KR20180067071A - Vehicle and DC-DC Converter for Vehicle - Google Patents

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KR20180067071A
KR20180067071A KR1020160168408A KR20160168408A KR20180067071A KR 20180067071 A KR20180067071 A KR 20180067071A KR 1020160168408 A KR1020160168408 A KR 1020160168408A KR 20160168408 A KR20160168408 A KR 20160168408A KR 20180067071 A KR20180067071 A KR 20180067071A
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duty ratio
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여인용
양진명
이우영
김준호
하태종
차재은
이대우
이윤식
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현대자동차주식회사
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Abstract

The present invention is to provide a vehicle including a DC-DC converter and a DC-DC converter for a vehicle, capable of reducing a withstanding voltage of a switching device. The vehicle includes: a first battery for outputting power of a first voltage; a second battery for outputting a power of a second voltage; and a DC-DC converter that converts the first voltage of the first battery into the second voltage, and supplies the converted second voltage to the second battery. The DC-DC converter includes: a first conversion circuit having a first output capacitor for outputting a third voltage, a first drive switch for controlling a first current output from the first battery, and a first output inductor to prevent a sudden change in the first current; a second conversion circuit having a second output capacitor for outputting a second voltage, a transformer for converting the third voltage to the second voltage, a second drive switch for controlling a second current input to the transformer, and a plurality of diodes for rectifying the current and outputting the rectified current to the second output capacitor; and a controller for controlling the opening and closing of the first drive switch in accordance with the first voltage and the second voltage.

Description

차량 및 차량용 직류-직류 변환기 {Vehicle and DC-DC Converter for Vehicle}≪ Desc / Clms Page number 1 > Vehicle & DC-DC Converter for Vehicle &

개시된 발명은 차량 및 차량용 직류-직류 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 배터리를 포함하는 차량 및 차량용 직류-직류 변환기에 관한 것이다.The disclosed invention relates to a DC-DC converter for a vehicle and a vehicle, and more particularly to a DC-DC converter for a vehicle and a vehicle including a plurality of batteries.

일반적으로 차량은 화석 연료, 전기 등을 동력원으로 하여 도로 또는 선로를 주행하는 이동 수단 또는 운송 수단을 의미한다.Generally, a vehicle means a moving means or a transportation means that travels on a road or a line using fossil fuel, electricity, or the like as a power source.

화석 연료를 이용하는 차량은 화석 연료의 연소로 인하여 미세 먼지, 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소, 탄화수소, 질소, 질소산화물 및/또는 황산화물 등을 배출할 수 있다. 수증기와 이산화탄소는 지구 온난화의 원인으로 알려져 있으며, 미세 먼지, 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물 및/또는 황산화물 등은 사람에게 피해를 줄 수 있는 대기 오염 물질로 알려져 있다.Vehicles using fossil fuels can emit fine dust, water vapor, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen, nitrogen oxides, and / or sulfur oxides due to the combustion of fossil fuels. Water vapor and carbon dioxide are known to cause global warming, and fine dust, carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, and / or sulfur oxides are known as air pollutants that can harm people.

이러한 이유로, 최근 화석 연료를 대체하는 친환경 에너지를 이용한 차량이 개발되고 있다. 예를 들어, 화석 연료와 전기를 모두 이용하는 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 전기만을 이용하는 전기자동차(Electric Vehicle, EV) 등이 개발되고 있다.For this reason, vehicles using environmentally friendly energy that replace fossil fuels are being developed recently. For example, Hybrid Electric Vehicle (HEV) and Electric Vehicle (EV) that use both fossil fuel and electricity are being developed.

하이브리드 자동차와 전기 자동차는 차량을 이동시키는 전동기에 전력을 공급하는 고전압 배터리와 차량의 전장 부품에 전력을 공급하는 저전압 배터리가 별도로 마련된다. 또한, 하이브리드 자동차와 전기 자동차는 고전압 배터리로부터 저전압 배터리로 전력을 공급하기 위하여 고전압 배터리의 전압을 저전압 배터리의 전압으로 변환하는 변환기를 포함하는 것이 일반적이다.Hybrid cars and electric cars have separate high-voltage batteries that power the motor that drives the vehicle and low-voltage batteries that power the vehicle's electrical components. In addition, hybrid cars and electric vehicles generally include a converter that converts the voltage of the high-voltage battery to the voltage of the low-voltage battery to supply power from the high-voltage battery to the low-voltage battery.

개시된 발명의 일 측면은 스위칭 소자의 내압을 감소시킬 수 있는 직류-직류 변환기를 포함하는 차량 및 차량용 직류-직류 변환기를 제공하고자 한다.One aspect of the disclosed invention is to provide a DC / DC converter for a vehicle and a vehicle that includes a DC-DC converter capable of reducing the internal pressure of a switching device.

개시된 발명의 일 측면에 따른 차량은 제1 전압의 전력을 출력하는 제1 배터리; 제2 전압의 전력을 출력하는 제2 배터리; 상기 제1 배터리의 제1 전압을 상기 제2 전압으로 변환하고, 변환된 제2 전압의 전력을 상기 제2 배터리에 공급하는 직류-직류 변환기를 포함하고, 상기 직류-직류 변환기는 제3 전압을 출력하는 제1 출력 캐패시터와, 상기 제1 배터리로부터 출력되는 제1 전류를 제어하는 제1 구동 스위치와, 상기 제1 전류의 급격한 변화를 방지하는 제1 출력 인덕터를 포함하는 제1 변환 회로; 상기 제2 전압을 출력하는 제2 출력 캐패시터와, 상기 제3 전압을 상기 제2 전압으로 변환하는 변압기와, 상기 변압기에 입력되는 제2 전류를 제어하는 제2 구동 스위치와, 상기 변압기로부터 출력되는 전류를 정류하여 상기 제2 출력 캐패시터로 출력하는 복수의 다이오드를 포함하는 제2 변환 회로; 및 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제1 구동 스위치의 개폐를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.According to an aspect of the disclosed subject matter, a vehicle includes: a first battery that outputs power of a first voltage; A second battery for outputting a power of a second voltage; And a DC-DC converter that converts the first voltage of the first battery to the second voltage and supplies the converted second voltage to the second battery, wherein the DC-DC converter converts the third voltage A first conversion circuit including a first output capacitor for outputting a first current, a first drive switch for controlling a first current outputted from the first battery, and a first output inductor for preventing a sudden change of the first current; A second output switch for outputting the second voltage; a transformer for converting the third voltage to the second voltage; a second drive switch for controlling a second current input to the transformer; A second conversion circuit including a plurality of diodes rectifying the current and outputting the current to the second output capacitor; And a controller for controlling the opening and closing of the first driving switch according to the first voltage and the second voltage.

상기 직류-직류 변환기는 미리 정해진 기준 듀티비에 따라 제2 구동 스위치를 개폐하는 펄스 생성 회로를 더 포함할 수 있다.The DC-DC converter may further include a pulse generation circuit for opening / closing the second drive switch according to a predetermined reference duty ratio.

상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 기준 듀티비로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비를 산출할 수 있다.The controller may calculate the duty ratio of the first drive switch from the first voltage, the second voltage, and the reference duty ratio.

상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력할 수 있다.The controller may output a first switching signal for turning on or off the first driving switch according to a duty ratio of the first driving switch.

상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제2 구동 스위치의 개폐를 더 제어할 수 있다.The controller may further control opening and closing of the second drive switch in accordance with the first voltage and the second voltage.

상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압으로부터 상기 제3 전압을 산출할 수 있다.The controller may calculate the third voltage from the first voltage and the second voltage.

상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 제3 전압으로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비와 상기 제2 구동 스위치의 듀티비를 산출할 수 있다.The controller may calculate a duty ratio of the first driving switch and a duty ratio of the second driving switch from the first voltage, the second voltage, and the third voltage.

상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력하고, 상기 제2 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제2 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제2 스위칭 신호를 출력할 수 있다.Wherein the controller outputs a first switching signal for turning on or off the first driving switch according to a duty ratio of the first driving switch and for turning the second driving switch on or off according to a duty ratio of the second driving switch, And can output a second switching signal that turns off.

개시된 발명의 다른 일 측면에 따른 차량용 직류-직류 변환기는 제1 배터리가 출력하는 제1 전압을 제2 배터리가 출력하는 제2 전압으로 변환하는 차량용 직류-직류 변환기에 있어서, 제3 전압을 출력하는 제1 출력 캐패시터와, 상기 제1 출력 캐패시터와 연결되는 제1 출력 인덕터와, 상기 제1 배터리의 양극과 상기 제1 출력 캐패시터 사이에 마련되어 상기 제1 배터리로부터 출력되는 제1 전류를 제어하는 제1 구동 스위치를 포함하는 제1 변환 회로; 상기 제2 전압을 출력하는 제2 출력 캐패시터와, 상기 제1 변환 회로와 연결되어 상기 제3 전압이 입력되는 1차 코일과 상기 제2 배터리와 연결되어 상기 제2 전압을 출력하는 2차 코일을 포함하는 변압기와, 상기 변압기와 직렬로 연결되어 상기 변압기에 입력되는 제2 전류를 제어하는 제2 구동 스위치와, 상기 변압기로부터 출력되는 전류를 정류하여 상기 제2 출력 캐패시터로 출력하는 복수의 다이오드를 포함하는 제2 변환 회로; 및 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제1 구동 스위치의 개폐를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.According to another aspect of the disclosed subject matter, a DC-DC converter for a vehicle includes a DC-DC converter for converting a first voltage output from a first battery to a second voltage output from a second battery, A first output capacitor connected between the first output capacitor and the first output capacitor and having a first output capacitor coupled to the first output capacitor and a first output inductor coupled between the anode of the first battery and the first output capacitor to control a first current output from the first battery, A first conversion circuit including a drive switch; A second output capacitor connected to the first conversion circuit to receive the third voltage and a secondary coil connected to the second battery to output the second voltage; A second drive switch connected in series with the transformer for controlling a second current input to the transformer and a plurality of diodes for rectifying the current output from the transformer and outputting the rectified current to the second output capacitor, A second conversion circuit comprising; And a controller for controlling the opening and closing of the first driving switch according to the first voltage and the second voltage.

상기 차량용 직류-직류 변환기는 미리 정해진 기준 듀티비에 따라 제2 구동 스위치를 개폐하는 펄스 생성 회로를 더 포함할 수 있다.The vehicle DC-DC converter may further include a pulse generation circuit for opening / closing the second drive switch in accordance with a predetermined reference duty ratio.

상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 기준 듀티비로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비를 산출할 수 있다.The controller may calculate the duty ratio of the first drive switch from the first voltage, the second voltage, and the reference duty ratio.

상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력할 수 있다.The controller may output a first switching signal for turning on or off the first driving switch according to a duty ratio of the first driving switch.

상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제2 구동 스위치의 개폐를 더 제어할 수 있다.The controller may further control opening and closing of the second drive switch in accordance with the first voltage and the second voltage.

상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압으로부터 상기 제3 전압을 산출할 수 있다.The controller may calculate the third voltage from the first voltage and the second voltage.

상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 제3 전압으로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비와 상기 제2 구동 스위치의 듀티비를 산출할 수 있다.The controller may calculate a duty ratio of the first driving switch and a duty ratio of the second driving switch from the first voltage, the second voltage, and the third voltage.

상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력하고, 상기 제2 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제2 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제2 스위칭 신호를 출력할 수 있다.Wherein the controller outputs a first switching signal for turning on or off the first driving switch according to a duty ratio of the first driving switch and for turning the second driving switch on or off according to a duty ratio of the second driving switch, And can output a second switching signal that turns off.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 스위칭 소자의 내압을 감소시킬 수 있는 직류-직류 변환기를 포함하는 차량 및 차량용 직류-직류 변환기를 제공할 수 있다.According to an aspect of the disclosed invention, it is possible to provide a DC / DC converter for a vehicle and a vehicle including a DC-DC converter capable of reducing the internal pressure of a switching element.

도 1은 일 실시예에 의한 차량의 차체를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 차량의 차대를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부품을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 차량의 전력 시스템을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 직류-직류 변환기의 구성을 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 직류-직류 변환기의 동작을 도시한다.
도 7은 다른 일 실시예에 의한 직류-직류 변환기의 구성을 도시한다.
도 8은 또 다른 일 실시예에 의한 직류-직류 변환기의 구성을 도시한다.
도 9는 도 8에 도시된 직류-직류 변환기의 동작을 도시한다.
1 shows a vehicle body of a vehicle according to an embodiment.
Fig. 2 shows a vehicle undercarriage according to one embodiment.
Fig. 3 shows electrical components of a vehicle according to an embodiment.
4 shows a power system of a vehicle according to one embodiment.
5 shows a configuration of a DC-DC converter according to an embodiment.
Fig. 6 shows the operation of the DC-DC converter shown in Fig.
FIG. 7 shows a configuration of a DC-DC converter according to another embodiment.
FIG. 8 shows the configuration of a DC-DC converter according to another embodiment.
FIG. 9 shows the operation of the DC-DC converter shown in FIG.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. This specification does not describe all the elements of the embodiments, and duplicate descriptions of the contents or embodiments in the technical field to which the disclosed invention belongs are omitted. The term 'part, module, member, or block' used in the specification may be embodied in software or hardware, and a plurality of 'part, module, member, and block' may be embodied as one component, It is also possible that a single 'part, module, member, block' includes a plurality of components.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only the case directly connected but also the case where the connection is indirectly connected, and the indirect connection includes connection through the wireless communication network do.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is located on another member, it includes not only when a member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.

제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. The terms first, second, etc. are used to distinguish one element from another, and the elements are not limited by the above-mentioned terms.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular forms " a " include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.In each step, the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not describe the order of the steps, and each step may be performed differently from the stated order unless clearly specified in the context. have.

이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, the working principle and embodiments of the disclosed invention will be described with reference to the accompanying drawings.

차량(1)은 내연기관의 회전력 및/또는 전동기의 회전력을 이용하여 사람 및/또는 물건을 운송하는 기계/전기 장치이다.The vehicle 1 is a mechanical / electric device for transporting people and / or objects using the rotational force of the internal combustion engine and / or the rotational force of the electric motor.

내연기관을 이용하는 차량(1)은 휘발유, 경유, 가스 등의 화석 연료를 폭발적으로 연소시키고, 화석 연료의 연소 중에 발생하는 병진 운동력을 회전 운동력으로 변환하고, 변환된 회전력을 이용하여 이동할 수 있다.The vehicle 1 using the internal combustion engine can explosively burn fossil fuels such as gasoline, light oil and gas, convert the translational force generated during the combustion of the fossil fuel into rotational force, and move using the converted rotational force.

전동기를 이용하는 차량(1)은 전기자동차(Electric Vehicle, EV)라 불리며, 배터리에 저장된 전기 에너지를 회전 운동 에너지로 변환하고, 변환된 회전력을 이용하여 이동할 수 있다.A vehicle 1 using an electric motor is called an electric vehicle (EV), and can convert electric energy stored in a battery into rotational kinetic energy, and can move using the converted rotational force.

내연기관과 전동기를 이용하는 차량(1)도 있다. 이러한 차량(1)은 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)이라 불리며, 내연기관을 이용하여 이동할 수 있을 뿐만 아니라 전동기를 이용하여 이동할 수도 있다. 하이브리드 자동차는 외부로부터 화석 연료만을 공급받고 내연기관과 전동기(발전기)를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 일반 하이브리드 자동차와, 외부로부터 화석 연료와 전기 에너지를 모두 공급받을 수 있는 플러그-인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)로 구분할 수 있다.There is also a vehicle 1 using an internal combustion engine and an electric motor. Such a vehicle 1 is called a hybrid electric vehicle (HEV) and can be moved not only by using an internal combustion engine but also by using an electric motor. A hybrid vehicle is a general hybrid vehicle that receives only fossil fuel from the outside and generates electric energy using internal combustion engines and electric motors (generators), and a plug-in hybrid vehicle -in Hybrid Electric Vehicle (PHEV).

전기자동차와 하이브리드 자동차는 구동 전동기에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리와 차량(1)의 전기 장치(전장, 電裝) 부품에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리를 각각 포함하는 것이 일반적이다. 예를 들어, 구동 전동기에 전기 에너지를 공급하는 배터리는 출력 전압이 대략 수백 볼트(volt, V)일 수 있으며, 전장 부품에 전기 전기 에너지를 공급하는 배터리는 출력 전략이 대략 수십 볼트일 수 있다.Electric vehicles and hybrid vehicles generally include a battery for supplying electric energy to the drive motor and a battery for supplying electric energy to the electric device (electric field, electric device) of the vehicle 1, respectively. For example, a battery that supplies electrical energy to a drive motor may have an output voltage of approximately several hundred volts (V), and a battery that supplies electrical electrical energy to electrical components may have an output strategy of approximately tens of volts.

또한, 전기자동차는 외부 전원으로부터 구동 전동기용 배터리를 충전하고, 구동 전동기용 배터리의 전압을 변환하여 전장 부품용 배터리를 충전한다. 하이브리드 자동차 역시 내연기관을 이용하여 구동 전동기용 배터리를 충전하고, 구동 전동기용 배터리의 전압을 변환하여 전장 부품용 배터리를 충전한다.Further, the electric vehicle charges the battery for the drive motor from the external power source, and converts the voltage of the battery for the drive motor to charge the battery for the electric component. The hybrid vehicle also uses an internal combustion engine to charge the battery for the drive motor, and converts the voltage of the battery for the drive motor to charge the battery for the electric component.

따라서, 전기자동차와 하이브리드 자동차는 구동 전동기용 배터리가 출력하는 수백 볼트의 전압을 전장 부품용 배터리를 충전하기 위한 수십 볼트의 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기를 포함할 수 있다.Accordingly, the electric vehicle and the hybrid vehicle may include a DC-DC converter for converting a voltage of several hundreds of volts output from the battery for the drive motor to a voltage of several tens of volts for charging the battery for the electric component.

이하에서는, 차량(1)과 차량(1)에 포함되는 직류-직류 변화기가 자세하게 설명된다.Hereinafter, the DC-DC converter included in the vehicle 1 and the vehicle 1 will be described in detail.

도 1은 일 실시예에 의한 차량의 차체를 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 차량의 차대를 도시한다. 도 3은 일 실시예에 의한 차량의 전장 부품을 도시한다. 또한, 도 4는 일 실시예에 의한 차량의 전력 시스템을 도시한다.1 shows a vehicle body of a vehicle according to an embodiment. Fig. 2 shows a vehicle undercarriage according to one embodiment. Fig. 3 shows electrical components of a vehicle according to an embodiment. 4 also shows a power system of a vehicle according to one embodiment.

도 1, 도 2, 도 3 및 도 4을 참조하면, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하고 운전자 및/또는 수화물을 수용하는 차체(body) (10)와, 차체(10) 이외의 동력 생성 장치, 동력 전달 장치, 제동 장치, 조향 장치, 차륜 등을 포함하는 차대(chassis) (20)와 운전자를 보호하고 운전자에게 편의를 제공하는 전장 부품(30)을 포함할 수 있다.1, 2, 3 and 4, a vehicle 1 includes a body 10 which forms an appearance of a vehicle 1 and accommodates a driver and / or a baggage, a body 10, A chassis 20 including other power generation devices, a power transmission device, a braking device, a steering device, a wheel, etc., and an electric component 30 that protects the driver and provides convenience to the driver.

도 1에 도시된 바와 같이, 차체(20)는 운전자가 머무를 수 있는 실내 공간, 내연기관을 수용하는 내연기관 룸 및 화물을 수용하기 위한 트렁크 룸을 형성한다.As shown in Fig. 1, the vehicle body 20 forms an interior space in which the driver can stay, an internal combustion engine room for accommodating the internal combustion engine, and a trunk room for accommodating the cargo.

차체(20)는 후드(hood) (21), 프런트 펜더(front fender) (22), 루프 패널(roof panel) (23), 도어(door) (24), 트렁크 리드(trunk lid) (25), 쿼터 패널(quarter panel) (26) 등을 포함할 수 있다. 또한, 운전자의 시야를 확보하기 위하여, 차체(20)의 전방에는 프런트 윈도우(front window) (27)가 설치되고, 차체(20)의 측면에 사이드 윈도우(side window) (28)가 설치되고, 차체(20)의 후방에는 리어 윈도우(rear window) (29)가 마련될 수 있다.The vehicle body 20 includes a hood 21, a front fender 22, a roof panel 23, a door 24, a trunk lid 25, A quarter panel 26, and the like. A front window 27 is provided in front of the vehicle body 20 and a side window 28 is provided on a side surface of the vehicle body 20, A rear window 29 may be provided at the rear of the vehicle body 20.

도 2에 도시된 바와 같이, 차대(20)는 운전자 및/또는 자율 주행 시스템의 제어에 따라 차량(1)이 주행할 수 있도록 동력 생성 장치(21), 동력 전달 장치(22), 조향 장치(23), 제동 장치(24), 차륜(25) 등을 포함할 수 있다. 또한, 차대(20)는 동력 생성 장치(21), 동력 전달 장치(22), 조향 장치(23), 제동 장치(24), 차륜(25)을 고정하는 프레임(26)을 더 포함할 수 있다.2, the undercarriage 20 includes a power generation device 21, a power transmission device 22, a steering device (not shown) for driving the vehicle 1 under the control of the driver and / 23, a braking device 24, a wheel 25, and the like. The undercarriage 20 may further include a frame 26 for fixing the power generating device 21, the power transmitting device 22, the steering device 23, the braking device 24, and the wheel 25 .

동력 생성 장치(21)는 차량(1)이 주행하기 위한 회전력을 생성하며, 내연기관(21a), 연료 공급 장치, 배기 장치, 전동기(21b), 제1 배터리(B1) 등을 포함할 수 있다.The power generation device 21 generates a rotational force for traveling the vehicle 1 and may include an internal combustion engine 21a, a fuel supply device, an exhaust device, an electric motor 21b, a first battery B1, .

동력 전달 장치(22)는 동력 생성 장치(21)에 의하여 생성된 회전력을 차륜(25)으로 전달하며, 클러치/변속기(22a), 변속 레버, 변속기, 차동 장치, 구동축(22b) 등을 포함할 수 있다.The power transmitting device 22 transmits the rotational force generated by the power generating device 21 to the wheels 25 and includes a clutch / transmission 22a, a shift lever, a transmission, a differential device, a drive shaft 22b, .

조향 장치(23)는 차량(1)의 주행 방향을 제어하며, 스티어링 휠(23a), 조향 기어(23b), 조향 링크(23c) 등을 포함할 수 있다.The steering device 23 controls the running direction of the vehicle 1 and may include a steering wheel 23a, a steering gear 23b, a steering link 23c, and the like.

제동 장치(24)는 차륜(25)의 회전을 정지시키며, 브레이크 페달, 마스터 실린더, 브레이크 디스크(24a), 브레이크 패드(24b) 등을 포함할 수 있다.The braking device 24 stops the rotation of the wheel 25 and may include a brake pedal, a master cylinder, a brake disk 24a, a brake pad 24b, and the like.

차륜(25)은 동력 생성 장치(21)로부터 동력 전달 장치(22)를 통하여 회전력을 제공받으며, 차량(1)을 이동시킬 수 있다. 차륜(25)은 차량의 전방에 마련되는 전륜과, 차량의 후방에 마련되는 후륜을 포함할 수 있다.The wheel 25 receives rotational force from the power generating device 21 through the power transmitting device 22 and can move the vehicle 1. [ The wheel 25 may include a front wheel provided at the front of the vehicle and a rear wheel provided at the rear of the vehicle.

차량(1)은 이상에서 설명된 기계 부품뿐만 차량(1)의 제어, 운전자 및 동승자의 안전과 편의를 위한 다양한 전장 부품들(30)을 포함할 수 있다.The vehicle 1 may include various electrical components 30 for the safety and comfort of the driver and passenger, as well as the control of the vehicle 1, as well as the mechanical components described above.

도 3에 도시된 바와 같이 차량(1)은 엔진 관리 시스템(Engine Management System) (31), 모터 제어 유닛(Motor Control Unit) (32), 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit) (33), 전자 제동 시스템(Electronic Braking System) (34), 전동 조향 장치(Electric Power Steering) (35), 내비게이션(navigation) 장치(36), 오디오 장치(audio) 장치(37), 공조 (heating/ventilation/air conditioning, HVAC) 장치(38)를 포함할 수 있다.3, the vehicle 1 includes an engine management system 31, a motor control unit 32, a transmission control unit 33, An electronic braking system 34, an electric power steering 35, a navigation device 36, an audio device 37, a heating / ventilation / HVAC < / RTI >

전장 부품들(30)은 차량용 통신 네트워크(NT)를 통하여 서로 통신할 수 있다. 예를 들어, 전장 부품들(30)은 이더넷(Ethernet), 모스트(MOST, Media Oriented Systems Transport), 플렉스레이(Flexray), 캔(CAN, Controller Area Network), 린(LIN, Local Interconnect Network) 등을 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다.The electrical components 30 may communicate with each other via the vehicle communication network NT. For example, the electrical components 30 may be implemented as Ethernet, MOST (Media Oriented Systems Transport), Flexray, CAN (Controller Area Network), LIN Data can be exchanged through the network.

또한, 전장 부품들(30)은 제2 배터리(B2)로부터 전력을 공급받을 수 있다.Also, the electric component parts 30 can be supplied with electric power from the second battery B2.

제2 배터리(B2)는 앞서 도 2에 도시된 제1 배터리(B1)와 별도로 마련될 수 있다.The second battery B2 may be separately provided from the first battery B1 shown in FIG.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 배터리(B1)는 차량(1)을 구동하는 전동기(21b)에 전력을 공급할 수 있으며, 전동기(21b)에 전력을 공급하기 위하여 수백 볼트(V) (예를 들어, 200V 내지 800V)의 전압을 출력할 수 있다. 또한, 제2 배터리(B2)는 전장 부품들(30)에 전력을 공급할 수 있으며, 전장 부품들(30)에 전력을 공급하기 이하여 수십 볼트(V) (예를 들어, 12V 내지 24V)의 전압을 출력할 수 있다. 다시 말해, 서로 다른 전압을 전력을 공급받는 전동기(21b)와 전장 부품들(30)에 각각 전력을 공급하기 위하여 제1 배터리(B1)와 제2 배터리(B2)가 별도로 마련될 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the first battery B1 may supply electric power to the electric motor 21b that drives the vehicle 1 and may be supplied with several hundreds of volts (V) to supply electric power to the electric motor 21b. ) (For example, 200 V to 800 V). The second battery B2 can supply electric power to the electric components 30 and can supply electric power to the electric components 30 by applying a voltage of several tens volts (V) (for example, 12V to 24V) Voltage can be output. In other words, the first battery B1 and the second battery B2 may be separately provided to supply power to the electric motor 21b and the electric component 30, which are supplied with different voltages.

또한, 제1 배터리(B1)는 전동기(21b)로 전력을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 배터리(B1)는 전동기(21b)에 의하여 충전될 수 있다.In addition, the first battery B1 can supply electric power to the electric motor 21b, and the first battery B1 can be charged by the electric motor 21b.

예를 들어, 차량(1)이 내리막 길을 내려가는 동안, 차량(1)은 중력 및/또는 관성에 의하여 주행할 수 있으며, 차륜(25)의 회전력이 동력 전달 장치(22)를 통하여 전동기(21b)에 전달될 수 있다. 전동기(21b)는 차륜(25)으로부터 전달된 회전력으로부터 전기 에너지를 생성할 수 있으며, 전동기(21b)에 의하여 생성된 전기 에너지는 제1 배터리(B1)에 저장될 수 있다.For example, while the vehicle 1 is descending the descending road, the vehicle 1 can travel by gravity and / or inertia, and the rotational force of the wheel 25 is transmitted to the electric motor 21b ). ≪ / RTI > The electric motor 21b can generate electric energy from the rotational force transmitted from the wheel 25 and the electric energy generated by the electric motor 21b can be stored in the first battery B1.

다른 예로, 운전자가 차량(1)을 정지시키거나 차량(1)의 주행 속도를 감속하는 경우, 전동기(21b)는 차량(1)을 감속하기 위한 회생 제동력(regenerative braking force)을 생성할 수 있으며, 회생 제동(regenerative brake)에 의하여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 전동기(21b)에 의하여 생성된 전기 에너지는 제1 배터리(B1)에 저장될 수 있다.As another example, when the driver stops the vehicle 1 or decelerates the running speed of the vehicle 1, the electric motor 21b can generate a regenerative braking force for decelerating the vehicle 1 , And generate electrical energy by regenerative braking. The electric energy generated by the electric motor 21b may be stored in the first battery B1.

이처럼, 제1 배터리(B1)는 전동기(21b)로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있는 반면, 제2 배터리(B2)는 직류-직류 변환기(100)를 통하여 제1 배터리(B1)로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다.The first battery B1 can receive electric energy from the electric motor 21b while the second battery B2 can supply electric energy from the first battery B1 through the DC- Can receive.

앞서 설명된 바와 같이, 제2 배터리(B2)의 출력 전압은 제1 배터리(B1)와 출력 전압이 상이하다. 따라서, 제2 배터리(B2)의 충전을 위하여 제1 배터리(B1)의 출력 전압을 제2 배터리(B2)의 출력 전압으로 변환할 수 있는 직류-직류 변환기(100)가 마련될 수 있다.As described above, the output voltage of the second battery B2 is different from the output voltage of the first battery B1. Therefore, a DC-DC converter 100 capable of converting the output voltage of the first battery B1 to the output voltage of the second battery B2 for charging the second battery B2 may be provided.

직류-직류 변환기(100)는 제1 배터리(B1)가 출력하는 제1 전압을 제2 배터리(B2)의 제2 전압으로 변환할 수 있다. 직류-직류 변환기(100)에 의하여 변환된 제2 전압의 전기 에너지는 제2 배터리(B2)에 저장될 수 있다.DC-DC converter 100 may convert the first voltage output from the first battery B1 to the second voltage of the second battery B2. The electrical energy of the second voltage converted by the DC-DC converter 100 may be stored in the second battery B2.

이하에서는 직류-직류 변환기(100)의 구성 및 동작이 설명된다.The configuration and operation of the DC-DC converter 100 will be described below.

도 5는 일 실시예에 의한 직류-직류 변환기의 구성을 도시한다.5 shows a configuration of a DC-DC converter according to an embodiment.

도 5에 도시된 바와 같이, 직류-직류 변환기(100)는 제1 전압(V1)를 출력하는 제1 배터리(B1)와 제2 전압(V2)를 출력하는 제2 배터리(B2) 사이에 마련될 수 있으며, 직류-직류 변환기(100)는 제1 전압(V1)을 입력받고 제2 전압(V2)을 출력할 수 있다.5, the DC-DC converter 100 is provided between the first battery B1 for outputting the first voltage V1 and the second battery B2 for outputting the second voltage V2 And the DC-DC converter 100 may receive the first voltage V1 and output the second voltage V2.

직류-직류 변환기(100)는 제1 변환 회로(110)와, 제2 변환 회로(120)와, 펄스 생성 회로(130)와, 입력 전압 센서(140)와, 출력 전압 센서(150)와, 제어기(160)를 포함할 수 있다.The DC-DC converter 100 includes a first conversion circuit 110, a second conversion circuit 120, a pulse generation circuit 130, an input voltage sensor 140, an output voltage sensor 150, Controller 160 may be included.

제1 변환 회로(110)는 제1 배터리(B1)로부터 제1 전압(V1)을 입력받고, 제1 전압(V1)을 제3 전압(V3)으로 변환하고, 제3 전압(V3)을 제2 변환 회로(120)로 출력할 수 있다.The first conversion circuit 110 receives the first voltage V1 from the first battery B1 and converts the first voltage V1 to the third voltage V3, 2 conversion circuit 120 in accordance with the present invention.

제1 변환 회로(110)는 벅 컨버터(Buck converter)의 형태를 가질 수 있으며, 제1 구동 스위치(Q1)와, 제1 다이오드(D1)와, 제1 출력 인덕터(Lo1)와, 제1 출력 캐패시터(Co1)를 포함할 수 있다.The first conversion circuit 110 may have the form of a buck converter and includes a first drive switch Q1, a first diode D1, a first output inductor Lo1, And may include a capacitor Co1.

제1 구동 스위치(Q1)는 제1 배터리(B1)의 양극과 연결될 수 있으며, 제어기(160)의 제1 스위칭 신호에 따라 제1 배터리(B1)로부터 제1 출력 인덕터(Lo1) 및 제1 출력 캐패시터(Co1)로의 전류를 허용하거나 차단할 수 있다.The first drive switch Q1 may be connected to the anode of the first battery B1 and may be connected to the first output inductor Lo1 and the first output B1 from the first battery B1 according to the first switching signal of the controller 160. [ It is possible to allow or block the current to the capacitor Co1.

구체적으로, 제1 구동 스위치(Q1)가 폐쇄(턴온)되면 제1 배터리(B1)로부터 제1 출력 인덕터(Lo1) 및 제1 출력 캐패시터(Co1)로 전류가 흐르고, 제1 구동 스위치(Q1)가 개방(턴오프)되면 제1 배터리(B1)로부터 제1 출력 인덕터(Lo1) 및 제1 출력 캐패시터(Co1)로 전류가 차단될 수 있다. 이처럼, 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐가 반복되면, 제1 출력 인덕터(Lo1) 및 제1 출력 캐패시터(Co1)에 교류 전류가 공급될 수 있다.Specifically, when the first drive switch Q1 is closed (turned on), a current flows from the first battery B1 to the first output inductor Lo1 and the first output capacitor Co1, The current can be cut off from the first battery B1 to the first output inductor Lo1 and the first output capacitor Co1. As described above, when the first drive switch Q1 is repeatedly opened and closed, alternating current can be supplied to the first output inductor Lo1 and the first output capacitor Co1.

제1 구동 스위치(Q1)는 다양한 구조와 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 스위치(Q1)는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor, BJT), 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT) 등을 채용할 수 있다. 또한, 제1 구동 스위치(Q1)는 실리콘(silicon, Si), 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC), 또는 갈륨비소(gallium arsenide, GaAs) 등의 반도체 재료로 구성될 수 있다.The first drive switch Q1 may have various structures and materials. For example, the first drive switch Q1 may be a bipolar junction transistor (BJT), a metal-oxide-semiconductor field effect transistor (MOSFET), an insulated gate bipolar transistor, IGBT) or the like can be employed. Also, the first drive switch Q1 may be composed of a semiconductor material such as silicon (Si), silicon carbide (SiC), or gallium arsenide (GaAs).

제1 구동 스위치(Q1)에는 제1 출력 인덕터(Lo1)의 인덕턴스로 인한 역방향 전압으로부터 제1 구동 스위치(Q1)를 보호하는 제1 환류 다이오드(Dq1)이 마련될 수 있다. 제1 환류 다이오드(D1)는 제1 구동 스위치(Q1)의 물리적 구조에 의하여 생성되거나 별도로 마련될 수 있으며, 제1 구동 스위치(Q1)의 양단(예를 들어, 이미터와 콜렉터, 소스와 드레인) 사이에 마련된다.The first drive switch Q1 may be provided with a first reflux diode Dq1 for protecting the first drive switch Q1 from the reverse voltage due to the inductance of the first output inductor Lo1. The first feedback diode D1 may be formed by the physical structure of the first drive switch Q1 or may be provided separately and may be connected to both ends of the first drive switch Q1 (for example, emitter and collector, .

제1 다이오드(D1)는 제1 배터리(B1)의 음극 및 제1 구동 스위치(Q1)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 다이오드(D1)의 음극(cathode)은 제1 구동 스위치(Q1)와 연결되고, 제1 다이오드(D1)의 양극(anode)은 제1 배터리(B1)의 음극과 연결될 수 있다.The first diode D1 may be connected to the cathode of the first battery B1 and the first drive switch Q1. Specifically, the cathode of the first diode D1 is connected to the first drive switch Q1, and the anode of the first diode D1 is connected to the cathode of the first battery B1 .

제1 다이오드(D1)는 제1 구동 스위치(Q1)가 턴온된 동안 제1 배터리(B1)의 전류를 차단하고, 제1 구동 스위치(Q1)가 턴오프된 동안 제1 출력 인덕터(Lo1)에 의한 전류를 허용할 수 있다.The first diode D1 cuts off the current of the first battery B1 while the first drive switch Q1 is turned on and turns on the first output inductor Lo1 while the first drive switch Q1 is turned off Can be tolerated.

제1 출력 인덕터(Lo1) 및 제1 출력 캐패시터(Co1)는 제1 다이오드(D1)의 음극과 양극 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 출력 인덕터(Lo1) 및 제1 출력 캐패시터(Co1)는 서로 직렬로 연결되고, 제1 출력 인덕터(Lo1)는 제1 구동 스위치(Q1)와 연결되고, 제1 출력 캐패시터(Co1)는 제1 배터리(B1)의 음극과 연결될 수 있다. 또한, 제1 출력 캐패시터(Co1) 양단의 전압이 제2 변환 회로(120)로 출력될 수 있다.The first output inductor Lo1 and the first output capacitor Co1 may be connected in series between the cathode and the anode of the first diode D1. Specifically, the first output inductor Lo1 and the first output capacitor Co1 are connected in series to each other, the first output inductor Lo1 is connected to the first drive switch Q1, the first output capacitor Co1 May be connected to the cathode of the first battery B1. Further, the voltage across the first output capacitor Co1 may be output to the second conversion circuit 120. [

제1 출력 인덕터(Lo1) 및 제1 출력 캐패시터(Co1)는 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐(스위칭)에 의한 출력 전압의 리플을 제거(filter out)하고, 일정한 크기의 직류 전압 즉, 제3 전압(V3)을 출력할 수 있다. 구체적으로, 제1 출력 인덕터(Lo1)는 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐(스위칭)에 의한 급격한 전류의 변화를 방지하고, 제1 출력 캐패시터(Co1)는 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐(스위칭)에 의한 급격한 전압의 변화를 방지할 수 있다.The first output inductor Lo1 and the first output capacitor Co1 filter out the ripple of the output voltage due to the opening and closing (switching) of the first drive switch Q1, 3 voltage (V3). Specifically, the first output inductor Lo1 prevents a sudden change in current due to the opening / closing (switching) of the first driving switch Q1, and the first output capacitor Co1 prevents switching of the first driving switch Q1 It is possible to prevent a sudden change in voltage due to switching (switching).

제1 변환 회로(110)의 동작에 관하여, 제1 구동 스위치(Q1)가 턴온되면 제1 배터리(V1)의 전류가 제1 구동 스위치(Q1) 및 제1 출력 인덕터(Lo1)를 거쳐 제1 출력 캐패시터(Co1)로 공급될 수 있다. 이때, 제1 출력 인덕터(Lo1)에는 전류에 의한 자기 에너지가 저장될 수 있다.With respect to the operation of the first conversion circuit 110, when the first drive switch Q1 is turned on, the current of the first battery V1 flows through the first drive switch Q1 and the first output inductor Lo1, Can be supplied to the output capacitor Co1. At this time, magnetic energy due to the current can be stored in the first output inductor Lo1.

또한, 제1 구동 스위치(Q1)가 턴오프되면 제1 배터리(V1)로부터 제1 출력 캐패시터(Co1)의 전류 공급은 차단되고, 제1 출력 인덕터(Lo1)의 자기 에너지에 의한 전류가 제1 출력 캐패시터(Co1)로 공급될 수 있다. 제1 출력 인덕터(Lo1)의 전류는 제1 다이오드(D1)를 통과할 수 있다.When the first drive switch Q1 is turned off, the supply of the current from the first battery V1 to the first output capacitor Co1 is interrupted, and the current due to the magnetic energy of the first output inductor Lo1 flows into the first Can be supplied to the output capacitor Co1. The current of the first output inductor Lo1 can pass through the first diode D1.

이러한, 동작에 의하여 제1 변환 회로(110)는 제1 전압(V1)을 제3 전압(V3)으로 변환할 수 있다. 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3) 사이의 관계는 [수학식 1]과 같다.By this operation, the first conversion circuit 110 can convert the first voltage V1 to the third voltage V3. The relationship between the first voltage V1 and the third voltage V3 is expressed by Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, V3은 제3 전압의 값을 나타내고, Duty1은 제1 구동 스위치의 제1 듀티비(duty cycle)을 나타내고, V1은 제1 전압의 값을 나타낼 수 있다.Here, V3 represents the value of the third voltage, Duty1 represents the first duty ratio of the first drive switch, and V1 represents the value of the first voltage.

이때, 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)는 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐(스위칭) 주기에 대한 제1 구동 스위치(Q1)의 온 타임의 비율을 나타낸다. 따라서, 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1) 0과 1 사이의 값을 가진다.The first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 represents a ratio of the on time of the first drive switch Q1 to the first drive switch Q1. Therefore, the first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 has a value between 0 and 1.

그 결과, 제3 전압(V3)은 제1 전압(V1)보다 작으며, 제1 변환 회로(110)는 전압을 강하시킬 수 있다.As a result, the third voltage V3 is smaller than the first voltage V1, and the first conversion circuit 110 can drop the voltage.

제2 변환 회로(120)는 제1 변환 회로(110)로부터 제3 전압(V3)을 입력받고, 제3 전압(V3)을 제2 전압(V2)으로 변환하고, 제2 전압(V2)을 제2 배터리(B2)로 출력할 수 있다.The second conversion circuit 120 receives the third voltage V3 from the first conversion circuit 110 and converts the third voltage V3 into the second voltage V2 and outputs the second voltage V2 And output to the second battery B2.

제2 변환 회로(120)는 포워드 컨버터(forward converter)의 형태를 가질 수 있으며, 변압기(121)와, 제2 구동 스위치(Q2)와, 리셋 캐패시터(Cr)와, 리셋 스위치(Q3)와, 제1/제2 다이오드(D1, D2)와, 제2 출력 인덕터(Lo2)와, 제2 출력 캐패시터(Co2)를 포함할 수 있다.The second conversion circuit 120 may have the form of a forward converter and includes a transformer 121, a second drive switch Q2, a reset capacitor Cr, a reset switch Q3, And may include first and second diodes D1 and D2, a second output inductor Lo2, and a second output capacitor Co2.

변압기(121)는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류 전압의 값 및/또는 교류 전류의 값을 변화시킬 수 있다.The transformer 121 can change the value of the alternating voltage and / or the value of the alternating current by using the electromagnetic induction phenomenon.

변압기(121)는 입력 측의 1차 코일(L1)과, 출력 측의 2차 코일(L2)과, 1차 코일(L1)로부터 2차 코일(L2)까지 자기장을 전송하는 철심을 포함할 수 있다. 1차 코일(L1)에 입력되는 교류 전압 및 교류 전류에 의하여 철심에 시간에 따라 변화하는 자기장이 생성되며, 철심의 자기장에 의하여 2차 코일(L2)에 교류 전압 및 교류 전류가 생성될 수 있다.The transformer 121 may include an input-side primary coil L1, an output-side secondary coil L2, and an iron core for transmitting a magnetic field from the primary coil L1 to the secondary coil L2. have. A magnetic field that changes with time is generated in the iron core by the AC voltage and the AC current input to the primary coil L1 and an AC voltage and an AC current can be generated in the secondary coil L2 by the magnetic field of the iron core .

2차 코일(L2)이 출력하는 출력 전압은 [수학식 2]에 의하여 산출될 수 있다.The output voltage output by the secondary coil L2 can be calculated by Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, Vout은 2차 코일의 출력 전압을 나타내고, Vin은 1차 코일의 입력 전압을 나타내고, N2은 2차 코일의 턴수를 나타내고, N1은 1차 코일의 턴수를 나타낸다.Here, Vout represents the output voltage of the secondary coil, Vin represents the input voltage of the primary coil, N2 represents the number of turns of the secondary coil, and N1 represents the number of turns of the primary coil.

[수학식 1]에 의하면, 2차 코일(L2)의 출력 전압(Vout)은 1차 코일(L1)의 입력 전압(Vin)과, 1차 코일(L1)의 턴수(N1)에 대한 2차 코일(L2)의 턴수(N2)의 비율에 비례할 수 있다.The output voltage Vout of the secondary coil L2 is set to the second voltage Vout of the input voltage Vin of the primary coil L1 and the number of turns N1 of the primary coil L1 May be proportional to the ratio of the number of turns (N2) of the coil (L2).

이상적인 변압기는 입력 전력(전압 및 전류)와 출력 전력이 동일한 것을 가정하지만, 실제 변압기는 철심 등의 손실로 인하여 입력 전력과 출력 전력이 상이하다. 이러한 실제 변압기의 손실을 누설 인덕턴스(leakage inductance)로 나타낼 수 있다. 또한, 보다 정확한 모델링을 위하여, 변압기(121)는 누설 인덕턴스를 나타내는 누설 인덕터(L3)를 더 포함할 수 있다.The ideal transformer assumes that the input power (voltage and current) and output power are the same, but the actual transformer has different input power and output power due to loss of iron core and so on. The loss of this actual transformer can be expressed as a leakage inductance. Also, for more accurate modeling, the transformer 121 may further include a leakage inductor L3 that exhibits a leakage inductance.

이상적인 변압기는 1차 코일(L1)에 의하여 생성된 자기장이 모두 2차 코일(L2)로 전달되는 것을 가정하지만, 실제 변압기는 1차 코일(L1)에 의하여 생성된 자기장 중 일부는 1차 코일(L1)에 남아 있게 된다. 이처럼 1차 코일(L1)에 남아 있는 성분을 자화 인덕턴스(magnetizing inductance)로 나타낼 수 있다. 또한, 보다 정확한 모델링을 위하여, 변압기(121)는 자화 인덕턴스를 나타내는 자화 인덕터(L4)를 더 포함할 수 있다.The ideal transformer assumes that all the magnetic field generated by the primary coil L1 is transferred to the secondary coil L2, but in the actual transformer, some of the magnetic field generated by the primary coil L1 is the primary coil L1. The components remaining in the primary coil L1 can be represented by a magnetizing inductance. Further, for more accurate modeling, the transformer 121 may further include a magnetizing inductor L4 indicating magnetizing inductance.

제2 구동 스위치(Q2)는 변압기(121)의 1차 코일(L1)과 직렬로 연결될 수 있으며, 변압기(120)의 1차 코일(L1)에 교류 전류가 입력되도록 전류를 제어할 수 있다.The second drive switch Q2 may be connected in series with the primary coil L1 of the transformer 121 and may control the current so that an alternating current is input to the primary coil L1 of the transformer 120. [

앞서 설명된 제1 변환 회로(110)는 직류 전압과 직류 전류를 출력하며, 변압기(121)는 교류 전압과 교류 전류를 변환할 수 있다. 따라서, 제2 구동 스위치(Q2)는 변압기(121)에 교류 전류가 입력되도록, 제1 변환 회로(110)는 출력하는 직류 전류를 통과 또는 차단할 수 있다.The first conversion circuit 110 described above outputs a DC voltage and a DC current, and the transformer 121 can convert an AC voltage and an AC current. Therefore, the second drive switch Q2 can pass or block the direct current output from the first conversion circuit 110 so that the alternating current is input to the transformer 121. [

구체적으로, 제2 구동 스위치(Q2)는 제1 변환 회로(110)로부터 변압기(120)로의 전류를 통과시키는 것과 제1 변환 회로(110)로부터 변압기(120)로의 전류를 차단하는 것을 반복할 수 있다. 다시 말해, 제2 구동 스위치(Q2)는 매우 빠른 속도로(예를 들어, 수백 kHz) 전류의 통과와 전류의 차단을 반복할 수 있다. 제2 구동 스위치(Q2)의 스위칭 동작에 의하여 변압기(121)에는 시간에 따라 변환하는 전류 즉, 교류 전류가 입력될 수 있다.Specifically, the second drive switch Q2 can be repeated to pass the current from the first converter circuit 110 to the transformer 120 and to shut off the current from the first converter circuit 110 to the transformer 120 have. In other words, the second drive switch Q2 can repeat the passage of the current and interruption of the current at a very high speed (for example, several hundred kHz). The current to be converted in time, that is, the alternating current, can be inputted to the transformer 121 by the switching operation of the second drive switch Q2.

제2 구동 스위치(Q2)는 다양한 구조와 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 스위치(Q2)는 양극성 접합 트랜지스터, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 등을 채용할 수 있다. 또한, 제2 구동 스위치(Q2)는 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 또는 갈륨비소(GaAs) 등의 반도체 재료로 구성될 수 있다.The second drive switch Q2 may have various structures and materials. For example, the second drive switch Q2 may employ a bipolar junction transistor, a metal oxide semiconductor field effect transistor, an insulated gate bipolar transistor, or the like. The second drive switch Q2 may be made of a semiconductor material such as silicon (Si), silicon carbide (SiC), or gallium arsenide (GaAs).

제2 구동 스위치(Q2)에는 변압기(121)의 1차 코일(L1)의 인덕턴스로 인한 역방향 전압으로부터 제2 구동 스위치(Q2)를 보호하는 제2 환류 다이오드(Dq2)이 마련될 수 있다. 제2 환류 다이오드(Dq2)는 제2 구동 스위치(Q2)의 물리적 구조에 의하여 생성되거나 별도로 마련될 수 있으며, 제2 구동 스위치(Q2)의 양단(예를 들어, 이미터와 콜렉터, 소스와 드레인) 사이에 마련된다.The second drive switch Q2 may be provided with a second return diode Dq2 for protecting the second drive switch Q2 from the reverse voltage due to the inductance of the primary coil L1 of the transformer 121. [ The second feedback diode Dq2 may be generated by the physical structure of the second drive switch Q2 or may be provided separately and may be connected to both ends of the second drive switch Q2 (for example, emitter and collector, .

리셋 캐패시터(Cr)는 변압기(121)와 병렬로 연결될 수 있으며, 변압기(121)의 자화 인덕터(L4)에 축적된 자기 에너지를 방출시킬 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 변압기(121)의 2차 코일(L2)로 전달되지 못하고 1차 코일(L1)에 남아 있는 자기장은 자화 인덕터(L4)로 표현되며, 리셋 회로(140)는 자화 인덕터(L4)에 저장된 자기 에너지(즉, 전류)를 방출시킬 수 있다. 축적된 자기 에너지에 의하여 자화 인덕터(L4)는 전류를 생성할 수 있으며, 리셋 캐패시터(Cr)는 자화 인덕터(L4)의 전류를 전기 에너지로 저장할 수 있다.The reset capacitor Cr may be connected in parallel with the transformer 121 and may emit magnetic energy stored in the magnetizing inductor L4 of the transformer 121. [ The magnetic field which is not transferred to the secondary coil L2 of the transformer 121 and remains in the primary coil L1 is represented by the magnetizing inductor L4 and the reset circuit 140 is connected to the magnetizing inductor (That is, the current) stored in the memory cells L4 and L4. By the accumulated magnetic energy, the magnetizing inductor L4 can generate a current, and the reset capacitor Cr can store the current of the magnetizing inductor L4 as electric energy.

리셋 스위치(Q3)는 리셋 캐패시터(Cr)와 직렬로 연결되며, 리셋 스위치(Q3)와 리셋 캐패시터(Cr)는 변압기(121)와 병렬로 연결될 수 있다.The reset switch Q3 is connected in series with the reset capacitor Cr and the reset switch Q3 and the reset capacitor Cr can be connected in parallel with the transformer 121. [

리셋 스위치(Q3)는 자화 인덕터(L4)에 축적된 자기 에너지를 방출하기 위한 전류를 제어할 수 있다. 다시 말해, 리셋 스위치(Q3)의 동작에 따라 변압기(121)의 자화 인덕터(L4)에 저장된 자기 에너지가 리셋 캐패시터(Cr)로 방출되거나 자기 에너지의 방출이 차단될 수 있다.The reset switch Q3 can control the current for discharging the magnetic energy stored in the magnetizing inductor L4. In other words, according to the operation of the reset switch Q3, the magnetic energy stored in the magnetization inductor L4 of the transformer 121 may be released to the reset capacitor Cr or the emission of magnetic energy may be cut off.

리셋 스위치(Q3)는 다양한 구조와 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 리셋 스위치(Q3)는 양극성 접합 트랜지스터, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터, 절연 게이트 양극성 트랜지스터 등을 채용할 수 있다. 또한, 리셋 스위치(Q3)는 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 또는 갈륨비소(GaAs) 등의 반도체 재료로 구성될 수 있다.The reset switch Q3 may have various structures and materials. For example, the reset switch Q3 may employ a bipolar junction transistor, a metal oxide semiconductor field effect transistor, an insulated gate bipolar transistor, or the like. The reset switch Q3 may be made of a semiconductor material such as silicon (Si), silicon carbide (SiC), or gallium arsenide (GaAs).

리셋 스위치(Q3)에는 변압기(121)의 1차 코일(L1)의 인덕턴스로 인한 역방향 전압으로부터 리셋 스위치(Q3)를 보호하는 제3 환류 다이오드(Dq3)이 마련될 수 있다. 제3 환류 다이오드(Dq3)는 리셋 스위치(Q3)의 물리적 구조에 의하여 생성되거나 별도로 마련될 수 있으며, 리셋 스위치(Q3)의 양단(예를 들어, 이미터와 콜렉터, 소스와 드레인) 사이에 마련된다.The reset switch Q3 may be provided with a third return diode Dq3 for protecting the reset switch Q3 from the reverse voltage due to the inductance of the primary coil L1 of the transformer 121. [ The third reflux diode Dq3 may be created or provided separately by the physical structure of the reset switch Q3 and may be provided between both ends of the reset switch Q3 (for example, emitter and collector, source and drain) do.

제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)는 변압기(121)의 2차 코일(L2) 양단에 각각 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 다이오드(D2)의 양극은 2차 코일(L2)의 일단과 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 양극은 2차 코일(L2)의 타단에 연결될 수 있다. 또한, 제2 다이오드(D2)의 음극과 제3 다이오드(D3)의 음극은 제2 출력 인덕터(Lo2)와 연결될 수 있다.The second diode D2 and the third diode D3 may be connected to both ends of the secondary coil L2 of the transformer 121, respectively. Specifically, the anode of the second diode D2 may be connected to one end of the secondary coil L2, and the anode of the third diode D3 may be connected to the other end of the secondary coil L2. The cathode of the second diode D2 and the cathode of the third diode D3 may be connected to the second output inductor Lo2.

제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)은 변압기(121)의 2차 코일(L2)이 출력하는 교류 전압과 교류 전류를 직류 전압과 직류 전류로 변환할 수 있으며, 직류 전압과 직류 전류를 제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)로 출력할 수 있다.The second diode D2 and the third diode D3 can convert the alternating current and the alternating current output from the secondary coil L2 of the transformer 121 into a direct current and a direct current, To the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2.

구체적으로, 제2 다이오드(D2)는 2차 코일(L2)이 출력하는 양의 전류를 제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)에 공급할 수 있다. 또한, 제2 다이오드(D2)는 2차 코일(L2)이 출력하는 음의 전류를 차단할 수 있다.Specifically, the second diode D2 can supply a positive current outputted by the secondary coil L2 to the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2. In addition, the second diode D2 can cut off the negative current output from the secondary coil L2.

제3 다이오드(D3)는 제2 다이오드(D2)가 2차 코일(L2)의 양의 전류를 통과시키는 동안 2차 코일(L2)의 전류를 차단하고, 제2 다이오드(D2)가 2차 코일(L2)의 음의 전류를 차단하는 동안 제2 출력 인덕터(Lo2)에 의한 전류를 허용할 수 있다.The third diode D3 interrupts the current of the secondary coil L2 while the second diode D2 passes the positive current of the secondary coil L2 and the second diode D2 interrupts the current of the secondary coil L2, Lt; RTI ID = 0.0 > Lo2 < / RTI > while interrupting the negative current of the second output inductor Lo.

이처럼, 제2/제3 다이오드(D3)는 변압기(121)가 출력하는 양의 전류와 음의 전류 중에 양의 전류를 제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)로 전달할 수 있다. 다시 말해, 제2/제3 다이오드(D3)는 변압기(121)가 출력하는 교류 전류를 정류할 수 있다.As such, the second / third diode D3 can deliver a positive current to the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2 during the positive and negative currents output by the transformer 121 . In other words, the second / third diode D3 can rectify the alternating current output from the transformer 121. [

제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)는 제3 다이오드(D3)의 음극과 양극 사이에 직렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)는 서로 직렬로 연결되고, 제2 출력 인덕터(Lo2)는 제2 다이오드(D2)와 연결되고, 제2 출력 캐패시터(Co2)는 제2 배터리(B2)의 음극과 연결될 수 있다. 또한, 제2 출력 캐패시터(Co2) 양단의 전압이 제2 배터리(B2)로 출력될 수 있다.The second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2 may be connected in series between the cathode and the anode of the third diode D3. Specifically, the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2 are connected to each other in series, the second output inductor Lo2 is connected to the second diode D2, the second output capacitor Co2, May be connected to the cathode of the second battery B2. Also, the voltage across the second output capacitor Co2 can be output to the second battery B2.

제2 출력 인덕터(Lo1) 및 제2 출력 캐패시터(Co1)는 제2 및 제3 다이오드(D2, D3)에 의하여 정류된 전압의 리플을 제거(filter out)하고, 일정한 크기의 직류 전압 즉, 제2 전압(V2)을 출력할 수 있다.The second output inductor Lo1 and the second output capacitor Co1 filter out the ripple of the voltage rectified by the second and third diodes D2 and D3 and apply a DC voltage of a certain magnitude, 2 voltage (V2).

제2 변환 회로(120)의 동작에 관하여, 제2 구동 스위치(Q2)와 리셋 스위치(Q3)는 교대로 턴온/턴오프될 수 있다. 다시 말해, 제2 구동 스위치(Q2)가 턴온된 동안 리셋 스위치(Q3)는 오프되며, 제2 구동 스위치(Q2)가 턴오프된 동안 리셋 스위치(Q3)는 온될 수 있다.With respect to the operation of the second conversion circuit 120, the second drive switch Q2 and the reset switch Q3 can be turned on / off alternately. In other words, the reset switch Q3 is turned off while the second drive switch Q2 is turned on, and the reset switch Q3 can be turned on while the second drive switch Q2 is turned off.

제2 구동 스위치(Q2)가 턴온되고 리셋 스위치(Q3)가 턴오프되면 제1 변환 회로(110)로부터 변압기(120)의 1차 코일(L1)로 양의 전류가 공급될 수 있다. 또한, 변압기(120)의 1차 코일(L1)의 양의 전류로 인하여 변압기(120)의 2차 코일(L2)은 양의 전류를 출력하고, 2차 코일(L2)의 양의 전류는 제2 다이오드(D2) 및 제2 출력 인덕터(Lo2)를 거쳐 제2 출력 캐패시터(Co2)로 공급될 수 있다. 이때, 제1 출력 인덕터(Lo1)에는 전류에 의한 자기 에너지가 저장될 수 있다.A positive current can be supplied from the first converter circuit 110 to the primary coil L1 of the transformer 120 when the second drive switch Q2 is turned on and the reset switch Q3 is turned off. The secondary coil L2 of the transformer 120 outputs a positive current due to the positive current of the primary coil L1 of the transformer 120 and the positive current of the secondary coil L2 2 diode D2 and the second output inductor Lo2 to the second output capacitor Co2. At this time, magnetic energy due to the current can be stored in the first output inductor Lo1.

제2 구동 스위치(Q2)가 턴오프되고 리셋 스위치(Q3)가 턴온되면 리셋 캐패시터(Cr)로부터 변압기(120)의 1차 코일(L1)로 음의 전류가 공급될 수 있다. 또한, 변압기(120)의 1차 코일(L1)의 음의 전류로 인하여 변압기(120)의 2차 코일(L2)은 음의 전류를 출력하고, 2차 코일(L2)의 음의 전류는 제2 다이오드에 의하여 차단된다. 이때, 제2 출력 인덕터(Lo2)의 자기 에너지에 의한 전류가 제2 출력 캐패시터(Co2)로 공급될 수 있다.A negative current may be supplied from the reset capacitor Cr to the primary coil L1 of the transformer 120 when the second drive switch Q2 is turned off and the reset switch Q3 is turned on. The secondary coil L2 of the transformer 120 outputs a negative current due to the negative current of the primary coil L1 of the transformer 120 and the negative current of the secondary coil L2 2 diode. At this time, a current due to the magnetic energy of the second output inductor Lo2 can be supplied to the second output capacitor Co2.

이러한, 동작에 의하여 제2 변환 회로(120)는 제3 전압(V3)을 제2 전압(V2)으로 변환할 수 있다. 제3 전압(V3)과 제2 전압(V2) 사이의 관계는 [수학식 3]과 같다.By this operation, the second conversion circuit 120 can convert the third voltage V3 to the second voltage V2. The relationship between the third voltage V3 and the second voltage V2 is expressed by Equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, V2은 제2 전압의 값을 나타내고, N2은 2차 코일의 턴수를 나타내고, N1은 1차 코일의 턴수를 나타내고, 제2 구동 스위치의 제2 듀티비(duty cycle)을 나타내고, V3은 제3 전압의 값을 나타낸다.V2 represents the value of the second voltage, N2 represents the number of turns of the secondary coil, N1 represents the number of turns of the primary coil, represents the second duty ratio of the second drive switch, Represents the value of the third voltage.

이때, 제2 구동 스위치(Q1)의 제2 듀티비(Duty2)는 0과 1 사이의 값을 가지며, N2/N1은 1 또는 1보다 작은 값을 가질 수 있다. 그 결과, 제2 전압(V2)은 제3 전압(V3)보다 작으며, 제2 변환 회로(120)는 전압을 강하시킬 수 있다.At this time, the second duty ratio Duty2 of the second drive switch Q1 has a value between 0 and 1, and N2 / N1 may have a value less than 1 or 1. As a result, the second voltage V2 is smaller than the third voltage V3, and the second conversion circuit 120 can drop the voltage.

펄스 생성 회로(130)는 제2 변환 회로(120)의 제2 구동 스위치(Q2)와 리셋 스위치(Q3)를 턴온 또는 턴오프할 수 있다. 구체적으로, 펄스 생성 회로(130)는 미리 정해진 개폐 주파수와 미리 정해진 제2 듀티비(Duty2)에 따라 제2 구동 스위치(Q2)를 턴온 또는 턴오프할 수 있으며, 제2 구동 스위치(Q2)의 턴온 또는 턴오프에 따라 리셋 스위치(Q3)를 턴오프 또는 턴온할 수 있다.The pulse generation circuit 130 may turn on or off the second drive switch Q2 and the reset switch Q3 of the second conversion circuit 120. [ Specifically, the pulse generating circuit 130 may turn on or off the second drive switch Q2 according to a predetermined open / close frequency and a predetermined second duty ratio Duty2, The reset switch Q3 can be turned off or turned on in accordance with turn-on or turn-off.

펄스 생성 회로(130)는 미리 정해진 개폐 주파수와 미리 정해진 제2 듀티비(Duty2)에 따라 제2 구동 스위치(Q2)를 턴온 또는 턴오프하는 제2 스위칭 신호를 생성하는 펄스 생성기(131)와, 제2 스위칭 신호의 반대 신호(리셋 신호)를 출력하는 인버터(132)를 포함할 수 있다.The pulse generating circuit 130 includes a pulse generator 131 for generating a second switching signal for turning on or off the second driving switch Q2 according to a predetermined switching frequency and a predetermined second duty ratio Duty2, And an inverter 132 for outputting an opposite signal (reset signal) of the second switching signal.

펄스 생성기(131)의 제2 스위칭 신호는 제2 구동 스위치(Q2)에 입력되고, 인버터(132)의 리셋 신호는 리셋 스위치(Q3)에 입력될 수 있다. 따라서, 제2 구동 스위치(Q2)가 턴온되면 리셋 스위치(Q3)는 턴오프되고, 제2 구동 스위치(Q2)가 턴오프되면 리셋 스위치(Q3)는 턴온될 수 있다.The second switching signal of the pulse generator 131 is input to the second drive switch Q2 and the reset signal of the inverter 132 may be input to the reset switch Q3. Therefore, when the second drive switch Q2 is turned on, the reset switch Q3 is turned off, and when the second drive switch Q2 is turned off, the reset switch Q3 can be turned on.

펄스 생성 회로(130)가 미리 정해진 제2 듀티비(Duty2)에 따라 제2 구동 스위치(Q2)를 턴온 또는 턴오프함으로 인하여, 제2 변환 회로(120)의 전압 강하 비율은 고정된다.The voltage drop ratio of the second conversion circuit 120 is fixed because the pulse generation circuit 130 turns on or off the second drive switch Q2 in accordance with the predetermined second duty ratio Duty2.

입력 전압 센서(140)는 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1) 즉, 직류-직류 변환기(100)에 입력되는 전압을 측정할 수 있다. 또한, 입력 전압 센서(140)는 제1 전압(V1)의 값에 대응하는 전기적 신호를 제어기(160)로 출력할 수 있다.The input voltage sensor 140 may measure a first voltage V1 of the first battery B1, that is, a voltage input to the DC-DC converter 100. [ The input voltage sensor 140 may also output an electrical signal corresponding to the value of the first voltage V1 to the controller 160. [

입력 전압 센서(140)는 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)을 분배하는 전압 분배기를 포함할 수 있으며, 전압 분배기에 의하여 분배된 전압 신호를 제어기(160)로 출력할 수 있다.The input voltage sensor 140 may include a voltage divider that distributes the first voltage V1 of the first battery B1 and may output the voltage signal distributed by the voltage divider to the controller 160. [

제1 배터리(B1)는 전동기(21b)에 전기 에너지를 공급할 수 있으며, 저장된 전기 에너지의 양에 따라 출력 전압이 변동될 수 있다. 따라서, 직류-직류 변환기(100)가 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)의 변동과 무관하게 일정한 제2 배터리(B2)에 일정한 크기의 전압을 출력할 수 있도록, 입력 전압 센서(140)는 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)을 측정하고, 제1 전압(V1)의 크기를 제어기(160)로 출력할 수 있다.The first battery B1 may supply electric energy to the electric motor 21b, and the output voltage may vary depending on the amount of stored electric energy. Therefore, in order that the DC-DC converter 100 can output a constant-sized voltage to the second battery B2, which is constant regardless of the variation of the first voltage V1 of the first battery B1, 140 may measure the first voltage V1 of the first battery B1 and output the magnitude of the first voltage V1 to the controller 160. [

출력 전압 센서(150)는 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2) 즉, 직류-직류 변환기(100)가 출력하는 전압을 측정할 수 있다. 또한, 출력 전압 센서(150)는 제2 전압(V2)의 값에 대응하는 전기적 신호를 제어기(160)로 출력할 수 있다.The output voltage sensor 150 can measure the second voltage V2 of the second battery B2, that is, the voltage output from the DC-DC converter 100. [ The output voltage sensor 150 may also output an electrical signal corresponding to the value of the second voltage V2 to the controller 160. [

출력 전압 센서(150)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)을 분배하는 전압 분배기를 포함할 수 있으며, 전압 분배기에 의하여 분배된 전압 신호를 제어기(160)로 출력할 수 있다.The output voltage sensor 150 may include a voltage divider that distributes the second voltage V2 of the second battery B1 and may output the voltage signal distributed by the voltage divider to the controller 160. [

제2 배터리(B2)는 전장 부품들(30)에 전기 에너지를 공급할 수 있으며, 저장된 전기 에너지의 양에 따라 출력 전압이 변동될 수 있다. 그러나, 전장 부품들(30)이 안정적으로 동작하고 전장 부품들(30)의 파손을 방지하기 위하여, 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)은 일정한 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 직류-직류 변환기(100)가 제2 배터리(B2)의 출력 전압을 일정하기 유지시키도록 출력 전압 센서(150)는 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)을 측정하고, 제2 전압(V2)의 크기를 제어기(160)로 출력할 수 있다.The second battery B2 can supply electric energy to the electric components 30, and the output voltage can be varied according to the amount of stored electric energy. However, it is preferable that the second voltage V2 of the second battery B2 maintains a certain range in order to stably operate the electric component parts 30 and to prevent the electric component parts 30 from being damaged. Therefore, the output voltage sensor 150 measures the second voltage V2 of the second battery B2 so that the DC-DC converter 100 maintains the output voltage of the second battery B2 constant, 2 < / RTI > voltage V2 to the controller 160. In this case,

제어기(160)는 직류-직류 변환기(100)의 동작을 제어할 수 있으며, 직류-직류 변환기(100)를 제어하기 위한 메모리(161)와 프로세서(162)를 포함할 수 있다.The controller 160 may control the operation of the DC-DC converter 100 and may include a memory 161 and a processor 162 for controlling the DC-DC converter 100.

메모리(161)는 직류-직류 변환기(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램과 제어 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(161)는 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값을 일시적으로 기억할 수 있다.The memory 161 may store a control program and control data for controlling the operation of the DC-DC converter 100. Also, the memory 161 may temporarily store the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2.

또한, 메모리(161)는 프로세서(162)의 메모리 제어 신호에 따라 제어 프로그램 및/또는 제어 데이터를 프로세서(162)에 제공하거나, 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값을 프로세서(162)에 제공할 수 있다.The memory 161 may also provide the control program and / or control data to the processor 162 in accordance with the memory control signal of the processor 162 or may provide a value of the first voltage V1 and a value of the second voltage V2 To the processor 162.

메모리(161)는 데이터를 일시적으로 기억할 수 있는 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D램(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(161)는 제어 프로그램 및/또는 제어 데이터를 장기간 저장할 수 있는 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM), 플래시 메모리(flash memory) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.The memory 161 may include a volatile memory such as a Static Random Access Memory (S-RAM) or a Dynamic Random Access Memory (DRAM), which can temporarily store data. In addition, the memory 161 may include a read only memory, an erasable programmable read-only memory (EPROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), or the like, which can store control programs and / , Flash memory, and the like.

프로세서(162)는 각종 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있으며, 메모리(162)로부터 제공된 프로그램에 따라 데이터를 처리하고 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.The processor 162 may include various logic and arithmetic circuits and may process data according to a program provided from the memory 162 and generate control signals according to the processing results.

예를 들어, 프로세서(162)는 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값으로부터 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(162)는 제1 구동 스위치(Q1)의 미리 정해진 개폐 주기와 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)에 따라 제1 구동 수위치(Q1)를 턴온 또는 턴오프시키는 제1 스위칭 신호를 생성할 수 있다.For example, the processor 162 may calculate the first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 from the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2. The processor 162 also turns on or off the first drive count position Q1 according to a predetermined switching cycle of the first drive switch Q1 and the first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1, The first switching signal can be generated.

메모리(161)와 프로세서(162)는 각각 별도의 집적 회로(integrated circuit, ic)로 구현되거나, 메모리(161)와 프로세서(162)가 일체로 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다.The memory 161 and the processor 162 may be implemented as separate integrated circuits (ICs), or the memory 161 and the processor 162 may be integrated into one integrated circuit.

이처럼, 제어기(160)는 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값을 기초로 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(160)는 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값을 기초로 펄스 생성 회로(130)를 가동하거나, 정지시킬 수 있다.In this way, the controller 160 can control the opening and closing operations of the first driving switch Q1 based on the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2. In addition, the controller 160 can start or stop the pulse generating circuit 130 based on the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2.

앞서 설명된 바와 같이 제2 변환 회로(120)의 제2 구동 스위치(Q2)는 고정된 제2 듀티비(Duty2)를 가지는 제2 스위칭 신호에 의하여 턴온 또는 턴오프되며, 제2 변환 회로(120)의 전압 강하 비율은 고정된다.As described above, the second drive switch Q2 of the second conversion circuit 120 is turned on or off by the second switching signal having the fixed second duty ratio Duty2, and the second conversion circuit 120 ) Is fixed.

따라서, 제1 변환 회로(110)의 전압 강하 비율을 변경하기 위하여 제어기(160)는 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값으로부터 제1 구동 스위치(Q2)의 제1 듀티비(Duty1)를 산출하고, 제1 듀티비(Duty1)에 따라 제1 구동 스위치(Q2)의 개폐(턴온/턴오프)를 제어할 수 있다.Therefore, in order to change the voltage drop ratio of the first conversion circuit 110, the controller 160 selects the first voltage V1 of the first drive switch Q2 from the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2, It is possible to calculate the duty ratio Duty1 and control the opening / closing of the first drive switch Q2 according to the first duty ratio Duty1.

그 결과, 직류-직류 변환기(100) 전체의 전압 강하 비율이 변경되고, 제1 배터리(V1)의 제1 전압(V1)의 변화에도 불구하고, 제2 배터리(V2)에 일정한 제2 전압(V2)을 출력할 수 있다.As a result, the voltage drop ratio of the DC-DC converter 100 as a whole is changed, and the second voltage V2 is applied to the second battery V2 at a constant second voltage (V1) in spite of the change in the first voltage V1 of the first battery V2).

구체적으로, 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값이 관계는 [수학식 4]로 나타낼 수 있다.Specifically, the relationship between the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2 can be expressed by Equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00004
Figure pat00004

V2은 제2 전압의 값을 나타내고, N2은 2차 코일의 턴수를 나타내고, N1은 1차 코일의 턴수를 나타내고, 제2 구동 스위치의 제2 듀티비를 나타내고, Duty1은 제1 구동 스위치의 제1 듀티비를 나타내고, V1은 제1 전압의 값을 나타낸다.V2 represents the value of the second voltage, N2 represents the number of turns of the secondary coil, N1 represents the number of turns of the primary coil, represents the second duty ratio of the second drive switch, 1 duty ratio, and V1 represents the value of the first voltage.

[수학식 4]에서, 2차 코일(L2)의 턴수(N2), 1차 코일(L1)의 턴수(N1), 제2 듀티비(Duty2)는 고정될 수 있다. 따라서, 제어기(160)는 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환하기 위하여 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값에 따라 제1 듀티비(Duty1)를 조절할 수 있다.The number of turns N2 of the secondary coil L2, the number of turns N1 of the primary coil L1 and the second duty ratio Duty2 can be fixed in Equation (4). Accordingly, the controller 160 sets the first duty ratio Duty1 to the first voltage V1 according to the value of the first voltage V1 and the second voltage V2 to convert the first voltage V1 to the second voltage V2, Can be adjusted.

이상에서 설명된 바와 같이, 제1 변환 회로(110)와 제2 변환 회로(120)를 순차적으로 연결함으로써 직류-직류 변환기(100)는 제1 변환 회로(110)와 제2 변환 회로(120) 각각이 비하여 더욱 향상된 전압 강하 효과를 얻을 수 있다.As described above, by connecting the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120 in sequence, the DC-DC converter 100 can be realized by the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120, A further improved voltage drop effect can be obtained.

뿐만 아니라, 제1 변환 회로(110)와 제2 변환 회로(120)를 순차적으로 연결함으로써 스위치(Q1, Q2, Q3)의 내압이 낮아질 수 있다.In addition, by sequentially connecting the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120, the internal pressure of the switches Q1, Q2, and Q3 can be lowered.

제1 변환 회로(110) 또는 제2 변환 회로(120)가 단독으로 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)을 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)으로 변환하는 경우, 스위치(Q1, Q2, Q3)에 인가되는 전압은 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1) 내지 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)의 2배가 될 수 있다.When the first converter circuit 110 or the second converter circuit 120 alone converts the first voltage V1 of the first battery B1 to the second voltage V2 of the second battery B2, The voltage applied to the switches Q1, Q2 and Q3 may be twice the first voltage V1 of the first battery B1 to the first voltage V1 of the first battery B1.

예를 들어, 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)이 800V(volt)이고 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)이 12V이고 제1 변환 회로(110)가 단독으로 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환하는 경우, 제1 변환 회로(110)의 제1 구동 스위치(Q1)에는 대략 800V의 전압이 인가될 수 있다.For example, when the first voltage V1 of the first battery B1 is 800V and the second voltage V2 of the second battery B2 is 12V and the first conversion circuit 110 is used alone A voltage of approximately 800 V may be applied to the first drive switch Q1 of the first conversion circuit 110 when the first voltage V1 is converted into the second voltage V2.

또한, 제2 변환 회로(110)가 단독으로 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환하는 경우, 제1 전압(V1)과 리셋 캐패시터(Cr)의 전압이 제2 구동 스위치(Q2)에 인가되므로 제2 변환 회로(120)의 제2 구동 스위치(Q2)에는 대략 1600V의 전압이 인가될 수 있다.When the second conversion circuit 110 alone converts the first voltage V1 to the second voltage V2, the voltages of the first voltage V1 and the reset capacitor Cr are applied to the second drive switch Q2, a voltage of approximately 1600V may be applied to the second drive switch Q2 of the second conversion circuit 120. [

반면, 제1 변환 회로(110)과 제2 변환 회로(120)가 함께 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)을 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)으로 변환하는 경우, 스위치(Q1, Q2, Q3)에 인가되는 전압은 절반으로 감소할 수 있다.On the other hand, when the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120 together convert the first voltage V1 of the first battery B1 to the second voltage V2 of the second battery B2 , The voltage applied to the switches Q1, Q2 and Q3 may be reduced to half.

예를 들어, 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)이 800V(volt)이고 제3 전압(V3)이 400V이고 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)이 12V인 경우, 제1 변환 회로(110)의 제1 구동 스위치(Q1)에는 대략 400V의 전압이 인가되고 제2 변환 회로(120)의 제2 구동 스위치(Q2)에는 대략 800V의 전압이 인가될 수 있다.For example, when the first voltage V1 of the first battery B1 is 800V, the third voltage V3 is 400V, and the second voltage V2 of the second battery B2 is 12V, A voltage of approximately 400 V may be applied to the first drive switch Q1 of the first conversion circuit 110 and a voltage of approximately 800 V may be applied to the second drive switch Q2 of the second conversion circuit 120. [

또한, 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)이 800V(volt)이고 제3 전압(V3)이 260V이고 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)이 12V인 경우, 제1 변환 회로(110)의 제1 구동 스위치(Q1)에는 대략 540V의 전압이 인가되고 제2 변환 회로(120)의 제2 구동 스위치(Q2)에는 대략 520V의 전압이 인가될 수 있다.When the first voltage V1 of the first battery B1 is 800V and the third voltage V3 is 260V and the second voltage V2 of the second battery B2 is 12V, A voltage of approximately 540 V may be applied to the first drive switch Q1 of the conversion circuit 110 and a voltage of approximately 520 V may be applied to the second drive switch Q2 of the second conversion circuit 120. [

이처럼, 제1 변환 회로(110)와 제2 변환 회로(120)를 순차적으로 연결함으로써, 특히 제2 변환 회로(120)의 제2 구동 스위치(Q2)의 내압을 낮출 수 있다.As described above, by sequentially connecting the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120, the internal pressure of the second drive switch Q2 of the second conversion circuit 120 can be lowered in particular.

이하에서는 직류-직류 변환기(100)의 동작이 설명된다.Hereinafter, the operation of the DC-DC converter 100 will be described.

도 6은 도 5에 도시된 직류-직류 변환기의 동작을 도시한다.Fig. 6 shows the operation of the DC-DC converter shown in Fig.

도 6과 함께, 직류-직류 변환기(100)의 전압 강하 동작(1000)이 설명된다.6, the voltage drop operation 1000 of the DC-DC converter 100 is described.

직류-직류 변환기(100)는 미리 정해진 시간마다 전압 강하 동작(1000)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 직류-직류 변환기(100)는 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐 주기마다 전압 강하 동작(1000)을 수행할 수 있다.The DC-DC converter 100 may perform the voltage drop operation 1000 at predetermined time intervals. For example, the DC-DC converter 100 may perform the voltage drop operation 1000 every cycle of the first drive switch Q1.

직류-직류 변환기(100)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)을 감지한다(1010).DC-DC converter 100 senses the second voltage V2 of the second battery B1 (1010).

직류-직류 변환기(100)의 출력 전압 센서(150)는 제2 전압(V2) 즉, 직류-직류 변환기(100)의 출력 전압의 값을 측정하고, 제2 전압(V2)의 값에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어기(160)는 출력 전압 센서(150)의 출력 신호로부터 제2 전압(V2)의 값을 산출할 수 있다.The output voltage sensor 150 of the DC-DC converter 100 measures the value of the second voltage V2, that is, the output voltage of the DC-DC converter 100, It is possible to output an electric signal. In addition, the controller 160 may calculate the value of the second voltage V2 from the output signal of the output voltage sensor 150. [

직류-직류 변환기(100)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작은지를 판단한다(1020).The DC / DC converter 100 determines whether the second voltage V2 of the second battery B1 is lower than the reference voltage (Step 1020).

직류-직류 변환기(100)의 제어기(160)는 출력 전압 즉, 제2 전압(V2)과 미리 정해진 기준 전압을 비교하고, 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작은지를 판단할 수 있다. 기준 전압은 제2 배터리(B2)로부터 전기 에너지를 공급받는 전장 부품들(30)이 정상적으로 동작할 수 있는 전압을 나타낼 수 있다.The controller 160 of the DC-DC converter 100 compares the output voltage, that is, the second voltage V2 with a predetermined reference voltage, and determines whether the second voltage V2 is smaller than the reference voltage. The reference voltage may indicate a voltage at which the electrical components 30 supplied with electrical energy from the second battery B2 can operate normally.

제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작지 않으면(1020의 아니오), 직류-직류 변환기(100)는 출력 전압 감지를 반복할 수 있다.If the second voltage V2 of the second battery B2 is not less than the reference voltage (NO in 1020), the DC-DC converter 100 may repeat the output voltage sensing.

제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작으면(1020 의 예), 직류-직류 변환기(100)는 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)을 감지한다(1030).If the second voltage V2 of the second battery B2 is lower than the reference voltage (YES in step 1020), the DC-DC converter 100 senses the first voltage V1 of the first battery B1 1030).

직류-직류 변환기(100)의 입력 전압 센서(140)는 제1 전압(V1) 즉, 직류-직류 변환기(100)의 입력 전압의 값을 측정하고, 제1 전압(V1)의 값에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어기(160)는 입력 전압 센서(140)의 출력 신호로부터 제1 전압(V1)의 값을 산출할 수 있다.The input voltage sensor 140 of the DC-DC converter 100 measures the value of the first voltage V1, that is, the input voltage of the DC-DC converter 100, and outputs a voltage corresponding to the value of the first voltage V1 It is possible to output an electric signal. In addition, the controller 160 may calculate the value of the first voltage V1 from the output signal of the input voltage sensor 140. [

직류-직류 변환기(100)는 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 결정한다(1040).DC-DC converter 100 determines a first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 (1040).

직류-직류 변환기(100)의 제어기(160)는 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)으로부터 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 결정할 수 있다.The controller 160 of the DC-DC converter 100 may determine the first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 from the first voltage V1 and the second voltage V2.

제어기(160)는 앞서 설명된 [수학식 4]를 이용하여 제1 전압(V1), 제2 전압(V2), 1차 코일(L1)의 턴수(N1), 2차 코일(L2)의 턴수(N2) 및 미리 정해진 제2 구동 스위치(Q2)의 제2 듀티비(Duty2)로부터 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 산출할 수 있다.The controller 160 uses the first voltage V1, the second voltage V2, the number of turns N1 of the primary coil L1, the number of turns of the secondary coil L2, The first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 can be calculated from the second duty ratio D2 of the first drive switch N2 and the predetermined second drive switch Q2.

제어기(160)는 [수학식 4]를 이용하여 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 직접 산출할 수 있을 뿐만 아니라, 메모리(161)를 참조하여 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 메모리(161)는 제1 전압(V1), 제2 전압(V2) 및 그들(V1, V2)에 대응하는 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 포함하는 룩업 테이블(lookup table)을 저장할 수 있으며, 제어기(160)는 메모리(161)에 저장된 룩업 테이블을 참조하여 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)에 대응하는 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 결정할 수 있다.The controller 160 not only can directly calculate the first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 using Equation 4 but also refers to the first drive switch Q1 (Duty 1) of the first duty ratio (Duty 1). For example, the memory 161 includes a first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 corresponding to the first voltage V1, the second voltage V2, and the voltages V1 and V2 thereof A controller 160 may store a lookup table and may refer to a lookup table stored in the memory 161 to determine a first drive switch Q1 corresponding to the first voltage V1 and the second voltage V2, The first duty ratio (Duty 1)

직류-직류 변환기(100)는 제1 구동 스위치(Q1)를 턴온/턴오프한다(1050).The DC-DC converter 100 turns on / off the first drive switch Q1 (1050).

직류-직류 변환기(100)의 제어기(160)는 제1 듀티비(Duty1)와 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐(스위칭) 주기로부터 제1 구동 스위치(Q1)의 온/오프 타임을 결정할 수 있다.The controller 160 of the DC-DC converter 100 can determine the on / off time of the first drive switch Q1 from the first duty ratio Duty1 and the cycle of switching the first drive switch Q1 have.

제어기(160)는 제1 구동 스위치(Q1)의 온/오프 타임에 따라 제1 구동 스위치(Q1)를 턴온/턴오프시키는 제1 스위칭 신호를 출력할 수 있다. 제1 구동 스위치(Q1)의 턴온/턴오프에 의하여 제1 변환 회로(110)는 제1 전압(V1)을 제3 전압(V3)으로 변환할 수 있다.The controller 160 may output a first switching signal to turn on / off the first drive switch Q1 according to the on / off time of the first drive switch Q1. The first conversion circuit 110 can convert the first voltage V1 to the third voltage V3 by turning on / off the first drive switch Q1.

또한, 제어기(160)는 펄스 생성 회로(130)를 가동할 수 있으며, 펄스 생성 회로(130)는 제2 구동 스위치(Q2)를 턴온/턴오프시키는 제2 스위칭 신호와, 리셋 스위치(Q3)를 턴오프/턴온시키는 리셋 신호를 출력할 수 있다. 제2 구동 스위치(Q2)의 턴온/턴오프 및 리셋 스위치(Q3)의 턴오프/턴온에 의하여 제2 변환 회로(120)는 제3 전압(V1)을 제2 전압(V3)으로 변환할 수 있다.The controller 160 may operate the pulse generating circuit 130. The pulse generating circuit 130 may include a second switching signal for turning on and off the second driving switch Q2 and a second switching signal for turning on / Off / turn-on of the reset signal. The second conversion circuit 120 can convert the third voltage V1 to the second voltage V3 by turning on / off the second drive switch Q2 and turning off / on the reset switch Q3 have.

이처럼, 직류-직류 변환기(100)는 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환할 수 있다.Thus, the DC-DC converter 100 can convert the first voltage V1 to the second voltage V2.

도 7은 다른 일 실시예에 의한 직류-직류 변환기의 구성을 도시한다.FIG. 7 shows a configuration of a DC-DC converter according to another embodiment.

도 7에 도시된 바와 같이, 직류-직류 변환기(100a)는 제1 변환 회로(110)와, 제2 변환 회로(120a)와, 펄스 생성 회로(130)와, 입력 전압 센서(140)와, 출력 전압 센서(150)와, 제어기(160a)를 포함할 수 있다.7, the DC-DC converter 100a includes a first conversion circuit 110, a second conversion circuit 120a, a pulse generation circuit 130, an input voltage sensor 140, An output voltage sensor 150, and a controller 160a.

제1 변환 회로(110)와, 펄스 생성 회로(130)와, 입력 전압 센서(140)와, 출력 전압 센서(150)와, 제어기(160a)의 구성 및 동작은 도 5에 도시된 제1 변환 회로(110)와, 펄스 생성 회로(130)와, 입력 전압 센서(140)와, 출력 전압 센서(150)와, 제어기(160)와 동일할 수 있다.The configuration and operation of the first conversion circuit 110, the pulse generation circuit 130, the input voltage sensor 140, the output voltage sensor 150 and the controller 160a are the same as those of the first conversion Circuit 110, pulse generation circuit 130, input voltage sensor 140, output voltage sensor 150 and controller 160 may be the same.

제2 변환 회로(120)는 변압기(121)와, 제2 구동 스위치(Q2)와, 리셋 캐패시터(Cr)와, 리셋 스위치(Q3)와, 제1/제2 다이오드(D1, D2)와, 제2 출력 인덕터(Lo2)와, 제2 출력 캐패시터(Co2)를 포함할 수 있다.The second conversion circuit 120 includes a transformer 121, a second drive switch Q2, a reset capacitor Cr, a reset switch Q3, first and second diodes D1 and D2, A second output inductor Lo2, and a second output capacitor Co2.

제2 구동 스위치(Q2)와, 리셋 캐패시터(Cr)와, 리셋 스위치(Q3)와, 제2 출력 인덕터(Lo2)와, 제2 출력 캐패시터(Co2)는 도 5에 도시된 제2 구동 스위치(Q2)와, 리셋 캐패시터(Cr)와, 리셋 스위치(Q3)와, 제2 출력 인덕터(Lo2)와, 제2 출력 캐패시터(Co2)와 동일할 수 있다.The second drive switch Q2, the reset capacitor Cr, the reset switch Q3, the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2 are connected to the second drive switch Q2, the reset capacitor Cr, the reset switch Q3, the second output inductor Lo2, and the second output capacitor Co2.

변압기(121)는 입력 측의 1차 코일(L1)과, 출력 측의 2차 코일(L2)과, 2차 코일(L2)의 중심에 마련된 중간탭(center-tap) (CT)과, 1차 코일(L1)로부터 2차 코일(L2)까지 자기장을 전송하는 철심을 포함할 수 있다.The transformer 121 includes a primary coil L1 on the input side, a secondary coil L2 on the output side, a center-tap CT provided in the center of the secondary coil L2, And an iron core for transmitting a magnetic field from the secondary coil L1 to the secondary coil L2.

2차 코일(L2)은 중간탭(CT)에 의하여 제1 코일(L2-1)과 제2 코일(L2-2)로 구분될 수 있다. 중간탭(CT)은 2차 코일(L2)의 중심에 위치할 수 있으며, 제1 코일(L2-1)의 턴수와 제2 코일(L2-2)의 턴수는 동일할 수 있다. 이러한 형태의 변압기를 중간탭 변압기(center-tap transformer)라 한다.The secondary coil L2 may be divided into a first coil L2-1 and a second coil L2-2 by an intermediate tap CT. The middle tap CT may be located at the center of the secondary coil L2 and the number of turns of the first coil L2-1 and the number of turns of the second coil L2-2 may be the same. This type of transformer is called a center-tap transformer.

이처럼, 중간탭(CT)을 포함하는 변압기(121)는 아래에서 설명할 제2/제3 다이오드(D2, D3)와 함께 2차 코일(L2)로부터 출력되는 교류 전압과 교류 전류를 전파 정류할 수 있다. As described above, the transformer 121 including the intermediate tap CT performs the full-wave rectification of the AC voltage and the AC current output from the secondary coil L2 together with the second / third diodes D2 and D3 .

중간탭(CT)는 제2 출력 인덕터(Lo2)를 거쳐 제2 배터리(B2)의 음극에 연결될 수 있으며, 제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)는 변압기(121)의 2차 코일(L2) 양단에 각각 연결될 수 있다. 특히, 제2 다이오드(D2)의 양극은 2차 코일(L2)의 일단과 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 양극은 2차 코일(L2)의 타단에 연결될 수 있다. 제2 다이오드(D2)의 음극과 제3 다이오드(D3)의 음극은 제2 출력 캐패시터(Co2)와 연결될 수 있다.The intermediate tap CT may be connected to the cathode of the second battery B2 via the second output inductor Lo2 and the second diode D2 and the third diode D3 may be connected to the secondary coil of the transformer 121, (L2), respectively. In particular, the anode of the second diode D2 may be connected to one end of the secondary coil L2, and the anode of the third diode D3 may be connected to the other end of the secondary coil L2. The cathode of the second diode D2 and the cathode of the third diode D3 may be connected to the second output capacitor Co2.

제2 다이오드(D2)는 2차 코일(L2)이 출력하는 양의 전압과 양의 전류를 제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)에 공급할 수 있으며, 제3 다이오드(D3)는 2차 코일(L2)이 출력하는 음의 전압과 음의 전류를 정류하여 제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)에 공급할 수 있다.The second diode D2 can supply a positive voltage and a positive current output from the secondary coil L2 to the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2 and the third diode D3, Can rectify the negative voltage and negative current output from the secondary coil L2 and supply it to the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2.

따라서, 중간탭(CT)을 포함하는 변압기(121)와 제2/제3 다이오드(D2, D3)는 변압기(121)가 출력하는 양의 전류와 음의 전류 모두를 정류하여 제2 출력 인덕터(Lo2) 및 제2 출력 캐패시터(Co2)로 전달할 수 있다.Therefore, the transformer 121 including the intermediate tap CT and the second / third diodes D2 and D3 rectify both the positive current and the negative current output from the transformer 121 to generate the second output inductor Lo2 and the second output capacitor Co2.

이상에서 설명된 바와 같이, 제1 변환 회로(110)와 제2 변환 회로(120a)를 순차적으로 연결함으로써 직류-직류 변환기(100a)는 제1 변환 회로(110)와 제2 변환 회로(120a) 각각이 비하여 더욱 향상된 전압 강하 효과를 얻을 수 있다.As described above, the DC-DC converter 100a includes the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120a by sequentially connecting the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120a, A further improved voltage drop effect can be obtained.

뿐만 아니라, 제1 변환 회로(110)와 제2 변환 회로(120a)를 순차적으로 연결함으로써 스위치(Q1, Q2, Q3)의 내압이 낮아질 수 있다.In addition, by sequentially connecting the first conversion circuit 110 and the second conversion circuit 120a, the internal pressure of the switches Q1, Q2, and Q3 can be lowered.

직류-직류 변환기(100a)의 동작은 도 6에 도시된 전압 강하 동작(1000)과 동일할 수 있다.The operation of the DC-DC converter 100a may be the same as the voltage drop operation 1000 shown in FIG.

도 8은 또 다른 일 실시예에 의한 직류-직류 변환기의 구성을 도시한다.FIG. 8 shows the configuration of a DC-DC converter according to another embodiment.

도 8에 도시된 바와 같이, 직류-직류 변환기(100b)는 제1 변환 회로(110)와, 제2 변환 회로(120)와, 입력 전압 센서(140)와, 출력 전압 센서(150)와, 제어기(160a)를 포함할 수 있다.8, the DC-DC converter 100b includes a first conversion circuit 110, a second conversion circuit 120, an input voltage sensor 140, an output voltage sensor 150, Controller 160a.

제1 변환 회로(110)와, 제2 변환 회로(120)와, 입력 전압 센서(140)와, 출력 전압 센서(150)의 구성 및 동작은 도 5에 도시된 제1 변환 회로(110)와, 1 변환 회로(110)와, 제2 변환 회로(120)와, 입력 전압 센서(140)와, 출력 전압 센서(150)와 동일할 수 있다.The configuration and operation of the first conversion circuit 110, the second conversion circuit 120, the input voltage sensor 140 and the output voltage sensor 150 are the same as those of the first conversion circuit 110 shown in FIG. 5 The first conversion circuit 110, the second conversion circuit 120, the input voltage sensor 140, and the output voltage sensor 150, as shown in FIG.

제어기(160b)는 직류-직류 변환기(100b)의 동작을 제어할 수 있으며, 직류-직류 변환기(100)를 제어하기 위한 메모리(161)와 프로세서(162)를 포함할 수 있다. 메모리(161)와 프로세서(162)는 각각 별도의 집적 회로(integrated circuit, ic)로 구현되거나, 메모리(161)와 프로세서(162)가 일체로 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다.The controller 160b may control the operation of the DC-DC converter 100b and may include a memory 161 and a processor 162 for controlling the DC-DC converter 100. [ The memory 161 and the processor 162 may be implemented as separate integrated circuits (ICs), or the memory 161 and the processor 162 may be integrated into one integrated circuit.

제어기(160b)는 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값을 기초로 제1 구동 스위치(Q1), 제2 구동 스위치(Q2) 및 리셋 스위치(Q3)의 개폐 동작을 제어할 수 있다.The controller 160b controls the opening and closing operations of the first drive switch Q1, the second drive switch Q2 and the reset switch Q3 based on the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2 Can be controlled.

구체적으로, 제어기(160b)는 제1 전압(V1)의 값과 제2 전압(V2)의 값을 기초로, 제3 전압(V3)의 값을 설정할 수 있다. 제3 전압(V3)은 제1 변환 회로(110)가 출력하고, 제2 변환 회로(120)에 입력되는 전압이다.Specifically, the controller 160b may set the value of the third voltage V3 based on the value of the first voltage V1 and the value of the second voltage V2. The third voltage V3 is a voltage output from the first conversion circuit 110 and input to the second conversion circuit 120. [

제어기(160b)는 다양한 방법으로 제3 전압(V3)의 값을 결정할 수 있다.The controller 160b may determine the value of the third voltage V3 in a variety of ways.

예를 들어, 제어기(160b)는 제3 전압(V3)을 제1 전압(V1)의 절반의 값으로 설정할 수 있다. 제1 변환 회로(110)의 제1 구동 스위치(Q1)의 스위칭 시에 제1 구동 스위치(Q1)에는 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3)의 차이만큼의 전압이 인가될 수 있다. 또한, 제2 변환 회로(120)의 제2 구동 스위치(Q2)의 스위칭 시에 제2 구동 스위치(Q2)에는 제3 전압(V3)이 인가될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 구동 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 손실을 최소화하기 위하여 제어기(160b)는 제3 전압(V3)을 제1 전압(V1)의 절반의 값으로 설정할 수 있다.For example, the controller 160b may set the third voltage V3 to a value of half of the first voltage V1. A voltage equal to the difference between the first voltage V1 and the third voltage V3 may be applied to the first drive switch Q1 when the first drive switch Q1 of the first conversion circuit 110 is switched . Also, a third voltage V3 may be applied to the second drive switch Q2 when the second drive switch Q2 of the second conversion circuit 120 is switched. Accordingly, in order to minimize the switching loss of the first and second driving switches Q1 and Q2, the controller 160b may set the third voltage V3 to a value of half of the first voltage V1.

다른 예로, 제어기(160b)는 제3 전압(V3)을 제1 전압(V1)의 1/3의 값으로 설정할 수 있다. 제1 변환 회로(110)의 제1 구동 스위치(Q1)에는 최대 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3)의 차이만큼의 전압이 인가될 수 있으며, 제2 구동 스위치(Q2)에는 최대 제3 전압(V3)의 2배의 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 구동 스위치(Q1, Q2)에 인가될 수 있는 최대 전압을 감소시키고 제1 및 제2 구동 스위치(Q1, Q2)이 안정적으로 동작할 수 있도록 제어기(160b)는 제3 전압(V3)을 제1 전압(V1)의 1/3의 값으로 설정할 수 있다.As another example, the controller 160b may set the third voltage V3 to a value of 1/3 of the first voltage V1. A voltage equal to the difference between the maximum first voltage V1 and the third voltage V3 may be applied to the first drive switch Q1 of the first conversion circuit 110 and the second drive switch Q2 may be supplied with the maximum A voltage twice that of the third voltage V3 can be applied. Therefore, the controller 160b controls the first and second driving switches Q1 and Q2 so that the maximum voltage that can be applied to the first and second driving switches Q1 and Q2 is reduced and the first and second driving switches Q1 and Q2 are operated stably. The voltage V3 can be set to 1/3 of the first voltage V1.

이외에도 제어기(160b)는 다양하게 제3 전압(V3)의 값을 결정할 수 있다.In addition, the controller 160b may variably determine the value of the third voltage V3.

또한, 제어기(160b)는 [수학식 1]을 이용하여 제1 전압(V1)의 값과 제3 전압(V3)의 값으로부터 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 산출할 수 있으며, [수학식 3]을 이용하여 제3 전압(V3)의 값과 제2 전압(V2)의 값으로부터 제2 구동 스위치(Q2)의 제2 듀티비(Duty2)를 산출할 수 있다.The controller 160b calculates the first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 from the value of the first voltage V1 and the value of the third voltage V3 using Equation 1 And the second duty ratio Duty2 of the second drive switch Q2 can be calculated from the value of the third voltage V3 and the value of the second voltage V2 by using Equation 3 .

뿐만 아니라, 제어기(160b)는 제1 듀티비(Duty1) 및 제2 듀티비(Duty2)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 메모리(161)는 제1 전압(V1), 제2 전압(V2) 및 그들(V1, V2)에 대응하는 제1 듀티비(Duty1)와 제2 듀티비(Duty2)를 포함하는 룩업 테이블(lookup table)을 저장할 수 있으며, 제어기(160a)는 메모리(161)에 저장된 룩업 테이블을 참조하여 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)에 대응하는 제1 듀티비(Duty1)와 제2 듀티비(Duty2)를 결정할 수 있다.In addition, the controller 160b may determine the first duty ratio Duty1 and the second duty ratio Duty2. For example, the memory 161 may include a first duty ratio Duty1 and a second duty ratio Duty2 corresponding to the first voltage V1, the second voltage V2 and the voltages V1 and V2 The controller 160a may store a lookup table and store the first duty ratio Duty1 corresponding to the first voltage V1 and the second voltage V2 with reference to the lookup table stored in the memory 161. [ And the second duty ratio (Duty 2) can be determined.

또한, 제어기(160b)는 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐(스위칭) 주기와 제1 듀티비(Duty1)에 따라 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐를 제어하고, 제2 구동 스위치(Q2)의 개폐(스위칭) 주기와 제2 듀티비(Duty2)에 따라 제2 구동 스위치(Q2)와 리셋 스위치(Q3)의 개폐를 제어할 수 있다.The controller 160b controls the opening and closing of the first driving switch Q1 according to the switching cycle of the first driving switch Q1 and the first duty ratio Duty1, It is possible to control the opening and closing of the second drive switch Q2 and the reset switch Q3 in accordance with the opening and closing (switching) period and the second duty ratio Duty2.

이하에서는 직류-직류 변환기(100b)의 동작이 설명된다.The operation of the DC-DC converter 100b will be described below.

도 9는 도 8에 도시된 직류-직류 변환기의 동작을 도시한다.FIG. 9 shows the operation of the DC-DC converter shown in FIG.

도 9와 함께, 직류-직류 변환기(100b)의 전압 강하 동작(1100)이 설명된다.9, the voltage drop operation 1100 of the DC-DC converter 100b will be described.

직류-직류 변환기(100b)는 미리 정해진 시간마다 전압 강하 동작(1100)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 직류-직류 변환기(100)는 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐 주기 및 제2 구동 스위치(Q2)의 개폐 주기마다 전압 강하 동작(1100)을 수행할 수 있다.The DC-DC converter 100b may perform the voltage drop operation 1100 at predetermined time intervals. For example, the DC-DC converter 100 can perform the voltage drop operation 1100 every cycle of the first drive switch Q1 and the second drive switch Q2.

직류-직류 변환기(100b)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)을 감지한다(1110).The DC-DC converter 100b senses the second voltage V2 of the second battery B1 (1110).

직류-직류 변환기(100b)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작은지를 판단한다(1120).The DC / DC converter 100b determines whether the second voltage V2 of the second battery B1 is less than the reference voltage (1120).

제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작지 않으면(1020의 아니오), 직류-직류 변환기(100b)는 출력 전압 감지를 반복할 수 있고, 제2 배터리(B2)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작으면(1020 의 예), 직류-직류 변환기(100b)는 제1 배터리(B1)의 제1 전압(V1)을 감지한다(1130).If the second voltage V2 of the second battery B2 is not smaller than the reference voltage (NO at 1020), the DC-DC converter 100b can repeat the output voltage sensing, DC converter 100b senses the first voltage V1 of the first battery B1 (1130) if the second voltage V2 is less than the reference voltage (step 1020).

동작 1110, 동작 1120 및 동작 1130은 각각 도 6에 도시된 동작 1010, 동작 1020 및 동작 1030과 동일할 수 있다.Operations 1110, 1120, and 1130 may be identical to operations 1010, 1020, and 1030 shown in FIG. 6, respectively.

직류-직류 변환기(100b)는 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)와 제2 구동 스위치(Q2)의 제2 듀티비(Duty2)를 결정한다(1040).The DC-DC converter 100b determines a first duty ratio Duty1 of the first drive switch Q1 and a second duty ratio Duty2 of the second drive switch Q2 (1040).

직류-직류 변환기(100b)의 제어기(160b)는 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)으로부터 제3 전압(V3)을 결정할 수 있다. 또한, 제어기(160b)는 제1 전압(V1), 제2 전압(V2) 및 제3 전압(V3)으로부터 1 듀티비(Duty1)와 제2 듀티비(Duty2)를 결정할 수 있다.The controller 160b of the DC-DC converter 100b may determine the third voltage V3 from the first voltage V1 and the second voltage V2. The controller 160b may determine one duty ratio Duty1 and the second duty ratio Duty2 from the first voltage V1, the second voltage V2 and the third voltage V3.

제어기(160b)는 [수학식 1]을 이용하여 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3)으로부터 제1 듀티비(Duty1)를 직접 산출하고, [수학식 3]을 이용하여 제3 전압(V3)과 제2 전압(V2)으로부터 제2 듀티비(Duty2)를 직접 산출할 수 있다.The controller 160b directly calculates the first duty ratio Duty1 from the first voltage V1 and the third voltage V3 using Equation 1 and calculates the third duty ratio Duty1 using Equation 3. [ The second duty ratio Duty2 can be directly calculated from the third voltage V3 and the second voltage V2.

또한, 제어기(160b)는 메모리(161)를 참조하여 1 듀티비(Duty1)와 제2 듀티비(Duty2)를 결정할 수 있다.Further, the controller 160b can determine the first duty ratio (Duty1) and the second duty ratio (Duty2) by referring to the memory (161).

직류-직류 변환기(100b)는 제1 구동 스위치(Q1)를 턴온/턴오프한다(1150).The DC-DC converter 100b turns on / off the first drive switch Q1 (1150).

직류-직류 변환기(100b)의 제어기(160b)는 제1 듀티비(Duty1)와 제1 구동 스위치(Q1)의 개폐(스위칭) 주기로부터 제1 구동 스위치(Q1)의 온/오프 타임을 결정할 수 있다.The controller 160b of the DC-DC converter 100b can determine the on / off time of the first drive switch Q1 from the first duty ratio Duty1 and the switching cycle of the first drive switch Q1 have.

제어기(160b)는 제1 구동 스위치(Q1)의 온/오프 타임에 따라 제1 구동 스위치(Q1)를 턴온/턴오프시키는 제1 스위칭 신호를 출력할 수 있다. 제1 구동 스위치(Q1)의 턴온/턴오프에 의하여 제1 변환 회로(110)는 제1 전압(V1)을 제3 전압(V3)으로 변환할 수 있다.The controller 160b may output a first switching signal that turns on / off the first drive switch Q1 according to the on / off time of the first drive switch Q1. The first conversion circuit 110 can convert the first voltage V1 to the third voltage V3 by turning on / off the first drive switch Q1.

또한, 직류-직류 변환기(100b)는 제2 구동 스위치(Q2)와 리셋 스위치(Q3)를 턴온/턴오프한다(1160).In addition, the DC-DC converter 100b turns on / off the second drive switch Q2 and the reset switch Q3 (1160).

직류-직류 변환기(100b)의 제어기(160)는 제1 듀티비(Duty2)와 제2 구동 스위치(Q2)의 개폐(스위칭) 주기로부터 제2 구동 스위치(Q2)의 온/오프 타임과 리셋 스위치(Q3)의 오프/온 타임을 결정할 수 있다.The controller 160 of the DC-DC converter 100b controls the ON / OFF time of the second drive switch Q2 and the ON / OFF time of the second drive switch Q2 from the first duty ratio Duty2 and the cycle of switching the second drive switch Q2 Off time of the transistor Q3 can be determined.

제어기(160b)는 제2 구동 스위치(Q2)의 온/오프 타임에 따라 제2 구동 스위치(Q2)를 턴온/턴오프시키는 제2 스위칭 신호를 출력하고, 리셋 스위치(Q3)의 오프/온 타임에 따라 리셋 스위치(Q3)는 턴오프/턴온시키는 리셋 신호를 출력할 수 있다. 제2 구동 스위치(Q2)의 턴온/턴오프와 리셋 스위치(Q3)의 턴오프/턴온에 의하여 제2 변환 회로(120)는 제3 전압(V3)을 제2 전압(V2)으로 변환할 수 있다.The controller 160b outputs a second switching signal for turning on / off the second driving switch Q2 according to the on / off time of the second driving switch Q2, and outputs the second switching signal for turning on / off the reset switch Q3 The reset switch Q3 can output a reset signal that turns off / on. The second conversion circuit 120 can convert the third voltage V3 to the second voltage V2 by the turn-on / turn-off of the second drive switch Q2 and the turn-off / turn-on of the reset switch Q3 have.

이처럼, 직류-직류 변환기(100b)는 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환할 수 있다.Thus, the DC-DC converter 100b can convert the first voltage V1 to the second voltage V2.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.Meanwhile, the disclosed embodiments may be embodied in the form of a recording medium storing instructions executable by a computer. The instructions may be stored in the form of program code and, when executed by a processor, may generate a program module to perform the operations of the disclosed embodiments. The recording medium may be embodied as a computer-readable recording medium.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording media in which instructions that can be decoded by a computer are stored. For example, it may be a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, or the like.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.The embodiments disclosed with reference to the accompanying drawings have been described above. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. The disclosed embodiments are illustrative and should not be construed as limiting.

1: 차량 100: 직류-직류 변환기
110: 제1 변환 회로 120: 제2 변환 회로
121: 변압기 130: 펄스 생성 회로
140: 입력 전압 센서 150: 출력 전압 센서
160: 제어기
1: vehicle 100: DC-DC converter
110: first conversion circuit 120: second conversion circuit
121: Transformer 130: Pulse Generation Circuit
140: input voltage sensor 150: output voltage sensor
160:

Claims (16)

제1 전압의 전력을 출력하는 제1 배터리;
제2 전압의 전력을 출력하는 제2 배터리;
상기 제1 배터리의 제1 전압을 상기 제2 전압으로 변환하고, 변환된 제2 전압의 전력을 상기 제2 배터리에 공급하는 직류-직류 변환기를 포함하고,
상기 직류-직류 변환기는,
제3 전압을 출력하는 제1 출력 캐패시터와, 상기 제1 배터리로부터 출력되는 제1 전류를 제어하는 제1 구동 스위치와, 상기 제1 전류의 급격한 변화를 방지하는 제1 출력 인덕터를 포함하는 제1 변환 회로;
상기 제2 전압을 출력하는 제2 출력 캐패시터와, 상기 제3 전압을 상기 제2 전압으로 변환하는 변압기와, 상기 변압기에 입력되는 제2 전류를 제어하는 제2 구동 스위치와, 상기 변압기로부터 출력되는 전류를 정류하여 상기 제2 출력 캐패시터로 출력하는 복수의 다이오드를 포함하는 제2 변환 회로; 및
상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제1 구동 스위치의 개폐를 제어하는 제어기를 포함하는 차량.
A first battery for outputting power of a first voltage;
A second battery for outputting a power of a second voltage;
And a DC-DC converter that converts a first voltage of the first battery to the second voltage and supplies the converted second voltage to the second battery,
The DC-DC converter includes:
A first output capacitor for outputting a first voltage, a first output capacitor for outputting a third voltage, a first drive switch for controlling a first current output from the first battery, and a first output inductor for preventing a sudden change in the first current Conversion circuit;
A second output switch for outputting the second voltage; a transformer for converting the third voltage to the second voltage; a second drive switch for controlling a second current input to the transformer; A second conversion circuit including a plurality of diodes rectifying the current and outputting the current to the second output capacitor; And
And a controller for controlling opening and closing of the first drive switch in accordance with the first voltage and the second voltage.
제1항에 있어서,
상기 직류-직류 변환기는 미리 정해진 기준 듀티비에 따라 제2 구동 스위치를 개폐하는 펄스 생성 회로를 더 포함하는 차량.
The method according to claim 1,
Wherein the DC-DC converter further comprises a pulse generation circuit for opening / closing the second drive switch in accordance with a predetermined reference duty ratio.
제2항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 기준 듀티비로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비를 산출하는 차량.
3. The method of claim 2,
Wherein the controller calculates the duty ratio of the first drive switch from the first voltage, the second voltage, and the reference duty ratio.
제3항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력하는 차량.
The method of claim 3,
Wherein the controller outputs a first switching signal that turns on or off the first drive switch in accordance with a duty ratio of the first drive switch.
제1항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제2 구동 스위치의 개폐를 더 제어하는 차량.
The method according to claim 1,
And the controller further controls opening and closing of the second drive switch in accordance with the first voltage and the second voltage.
제5항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압으로부터 상기 제3 전압을 산출하는 차량.
6. The method of claim 5,
And the controller calculates the third voltage from the first voltage and the second voltage.
제6항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 제3 전압으로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비와 상기 제2 구동 스위치의 듀티비를 산출하는 차량.
The method according to claim 6,
Wherein the controller calculates a duty ratio of the first drive switch and a duty ratio of the second drive switch from the first voltage, the second voltage, and the third voltage.
제7항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력하고, 상기 제2 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제2 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제2 스위칭 신호를 출력하는 차량.
8. The method of claim 7,
Wherein the controller outputs a first switching signal for turning on or off the first driving switch according to a duty ratio of the first driving switch and for turning the second driving switch on or off according to a duty ratio of the second driving switch, And outputs a second switching signal to turn off.
제1 배터리가 출력하는 제1 전압을 제2 배터리가 출력하는 제2 전압으로 변환하는 차량용 직류-직류 변환기에 있어서,
제3 전압을 출력하는 제1 출력 캐패시터와, 상기 제1 출력 캐패시터와 연결되는 제1 출력 인덕터와, 상기 제1 배터리의 양극과 상기 제1 출력 캐패시터 사이에 마련되어 상기 제1 배터리로부터 출력되는 제1 전류를 제어하는 제1 구동 스위치를 포함하는 제1 변환 회로;
상기 제2 전압을 출력하는 제2 출력 캐패시터와, 상기 제1 변환 회로와 연결되어 상기 제3 전압이 입력되는 1차 코일과 상기 제2 배터리와 연결되어 상기 제2 전압을 출력하는 2차 코일을 포함하는 변압기와, 상기 변압기와 직렬로 연결되어 상기 변압기에 입력되는 제2 전류를 제어하는 제2 구동 스위치와, 상기 변압기로부터 출력되는 전류를 정류하여 상기 제2 출력 캐패시터로 출력하는 복수의 다이오드를 포함하는 제2 변환 회로; 및
상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제1 구동 스위치의 개폐를 제어하는 제어기를 포함하는 차량용 직류-직류 변환기.
A direct current-to-direct current converter for a vehicle which converts a first voltage outputted from a first battery to a second voltage outputted from a second battery,
A first output capacitor connected between the first output capacitor and the anode of the first battery, a first output capacitor connected to the first output capacitor and connected to the first output capacitor, and a second output capacitor connected between the anode of the first battery and the first output capacitor, A first conversion circuit including a first drive switch for controlling a current;
A second output capacitor connected to the first conversion circuit to receive the third voltage and a secondary coil connected to the second battery to output the second voltage; A second drive switch connected in series with the transformer to control a second current input to the transformer and a plurality of diodes rectifying the current output from the transformer and outputting the rectified current to the second output capacitor, A second conversion circuit comprising; And
And a controller for controlling the opening and closing of the first drive switch in accordance with the first voltage and the second voltage.
제9항에 있어서,
미리 정해진 기준 듀티비에 따라 제2 구동 스위치를 개폐하는 펄스 생성 회로를 더 포함하는 차량용 직류-직류 변환기.
10. The method of claim 9,
Further comprising a pulse generation circuit for opening / closing the second drive switch in accordance with a predetermined reference duty ratio.
제10항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 기준 듀티비로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비를 산출하는 차량용 직류-직류 변환기.
11. The method of claim 10,
Wherein the controller calculates the duty ratio of the first drive switch from the first voltage, the second voltage, and the reference duty ratio.
제11항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력하는 차량용 직류-직류 변환기.
12. The method of claim 11,
Wherein the controller outputs a first switching signal for turning on or off the first drive switch according to a duty ratio of the first drive switch.
제9항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압에 따라 상기 제2 구동 스위치의 개폐를 더 제어하는 차량용 직류-직류 변환기.
10. The method of claim 9,
And the controller further controls opening and closing of the second drive switch in accordance with the first voltage and the second voltage.
제13항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압으로부터 상기 제3 전압을 산출하는 차량용 직류-직류 변환기.
14. The method of claim 13,
Wherein the controller calculates the third voltage from the first voltage and the second voltage.
제14항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 전압, 상기 제2 전압, 상기 제3 전압으로부터 상기 제1 구동 스위치의 듀티비와 상기 제2 구동 스위치의 듀티비를 산출하는 차량용 직류-직류 변환기.
15. The method of claim 14,
Wherein the controller calculates a duty ratio of the first drive switch and a duty ratio of the second drive switch from the first voltage, the second voltage, and the third voltage.
제15항에 있어서,
상기 제어기는 상기 제1 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제1 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제1 스위칭 신호를 출력하고, 상기 제2 구동 스위치의 듀티비에 따라 상기 제2 구동 스위치를 턴온 또는 턴오프하는 제2 스위칭 신호를 출력하는 차량용 직류-직류 변환기.
16. The method of claim 15,
Wherein the controller outputs a first switching signal for turning on or off the first driving switch according to a duty ratio of the first driving switch and for turning the second driving switch on or off according to a duty ratio of the second driving switch, And outputs a second switching signal to turn off the DC-DC converter.
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