KR20170122601A - Apparatus for charging and discharging battery - Google Patents

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KR20170122601A
KR20170122601A KR1020160051800A KR20160051800A KR20170122601A KR 20170122601 A KR20170122601 A KR 20170122601A KR 1020160051800 A KR1020160051800 A KR 1020160051800A KR 20160051800 A KR20160051800 A KR 20160051800A KR 20170122601 A KR20170122601 A KR 20170122601A
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battery
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capacitor
voltage
converter
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KR1020160051800A
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이지헌
윤선재
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

The present invention provides an apparatus for charging and discharging a battery, capable of completely discharging a battery. The apparatus for charging and discharging a battery comprises: a first converter connected between a power source and the battery, and charging and discharging the battery; and a second converter connected in parallel to the first converter between the power and a capacitor, and charging and discharging the capacitor. When the battery is discharged, only the first converter of the first and second converters is activated if voltage of the battery is equal to or higher than set voltage. If the voltage of the battery is less than the set voltage, all the first and second converters are activated.

Description

배터리 충방전 장치{APPARATUS FOR CHARGING AND DISCHARGING BATTERY}[0001] APPARATUS FOR CHARGING AND DISCHARGING BATTERY [0002]

본 발명은 배터리 충방전 장치에 관한 것으로, 특히, 배터리를 완전 방전 시킬 수 있는 배터리 충방전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charge / discharge device, and more particularly to a battery charge / discharge device capable of fully discharging a battery.

도 1은 종래의 배터리 충방전 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional battery charge / discharge device.

도면에 도시한 바와 같이, 종래의 배터리 충방전 장치는, 전원(V1), 컨버터(12) 및 배터리(11)를 포함한다.As shown in the figure, a conventional battery charge / discharge device includes a power source V1, a converter 12, and a battery 11. [

이와 같은 종래의 배터리 충방전 장치는, 컨버터(120)에 포함된 스위치들(미도시)의 듀티비(duty rate) 가 기준 값 이상으로 상승하면 스위치들(미도시)이 단락되는 현상이 발생할 수 있다.When the duty ratio of the switches (not shown) included in the converter 120 rises above a reference value, the conventional battery charging and discharging apparatus may cause a short circuit of the switches (not shown) have.

또한, 스위치들(미도시)이 단락되면, 배터리(11)의 완전 방전을 불가능하게 만들며, 특히 배터리(11)가 아연 브롬 플로 배터리(zinc-bromine flow battery)인 경우, 6~10회 충방전 주기로 완전 방전 시키는 스트립 오퍼레이션(strip operation)을 진행할 수 없게 만든다.In addition, when the switches (not shown) are short-circuited, it is impossible to completely discharge the battery 11, and particularly when the battery 11 is a zinc-bromine flow battery, This makes it impossible to perform a strip operation that causes a complete discharge in a period.

한편, 종래에는 이를 해결하기 위하여 배터리(11)에 저항(R)을 병렬로 연결하여 배터리(11)를 완전 방전시키는 스트립 오퍼레이션을 진행하였는데, 상기 저항(R)으로 인한 열손실, 소음 등의 문제점이 있었다.Conventionally, to solve this problem, a strip operation has been performed in which a battery 11 is connected to a resistor R in parallel to discharge the battery 11 completely. Problems such as heat loss and noise due to the resistor R .

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리를 완전 방전 시킬 수 있는 배터리 충방전 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery charging and discharging device capable of fully discharging a battery.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전원과 배터리 사이에 연결되며, 상기 배터리를 충방전 시키는 제1컨버터와, 전원과 커패시터 사이에 제1컨버터와 병렬 연결되며, 커패시터를 충방전 시키는 제2컨버터를 포함하고, 배터리의 방전 시, 배터리의 전압이 설정 전압 이상이면 제1 및 제2컨버터 중 제1컨버터만 활성화되고, 배터리의 전압이 설정 전압 미만이면 제1 및 제2컨버터 모두가 활성화되는 배터리 충방전 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery charger including: a first converter connected between a power source and a battery for charging / discharging the battery; a second converter connected in parallel with the first converter between the power source and the capacitor, Wherein when the voltage of the battery is higher than a preset voltage, only the first one of the first and second converters is activated, and when the voltage of the battery is less than the set voltage, the first and second converters are activated Thereby providing a charge / discharge device.

또한, 커패시터 방전 시, 제1 및 제2컨버터 중 제2컨버터만 활성화되고, 커패시터는 배터리가 완전 방전된 후 방전된다.Further, at the time of capacitor discharge, only the second one of the first and second converters is activated, and the capacitor is discharged after the battery is completely discharged.

또한, 제1컨버터는 제1 및 제2스위치를 포함하고, 제1스위치는 일단이 전원에 연결되고 타단이 배터리에 연결되고, 제2스위치는 일단이 제1스위치의 타단에 연결되고, 타단이 접지에 연결되고, 제1 및 제2스위치 사이의 노드에는 배터리가 연결된다.The first switch includes a first switch and a second switch. The first switch has one end connected to the power source and the other end connected to the battery. The second switch has one end connected to the other end of the first switch, And a battery is connected to a node between the first and second switches.

여기서, 제1 및 제2스위치는, 제1 및 제2스위치 중 어느 하나가 턴-온되면 나머지는 턴-오프된다.Here, when any one of the first and second switches is turned on, the first and second switches are turned off.

또한, 제2컨버터는 제3 및 제4스위치를 포함하고, 제3스위치는 일단이 전원 및 제1스위치의 일단에 연결되고 타단이 커패시터에 연결되고, 제4스위치는 일단이 제3스위치의 타단에 연결되고, 타단이 접지에 연결되고, 제3 및 제4스위치 사이의 노드에는 커패시터가 연결된다.In addition, the second converter includes third and fourth switches, one end of the third switch is connected to one end of the power source and the first switch, the other end is connected to the capacitor, and the fourth switch has one end thereof connected to the other end And the other end is connected to the ground, and a capacitor is connected to a node between the third and fourth switches.

또한, 커패시터와 병렬 연결되는 제5스위치를 더 포함한다.The apparatus further includes a fifth switch connected in parallel with the capacitor.

여기서, 제5스위치는, 온 상태를 유지하다가 제2컨버터의 활성화 함께 턴-오프된다.Here, the fifth switch maintains the on state and is turned off with the activation of the second converter.

본 발명은, 컨버터에 포함된 스위치들의 듀티비가 기준 값 이상으로 상승함으로써 스위치들이 단락되는 현상을 방지할 수 있고, 배터리를 완전 방전 시키는 스트립 오퍼레이션(Strip operation)을 진행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the duty ratio of the switches included in the converter rises above the reference value, thereby preventing the switches from being short-circuited and stripping operation for discharging the battery completely.

도 1은 종래의 배터리 충방전 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 회로도이다.
도 3 및 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 배터리의 충전 동작을 도시한 도면이다.
도 5 및 도6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 배터리의 방전 동작을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 배터리의 스트립 오퍼레이션 동작을 도시한 도면이다.
도 9 및 도10는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 커패시터의 방전 동작을 도시한 도면이다.1 is a circuit diagram of a conventional battery charge / discharge device.
2 is a circuit diagram of a battery charge / discharge device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are views showing a charging operation of the battery of the battery charge / discharge device according to the embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams illustrating a discharging operation of the battery of the battery charging and discharging apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams illustrating operation of a battery in the battery of the battery charge / discharge device according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a discharging operation of a capacitor of a battery charge / discharge device according to an embodiment of the present invention.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a battery charge / discharge device according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시한 바와 같이, 전원(V1)과 배터리(110) 사이에 연결되며 배터리(110)를 충방전 시키는 제1컨버터(120)와, 전원(V1)과 커패시터(140) 사이에 제1컨버터(120)와 병렬 연결되며 커패시터(140)를 충방전 시키는 제2컨버터(130)를 포함하고,A first converter 120 connected between the power source V1 and the battery 110 to charge and discharge the battery 110 and a second converter 120 connected between the power source V1 and the capacitor 140. [ And a second converter (130) connected in parallel with the capacitor (120) for charging / discharging the capacitor (140)

여기서, 배터리(110)의 방전 시, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이상이면 제1 및 제2컨버터(120, 130) 중 상기 제1컨버터(120)만 활성화되고, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 미만이면 제1 및 제2컨버터(120, 130) 모두가 활성화된다.Here, when the voltage of the battery 110 is higher than the set voltage at the time of discharging the battery 110, only the first converter 120 among the first and second converters 120 and 130 is activated, If both the first and second converters 120 and 130 are below the set voltage, both the first and second converters 120 and 130 are activated.

또한, 제1컨버터(120)는 제1스위치(G1) 및 제2스위치(G2)를 포함하고, 제2컨버터(130)는 제3스위치(G3) 및 제4스위치(G4)를 포함한다.The first converter 120 includes a first switch G1 and a second switch G2 and the second converter 130 includes a third switch G3 and a fourth switch G4.

여기서, 제1스위치(G1)는 일단이 전원(V1)에 연결되고 타단이 배터리(110)에 연결되고, 제2스위치(G2)는 일단이 제1스위치(G1)의 타단에 연결되고, 타단이 접지에 연결된다.One end of the first switch G1 is connected to the power source V1 and the other end is connected to the battery 110. One end of the second switch G2 is connected to the other end of the first switch G1, Is connected to this ground.

또한, 제1스위치(G1) 및 제2스위치(G2) 사이의 노드는 배터리(110)에 연결되며, 상기 노드와 배터리(110) 사이에는 인덕터가 추가적으로 배치될 수 있다.A node between the first switch G1 and the second switch G2 is connected to the battery 110 and an inductor may be further disposed between the node and the battery 110. [

또한, 제3스위치(G3)는 일단이 전원(V1) 및 제1스위치(G1)의 일단에 연결되고 타단이 커패시터(140)에 연결되고, 제4스위치(G4)는 일단이 제3스위치(G3)의 타단에 연결되고, 타단이 접지에 연결된다. The third switch G3 has one end connected to one end of the power source V1 and the first switch G1 and the other end connected to the capacitor 140. The fourth switch G4 has one end connected to the third switch G3, and the other end is connected to the ground.

또한, 제3스위치(G3) 및 제4스위치(G4) 사이의 노드는 커패시터(140)가 연결되며, 상기 노드와 커패시터(140) 사이에는 인덕터가 추가적으로 배치될 수 있다.A node between the third switch G3 and the fourth switch G4 is connected to a capacitor 140 and an inductor may be additionally disposed between the node and the capacitor 140. [

또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치는 상기 커패시터(140)와 병렬 연결되는 제5스위치(G5)를 더 포함한다.In addition, the battery charge / discharge device according to the embodiment of the present invention further includes a fifth switch G5 connected in parallel with the capacitor 140. [

위와 같은 배터리 충방전 장치는, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지기 전까지는 제3 및 제4스위치(G3, G4)를 비활성화시키고, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지면 제3 및 제4스위치(G3, G4)를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.The above battery charging and discharging device deactivates the third and fourth switches G3 and G4 until the voltage of the battery 110 falls below the set voltage and when the voltage of the battery 110 falls below the set voltage And the third and fourth switches G3 and G4 are activated.

또한, 제5스위치(G5)는 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지기 전까지는 온 상태를 유지하고, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지면 턴-오프된다.The fifth switch G5 maintains the on state until the voltage of the battery 110 falls below the set voltage and is turned off when the voltage of the battery 110 falls below the set voltage.

즉, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지기 전까지는 제1컨버터(120)에 의해 배터리(110)만 충방전시키고, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지면 제1 및 제2컨버터(120, 130)에 의해 배터리(110) 및 커패시터(140) 모두를 충방전 시킨다.That is, only the battery 110 is charged and discharged by the first converter 120 until the voltage of the battery 110 falls below the set voltage. When the voltage of the battery 110 falls below the set voltage, 2 converters 120 and 130 to charge and discharge both the battery 110 and the capacitor 140.

이에 따라, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지기 전까지의 입력 전압 또는 출력 전압은 배터리(110)의 전압(Vbat)이 되고, 배터리(110)의 전압이 설정 전압 이하로 떨어지면 입력 전압 또는 출력 전압은 배터리(110)의 전압(Vbat) 및 커패시터(140)의 전압(Vcap)의 합에 해당하는 전압(Vbat+Vcap)이 된다.The input voltage or the output voltage until the voltage of the battery 110 falls below the set voltage becomes the voltage Vbat of the battery 110 and when the voltage of the battery 110 falls below the set voltage, Or the output voltage becomes the voltage Vbat + Vcap corresponding to the sum of the voltage Vbat of the battery 110 and the voltage Vcap of the capacitor 140.

한편, 제1컨버터(120)에 포함된 제1 및 제2스위치(G1, G2)의 듀티비 (duty rate) 가 기준 값 이상으로 상승하면 제1 및 제2스위치(G1, G2)가 단락되는 현상이 발생할 수 있다.Meanwhile, when the duty ratio of the first and second switches G1 and G2 included in the first converter 120 rises above the reference value, the first and second switches G1 and G2 are short-circuited A phenomenon may occur.

또한, 제1 및 제2스위치(G1, G2)가 단락되면, 배터리(110)의 완전 방전을 불가능하게 만들며, 특히 배터리(110)가 아연 브롬 플로 배터리(zinc-bromine flow battery)인 경우, 6~10회 충방전 주기로 완전 방전 시키는 스트립 오퍼레이션(strip operation)을 진행할 수 없게 만든다.If the first and second switches G1 and G2 are short-circuited, it is impossible to completely discharge the battery 110. In particular, when the battery 110 is a zinc-bromine flow battery, Which makes it impossible to perform a strip operation in which a full discharge is performed at a charge / discharge cycle of 10 times.

이 때, 제1 및 제2스위치(G1, G2)의 듀티비는 입력 전압 또는 출력 전압에 의해 결정되는데, 전술한 바와 같이 본 발명은 입력 전압 또는 출력 전압을 증가시킴으로써 제1 및 제2스위치(G1, G2)의 듀티비를 낮출 수 있다.At this time, the duty ratios of the first and second switches G1 and G2 are determined by the input voltage or the output voltage. As described above, the present invention increases the input voltage or the output voltage, G1, and G2 can be lowered.

이를 통해, 제1 및 제2스위치(G1, G2)의 듀티비가 기준 값 이상으로 상승함으로써 제1 및 제2스위치(G1, G2)가 단락되는 현상을 방지할 수 있고, 배터리(110)를 완전 방전 시키는 스트립 오퍼레이션(Strip operation)을 진행할 수 있게 된다.This makes it possible to prevent the first and second switches G1 and G2 from being short-circuited by raising the duty ratio of the first and second switches G1 and G2 to more than the reference value, It is possible to carry out a strip operation for discharging.

한편, 종래에는 배터리(도 1의 11)에 저항(도 1의 R)을 병렬로 연결하여 배터리(도 1의 11)를 완전 방전시키는 스트립 오퍼레이션을 진행하였는데, 상기 저항(도 1의 R)으로 인한 열손실, 소음 등의 문제점이 있었다.Conventionally, a strip operation is performed in which a resistor (R in FIG. 1) is connected in parallel to a battery (11 in FIG. 1) to completely discharge a battery (11 in FIG. 1) Heat loss, and noise.

그러나, 본 발명은 종래와 달리 저항(도 1의 R)이 아닌 커패시터(140)를 사용하여 스트립 오퍼레이션을 진행하기 때문에 상기 문제점을 해결할 수 있다.However, unlike the prior art, the present invention can solve the above problem by using the capacitor 140, rather than the resistor (R in FIG. 1), to perform the strip operation.

또한, 제1 및 제2컨버터(120, 130)는 배터리(110)의 전압을 최대 전압으로부터 0V까지 제어할 수 있기 때문에, 배터리(110)의 성능 테스트용으로 사용될 수도 있다.Also, since the first and second converters 120 and 130 can control the voltage of the battery 110 from the maximum voltage to 0 V, the first and second converters 120 and 130 may be used for the performance test of the battery 110.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 동작 방법을 설명하겠다.Hereinafter, an operation method of the battery charge / discharge device according to the embodiment of the present invention will be described.

도 3 및 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 배터리의 충전 동작을 도시한 도면이다.FIGS. 3 and 4 are views showing a charging operation of the battery of the battery charge / discharge device according to the embodiment of the present invention.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(미도시)에 의해 제1스위치(G1)는 턴-온되고, 제2스위치(G2)는 턴-오프된다. 그리고, 제5스위치(G5)는 온 상태를 유지한다.First, as shown in Fig. 3, the first switch G1 is turned on and the second switch G2 is turned off by a control unit (not shown). Then, the fifth switch G5 maintains the ON state.

이 때, 전원(V1), 제1스위치(G1), 배터리(110) 및 제5스위치(G5)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 전류는 상기 전류 패스를 따라 전원(V1)에서 배터리(110)로 흐르게 됨에 따라 배터리(110)가 충전된다.At this time, a current path is formed through the power source V1, the first switch G1, the battery 110 and the fifth switch G5, and the current flows along the current path from the power source V1 to the battery 110, The battery 110 is charged.

한편, 제3 및 제4스위치는 비활성 상태이며, 제5스위치는 온 상태를 유지하고 있기 때문에, 커패시터(140)는 충전되지 않는다. On the other hand, since the third and fourth switches are in an inactive state and the fifth switch is kept in an on state, the capacitor 140 is not charged.

다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(미도시)에 의해 제1스위치(G1)는 턴-오프되고, 제2스위치(G2)는 턴-온된다. 그리고, 제5스위치(G5)는 온 상태를 유지한다.Next, as shown in Fig. 4, the first switch G1 is turned off and the second switch G2 is turned on by the control unit (not shown). Then, the fifth switch G5 maintains the ON state.

이 때, 제2스위치(G2), 배터리(110) 및 제5스위치(G5)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 전류는 상기 전류 패스를 따라 프리 휠링(free wheeling)하게 된다.At this time, a current path is formed through the second switch G2, the battery 110 and the fifth switch G5, and the current is freewheeling along the current path.

도 5 및 도6은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 배터리의 방전 동작을 도시한 도면이다.5 and 6 are diagrams illustrating a discharging operation of the battery of the battery charging and discharging apparatus according to the embodiment of the present invention.

먼저, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어부(미도시)에 의해 제1스위치(G1)는 턴-오프되고, 제2스위치(G2)는 턴-온된다. 그리고, 제5스위치(G5)는 온 상태를 유지한다.First, as shown in Fig. 5, the first switch G1 is turned off and the second switch G2 is turned on by a control unit (not shown). Then, the fifth switch G5 maintains the ON state.

이 때, 배터리(110), 제2스위치(G2) 및 제5스위치(G5)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 상기 전류 패스를 통하여 배터리(110)가 방전된다.At this time, a current path is formed through the battery 110, the second switch G2, and the fifth switch G5, and the battery 110 is discharged through the current path.

다음, 도 6에 도시한 바와 같이, 제어부(미도시)에 의해 제1스위치(G1)는 턴-온되고, 제2스위치(G2)는 턴-오프된다. 그리고, 제5스위치(G5)는 온 상태를 유지한다.Next, as shown in Fig. 6, the first switch G1 is turned on and the second switch G2 is turned off by a control unit (not shown). Then, the fifth switch G5 maintains the ON state.

이 때, 배터리(110), 제1스위치(G1), 전원(V1) 및 제5스위치(G5)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 상기 전류 패스를 통하여 배터리(110)가 방전된다.At this time, a current path is formed through the battery 110, the first switch G1, the power source V1, and the fifth switch G5, and the battery 110 is discharged through the current path.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 배터리의 스트립 오퍼레이션 동작을 도시한 도면이다.FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams illustrating a battery operation operation of a battery of the battery charge / discharge device according to the embodiment of the present invention.

한편, 스트립 오퍼레이션 동작 시에도 배터리(110)의 방전 동작은 계속 수행된다(도 5 및 도 6 참조).On the other hand, the discharging operation of the battery 110 is continued even during the strip operation (see FIGS. 5 and 6).

먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 배터리(110)의 전압이 설정 전압이 되면, 제어부(미도시)에 의해 제3스위치(G1)는 턴-온되고, 제4스위치(G4)는 턴-오프된다. 그리고, 제5스위치(G5)는 턴-오프된다.7, when the voltage of the battery 110 becomes the set voltage, the third switch G1 is turned on by the control unit (not shown), and the fourth switch G4 is turned on by the control unit Off. Then, the fifth switch G5 is turned off.

이 때, 전원(V1), 제3스위치(G3) 및 커패시터(140)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 전류는 상기 전류 패스를 따라 전원(V1)에서 커패시터(140)로 흐르게 됨에 따라 커패시터(140)가 충전된다.At this time, a current path is formed through the power source V1, the third switch G3 and the capacitor 140, and the current flows from the power source V1 to the capacitor 140 along the current path, Is charged.

또한, 배터리(110)는 방전 동작을 계속 수행하고 있기 때문에 제어부(미도시)에 의해 제1스위치(G1)는 턴-오프되고, 제2스위치(G2)는 턴-온된다.Also, since the battery 110 continues to perform the discharging operation, the first switch G1 is turned off and the second switch G2 is turned on by the control unit (not shown).

이 때, 배터리(110), 제2스위치(G2) 및 커패시터(140)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 상기 전류 패스를 통하여 배터리(110)가 방전된다.At this time, a current path is formed through the battery 110, the second switch G2, and the capacitor 140, and the battery 110 is discharged through the current path.

다음, 도 8에 도시한 바와 같이, 제어부(미도시)에 의해 제3스위치(G1)는 턴-오프되고, 제4스위치(G4)는 턴-온된다. 그리고, 제5스위치(G5)는 오프 상태로 유지된다.Next, as shown in Fig. 8, the third switch G1 is turned off and the fourth switch G4 is turned on by the control unit (not shown). Then, the fifth switch G5 is kept in the off state.

이 때, 커패시터(140) 및 제4스위치(G4)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 전류는 상기 전류 패스를 따라 프리 휠링하게 된다.At this time, a current path is formed through the capacitor 140 and the fourth switch G4, and the current is freewheeling along the current path.

또한, 배터리(110)는 방전 동작을 계속 수행하고 있기 때문에 제어부(미도시)에 의해 제1스위치(G1)는 턴-온되고, 제2스위치(G2)는 턴-오프된다.Also, since the battery 110 continues to perform the discharging operation, the first switch G1 is turned on and the second switch G2 is turned off by a control unit (not shown).

이 때, 배터리(110), 제1스위치(G1), 전원(V1) 및 커패시터(140)를 통하여 전류 패스가 형성되고, 상기 전류 패스를 통하여 배터리(110)가 방전된다.At this time, a current path is formed through the battery 110, the first switch G1, the power source V1, and the capacitor 140, and the battery 110 is discharged through the current path.

따라서, 배터리(110)가 방전되어 배터리(110)의 전압(Vbat)이 낮아지더라도 커패시터(140)의 전압(Vcap)에 의해 전체적인 입력 전압 또는 출력 전압을 일정하게 유지할 수 있다.Therefore, even if the battery 110 is discharged and the voltage Vbat of the battery 110 is lowered, the overall input voltage or the output voltage can be kept constant by the voltage Vcap of the capacitor 140.

이에 따라, 제1컨버터(120)의 제1 및 제2스위치(G1, G2)의 듀티비가 기준 값 이상으로 상승함으로써 제1 및 제2스위치(G1, G2)가 단락되는 현상을 방지할 수 있고, 배터리(110)를 완전 방전 시키는 스트립 오퍼레이션(Strip operation)을 진행할 수 있게 된다.Accordingly, the duty ratio of the first and second switches G1 and G2 of the first converter 120 rises above the reference value, thereby preventing the first and second switches G1 and G2 from being short-circuited And a strip operation for discharging the battery 110 completely.

도 9 및 도10는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 충방전 장치의 커패시터의 방전 동작을 도시한 도면이다.FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a discharging operation of a capacitor of a battery charge / discharge device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1컨버터의 제1 및 제2스위치는 비활성 상태가 되며, 제어부(미도시)에 의해 제3스위치(G1)는 턴-온되고, 제4스위치(G4)는 턴-오프된다. 그리고, 제5스위치(G5)는 오프 상태로 유지된다.First, as shown in Fig. 9, the first and second switches of the first converter are in an inactive state, the third switch G1 is turned on by the control unit (not shown), and the fourth switch G4 Is turned off. Then, the fifth switch G5 is kept in the off state.

이 때, 커패시터(140), 제3스위치(G3) 및 전원(V1)을 통하여 전류 패스가 형성되고, 전류는 상기 전류 패스를 따라 커패시터(140)에서 전원(V1)으로 흐르게 됨에 따라 커패시터(140)가 방전된다.At this time, a current path is formed through the capacitor 140, the third switch G3 and the power source V1, and the current flows from the capacitor 140 to the power source V1 along the current path, Is discharged.

다음, 도 10에 도시한 바와 같이, 제어부(미도시)에 의해 제3스위치(G1)는 턴-오프되고, 제4스위치(G4)는 턴-온된다.Next, as shown in Fig. 10, the third switch G1 is turned off and the fourth switch G4 is turned on by the control unit (not shown).

이 때, 커패시터(140) 및 제4스위치(G4)을 통하여 전류 패스가 형성되고, 전류는 상기 전류 패스를 따라 흘러 커패시터(140)가 방전된다.At this time, a current path is formed through the capacitor 140 and the fourth switch G4, and a current flows along the current path, so that the capacitor 140 is discharged.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, But the present invention is not limited thereto.

110 : 배터리
120 : 제1컨버터
130 : 제2컨버터
140 : 커패시터110: Battery
120: first converter
130: second converter
140: Capacitor

Claims (7)

전원과 배터리 사이에 연결되며, 상기 배터리를 충방전 시키는 제1컨버터; 및
상기 전원과 커패시터 사이에 상기 제1컨버터와 병렬 연결되며, 상기 커패시터를 충방전 시키는 제2컨버터를 포함하고,
상기 배터리의 방전 시, 상기 배터리의 전압이 설정 전압 이상이면 상기 제1 및 제2컨버터 중 상기 제1컨버터만 활성화되고, 상기 배터리의 전압이 설정 전압 미만이면 상기 제1 및 제2컨버터 모두가 활성화되는
배터리 충방전 장치.
A first converter connected between the power source and the battery for charging / discharging the battery; And
And a second converter connected in parallel with the first converter between the power source and the capacitor and charging / discharging the capacitor,
When the voltage of the battery is greater than a predetermined voltage, only the first one of the first and second converters is activated, and when the voltage of the battery is less than the set voltage, the first and second converters are activated felled
Battery charge / discharge device.
제 1 항에 있어서,
상기 커패시터 방전 시, 상기 제1 및 제2컨버터 중 상기 제2컨버터만 활성화되고,
상기 커패시터는 상기 배터리가 완전 방전된 후 방전되는
배터리 충방전 장치.
The method according to claim 1,
During the capacitor discharge, only the second one of the first and second converters is activated,
The capacitor is discharged after the battery is fully discharged
Battery charge / discharge device.
제 1 항에 있어서,
상기 제1컨버터는 제1 및 제2스위치를 포함하고,
상기 제1스위치는 일단이 상기 전원에 연결되고 타단이 상기 배터리에 연결되고, 상기 제2스위치는 일단이 상기 제1스위치의 타단에 연결되고, 타단이 접지에 연결되고, 상기 제1 및 제2스위치 사이의 노드에는 상기 배터리가 연결되는
배터리 충방전 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first converter includes first and second switches,
Wherein the first switch has one end connected to the power source and the other end connected to the battery, the second switch has one end connected to the other end of the first switch and the other end connected to the ground, The node between the switches is connected to the battery
Battery charge / discharge device.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 및 제2스위치는, 상기 제1 및 제2스위치 중 어느 하나가 턴-온되면 나머지는 턴-오프되는
배터리 충방전 장치.
The method of claim 3,
When either one of the first and second switches is turned on, the first and second switches are turned off
Battery charge / discharge device.
제 4 항에 있어서,
상기 제2컨버터는 제3 및 제4스위치를 포함하고,
상기 제3스위치는 일단이 상기 전원 및 제1스위치의 일단에 연결되고 타단이 상기 커패시터에 연결되고, 상기 제4스위치는 일단이 상기 제3스위치의 타단에 연결되고, 타단이 접지에 연결되고, 상기 제3 및 제4스위치 사이의 노드에는 상기 커패시터가 연결되는
배터리 충방전 장치.
5. The method of claim 4,
The second converter includes third and fourth switches,
Wherein the third switch has one end connected to one end of the power source and the first switch and the other end connected to the capacitor, the fourth switch has one end connected to the other end of the third switch and the other end connected to the ground, And the capacitor is connected to a node between the third and fourth switches
Battery charge / discharge device.
제 5 항에 있어서,
상기 커패시터와 병렬 연결되는 제5스위치
를 더 포함하는 배터리 충방전 장치.
6. The method of claim 5,
A fifth switch connected in parallel with the capacitor,
Further comprising: a battery charging / discharging device.
제 6 항에 있어서,
상기 제5스위치는, 온 상태를 유지하다가 상기 제2컨버터의 활성화 함께 턴-오프되는
배터리 충방전 장치.





The method according to claim 6,
The fifth switch maintains the on state and is turned off together with the activation of the second converter
Battery charge / discharge device.





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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200124066A (en) * 2019-04-23 2020-11-02 고려대학교 산학협력단 Energy harvesting system with small capacity battery protection and operation method thereof
KR20200140573A (en) * 2019-06-07 2020-12-16 강재봉 Regenerative battery test device with zero volt complete discharge, Discharge method of that equipment
KR102313104B1 (en) * 2021-05-12 2021-10-15 신현수 Discharging test system of battery

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