나 방전된다. Mode 7: Mode 7 starts when switch Q3 is turned off. At the same time, Q3 or Q4 is the magnetizing inductor of T2
Figure pat00012
Is charged or discharged according to the following equation (7).

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 Vp1(t)는 (-) 입력 전압으로 감소하기 시작한다. 상기 모드 7은 Vp1(t)가 T1의 권선비(turn-ratio)를 가진 Cc의 전압에 도달할 때 종료한다.Vp1 (t) begins to decrease to the negative input voltage. The mode 7 ends when Vp1 (t) reaches the voltage of Cc having a turn-ratio of T1.

모드 8: 모드 8은 Vp1(t)가

Figure pat00014
에 도달할 때 시작한다. 다이오드 D2와 D4는 도통하기 시작하고, 다이오드 D2와 D4 그리고 Da1 사이에서 커뮤테이션이 발생한다. Vrec(t)는 그 전의 값으로 유지되기 때문에, D2와 D4의 전류는 하기 수학식 8의 기울기로 증가하기 시작하고, Da1의 전류는
Figure pat00015
에서부터 감소하기 시작한다. Mode 8: In mode 8, Vp1 (t) is
Figure pat00014
Lt; / RTI > Diodes D2 and D4 begin to conduct, and commutation occurs between diodes D2 and D4 and Da1. Since Vrec (t) is maintained at the previous value, the currents of D2 and D4 start to increase by the slope of the following expression (8), and the current of Da1 becomes
Figure pat00015
Lt; / RTI >

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 수학식 8에 따라 상기 Vp1(t)는 계속해서 (-) 입력 전압을 향해 감소한다.According to Equation (8), Vp1 (t) continues to decrease toward the negative input voltage.

모드 9: 모드 9는 Vp1(t)가 (-) 입력 전압에 도달할 때 시작한다. 그러면 스위치 Q4 사이의 전압은 0[V]이 되고, Q4가 영전압 스위칭과 함께 턴 온이 된다. LLC 직렬 공진 컨버터 부의 1차 측에서 Lr 과 Cr 사이의 공진이 다시 일어나고 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 공진 전류는 다이오드 D6을 통하여 커패시터 Cf2를 충전하기 시작한다. 상기 모드 9에서, 다이오드 D2와 D4는 계속해서 Da1과 커뮤니테이션을 하기 때문에 Vrec(t)는 모드 8에서의 값과 동일한 값을 가진다. 상기 모드 9가 끝날 때, 다이오드 D2와 D4의 전류는

Figure pat00017
에 도달하고, 다이오드 Da1은 영전류 스위칭 아래 턴 오프 된다. Mode 9: Mode 9 starts when Vp1 (t) reaches the negative input voltage. Then the voltage between switch Q4 is 0 [V], and Q4 turns on with zero voltage switching. The resonance between Lr and Cr occurs again on the primary side of the LLC series resonant converter section and the resonant current of the LLC series resonant converter section starts charging the capacitor Cf2 through the diode D6. In mode 9, since diodes D2 and D4 continue to communicate with Da1, Vrec (t) has the same value as the value in mode 8. At the end of mode 9, the currents of diodes D2 and D4
Figure pat00017
And the diode Da1 is turned off under zero current switching.

모드 10: 모드 10은 다이오드 D2와 D4 및 Da1 사이에서 커뮤테이션이 완전히 이루어 졌을 때 시작한다. 동 시간에 다이오드 Da2는 도통하기 시작한다. 그 결과 컨버터 스위칭 부와 LLC 직렬 공진 컨버터 부 모두 배터리를 충전하기 시작하고, 이는 상기 모드 1에서 설명한 바와 같다. 상기 모드 10에서 Vrec(t)는

Figure pat00018
와 Vo의 합이고, ip1(t)는 상기 수학식 2의 기울기를 가지고 감소한다. 상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부의 공진 전류는 Cf2를 계속해서 충전한다. Mode 10: Mode 10 starts when the commutation is fully established between diodes D2 and D4 and Da1. At the same time, the diode Da2 begins to conduct. As a result, both the converter switching unit and the LLC series resonant converter unit begin to charge the battery, which is described in Mode 1 above. In this mode 10, Vrec (t)
Figure pat00018
And Vo, and ip1 (t) decreases with the slope of Equation (2). The resonant current of the LLC series resonant converter section continues to charge Cf2.

이후의 모드 11부터 모드 20 구간까지의 동작은 모드 1부터 모드 10까지의 하프 사이클과 대칭되므로, 모드 1에서 모드 10구간까지의 1개 하프 사이클에 대한 동작이 모드 11부터 모드 20 구간까지 그대로 유지된다고 할 것이다.Since the operation from the subsequent mode 11 to the mode 20 is symmetrical with the half cycle from the mode 1 to the mode 10, the operation for one half cycle from the mode 1 to the mode 10 is maintained from the mode 11 to the mode 20 I would say.

이하에서는 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 실제 구성 및 구동 결과를 살펴보고자 한다.Hereinafter, an actual configuration and a driving result of a power converter for charging a battery of an electric vehicle according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4D.

본 발명에 따른 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기의 효과를 입증하기 위하여, 3.3kW 프로토타입(prototype) 회로가 하기의 표1에서 제시된 소자들을 통해 제작되고, CC-CV 알고리즘을 가지고 실제 구동 테스트를 거쳤다. In order to demonstrate the effect of the power converter for charging a battery of an electric vehicle according to the present invention, a 3.3 kW prototype circuit is manufactured through the devices shown in Table 1 below, and a CC- .

상기 프로토타입 회로는 입력전압 VIN = 400V, 출력전압 Vo = 250-420V, CC 모드에서 충전 전류 IBattery = 7.85A, 스위칭 주파수 fs = 100kHz으로 설정될 수 있다. 다만 이는 예시에 불과할 뿐 본 발명은 상기와 같은 조건으로 한정되지는 않을 것이다. The prototype circuit can be set to have an input voltage VIN = 400V, an output voltage Vo = 250-420V, a charging current IBattery = 7.85A in the CC mode, and a switching frequency fs = 100kHz. However, the present invention is not limited to the above-mentioned conditions.


소자(components)Components

특성characteristic

주 스위치(Q1-Q4)

The main switch (Q1-Q4)

IPP60R074C6 (650V)

IPP60R074C6 (650V)

정류 다이오드(D1, D2, D3, D4)

The rectifier diodes D1, D2, D3, D4,

LQA10T30 (300V)

LQA10T30 (300V)

정류 다이오드(D5, D6)

The rectifying diodes D5 and D6,

B40250TG (250V, Schottky diode)

B40250TG (250V, Schottky diode)

다이오드 (Da1, Da2)

The diodes Da1,

B40250TG (250V, Schottky diode)

B40250TG (250V, Schottky diode)

변압기 (T1)

Transformer (T1)
Core-PQ5050, Turns-ratio(n1)-0.585
Lm-1.13mH, Llk - 5.4uH
Core-PQ5050, Turns-ratio (n1) -0.585
Lm-1.13mH, Llk-5.4uH

변압기 (T2)

Transformer (T2)
Core-PQ3535, Turns-ratio(n2)-0.5
Lm-120uH, Llk -3.95uH
Core-PQ3535, Turns-ratio (n2) -0.5
Lm-120uH, Llk -3.95uH

공진 인덕터(Lr)

Resonant inductor Lr,

17.75uH

17.75uH

공진 커패시터(Cr)

The resonant capacitor (Cr)

100nF/630V

100nF / 630V

클램프 커패시터(Cc)

Clamp capacitor (Cc)

1uF/250V

1uF / 250V

출력 인덕터(Lo)

Output inductor (Lo)

250uH(MPP core)

250 uH (MPP core)

출력 커패시터(Cf1, Cf2)

Output capacitors (Cf1, Cf2)

4.7uF/250V(Low ESR firm capacitor)

4.7uF / 250V (Low ESR firm capacitor)

출력 커패시터(Co2)

Output capacitor (Co2)

450uF/500V

450uF / 500V

제어기

Controller

TMS320F28027

TMS320F28027

도 4a는 배터리는 250V부터 420V까지 7.85A의 일정한 전류로 충전되는 동안 본 발명에 따른 전력변환기의 핵심 구동 파형을 나타낸다. 도 4a에서 도시한 바와 같이, 측정된 모든 동작 파형은 도 3에서의 이론상의 동작 파형과 동일하다. 더 나아가, 배터리를 충전하는 과정에서 주 전압 Vp1(t)가 영이 될 때, 본 발명에 따른 상기 전력변환기는 변압기의 1차 측에서 감소된 순환전류를 갖는다. 또한, 정류기의 출력 전압 Vrec의 계단식 전압 파형을 통해 컨버터 스위칭 부로부터 에너지 회복 부로 출력 전압이 계속적으로 전달되고 있음을 확인할 수 있다. 그리고 출력 필터 인덕터의 사이즈는 종래 위상변이 풀 브리지 컨버터에 비해 작아졌음을 확인할 수 있다.4A shows a core drive waveform of the power converter according to the present invention while the battery is being charged to a constant current of 7.85A from 250V to 420V. As shown in Fig. 4A, all the measured operation waveforms are the same as the theoretical operation waveforms in Fig. Furthermore, when the main voltage Vp1 (t) becomes zero in the process of charging the battery, the power converter according to the present invention has a reduced circulating current on the primary side of the transformer. Also, it can be confirmed that the output voltage is continuously transmitted from the converter switching unit to the energy recovery unit through the stepwise voltage waveform of the output voltage Vrec of the rectifier. It can be seen that the size of the output filter inductor is smaller than that of the conventional phase shift full bridge converter.

도 4b 및 도 4c에서는 배터리를 충전하는 동안의 래깅 레그 스위치의 영전압 스위칭 파형을 나타낸다. 도 4b 및 도 4c에서 도시한 바와 같이, LLC 공진 컨버터 부와의 조합 때문에 무부하 조건에서 전 부하조건까지 상기 래깅 레그 스위치는 영전압 스위칭과 함께 성공적으로 턴 온 된다. Figures 4B and 4C show the zero voltage switching waveform of the lagging leg switch during battery charging. As shown in Figures 4b and 4c, due to the combination with the LLC resonant converter portion, the lagging leg switch from no load condition to full load condition is successfully turned on with zero voltage switching.

도4d에서는 CC 모드 (7.85A) 및 CV 모드 (420V)에서 배터리 충전 과정 동안에 측정된 충전 효율을 나타낸다. 도4d에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력변환기는 줄어든 순환전류, 넓어진 영전압 스위칭 범위, 모든 정류 다이오드의 영전류 스위칭 동작, 낮아진 권선비 때문에 종래의 위상변이 풀 브리지 컨버터 보다 더 좋은 성능을 나타낸다.Figure 4d shows the charge efficiency measured during the battery charging process in CC mode (7.85A) and CV mode (420V). As shown in Figure 4d, the power converter according to the present invention exhibits better performance than conventional phase shifting full bridge converters due to reduced circulating current, wider zero voltage switching range, zero current switching operation of all rectifier diodes, and lower winding ratio .

본 발명에 따른 상기 전력변환기는 전부하(full load) 조건에서 최고 98.09%의 효율성을 보인다. The power converter according to the present invention exhibits efficiencies up to 98.09% under full load conditions.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.The embodiments of the present invention described in the present specification and the configurations shown in the drawings relate to the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to encompass all of the technical ideas of the present invention so that various equivalents It should be understood that water and variations may be present. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. , Such changes shall be within the scope of the claims set forth in the claims.

Claims (5)

풀 브리지(full bridge) 구조로 연결되어 입력 전압을 스위칭하는 4개의 스위치 및 상기 풀 브리지 구조 사이에 배치된 제 1변압기를 포함하는 컨버터 스위칭 부;
상기 컨버터 스위칭 부에 연결되어 상기 컨버터 스위칭 부로 입력되는 전압을 변환시키는 LLC 직렬 공진 컨버터 부; 및
상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부에서 변환된 전압을 정류하여 출력하는 에너지 회복 부;를 포함하고,
상기 제 1 변압기의 2차측은 하나의 권선을 가진 구조인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기.
A converter switching part including four switches connected in a full bridge structure for switching an input voltage and a first transformer disposed between the full bridge structure;
An LLC serial resonant converter unit connected to the converter switching unit to convert a voltage input to the converter switching unit; And
And an energy recovery unit for rectifying and outputting the voltage converted by the LLC series resonant converter unit,
Wherein the secondary side of the first transformer is a structure having one winding.
제1항에 있어서,
상기 컨버터 스위칭 부는 위상변이 방식을 이용하여 스위칭 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기.
The method according to claim 1,
Wherein the converter switching unit performs a switching operation using a phase shift method.
제2항에 있어서,
상기 스위치는 MOSFET인 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기.
3. The method of claim 2,
Characterized in that the switch is a MOSFET.
제1항에 있어서,
상기 LLC 직렬 공진 컨버터 부는,
상기 제 2변압기, 제 1인덕터 및 하나의 커패시터를 포함하고,
일단은 동일한 방향으로 설치된 두 개의 스위치 사이의 접점에 연결되고, 타단은 접지(ground)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기.
The method according to claim 1,
The LLC series resonant converter unit includes:
A second transformer, a first inductor, and a capacitor,
Wherein one end is connected to a contact between two switches installed in the same direction and the other end is connected to a ground.
제5항에 있어서,
상기 에너지 회복 부는,
동일한 방향으로 직렬 연결된 2개의 다이오드;
직렬 연결된 2개의 커패시터; 및
일단은 상기 2개의 다이오드 사이의 접점에, 타단은 상기 2개의 커패시터 사이의 접점에 연결된 상기 제 2 변압기;를 포함하고,
상기 2개의 다이오드와 상기 2개의 커패시터는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 배터리 충전을 위한 전력변환기.
6. The method of claim 5,
The energy recovery unit includes:
Two diodes connected in series in the same direction;
Two capacitors connected in series; And
The second transformer having a first end connected to a contact between the two diodes and a second end connected to a contact between the two capacitors,
Wherein the two diodes and the two capacitors are connected in parallel.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180098171A (en) * 2017-02-24 2018-09-03 단국대학교 산학협력단 High Efficiency EV Charger with Small Ripple Current
KR102208523B1 (en) * 2019-12-04 2021-01-27 주식회사 에이치에스해성 LDC and OBC integration module device
US11407321B2 (en) 2019-12-27 2022-08-09 Hyundai Autoever Corp. Battery system for vehicle and method of operating same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090098473A (en) 2008-03-14 2009-09-17 삼성전기주식회사 Switching power supplies using parallel transformer for current sharing

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101304777B1 (en) 2011-08-19 2013-09-05 전주대학교 산학협력단 DC/DC converter with wide input voltage range
KR101288230B1 (en) 2011-12-23 2013-07-24 명지대학교 산학협력단 Battery charging device for electric vehicle
KR101464478B1 (en) 2013-07-15 2014-11-24 주식회사 동아일렉콤 Multi input llc resonant type dc-dc converter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090098473A (en) 2008-03-14 2009-09-17 삼성전기주식회사 Switching power supplies using parallel transformer for current sharing

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180098171A (en) * 2017-02-24 2018-09-03 단국대학교 산학협력단 High Efficiency EV Charger with Small Ripple Current
KR102208523B1 (en) * 2019-12-04 2021-01-27 주식회사 에이치에스해성 LDC and OBC integration module device
US11407321B2 (en) 2019-12-27 2022-08-09 Hyundai Autoever Corp. Battery system for vehicle and method of operating same

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