KR20180067071A - Vehicle and DC-DC Converter for Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
조향 장치(23)는 차량(1)의 주행 방향을 제어하며, 스티어링 휠(23a), 조향 기어(23b), 조향 링크(23c) 등을 포함할 수 있다.The
제동 장치(24)는 차륜(25)의 회전을 정지시키며, 브레이크 페달, 마스터 실린더, 브레이크 디스크(24a), 브레이크 패드(24b) 등을 포함할 수 있다.The
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
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
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
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
또한, 전장 부품들(30)은 제2 배터리(B2)로부터 전력을 공급받을 수 있다.Also, the
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
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
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
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
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
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-
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-
이하에서는 직류-직류 변환기(100)의 구성 및 동작이 설명된다.The configuration and operation of the DC-
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-
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-
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
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
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
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
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
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
[수학식 1][Equation 1]
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
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
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
변압기(121)는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류 전압의 값 및/또는 교류 전류의 값을 변화시킬 수 있다.The
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
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) "
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
[수학식 3]&Quot; (3) "
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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) "
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
이하에서는 직류-직류 변환기(100)의 동작이 설명된다.Hereinafter, the operation of the DC-
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
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-
직류-직류 변환기(100)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)을 감지한다(1010).DC-
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
직류-직류 변환기(100)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작은지를 판단한다(1020).The DC /
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
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-
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-
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
직류-직류 변환기(100)는 제1 구동 스위치(Q1)의 제1 듀티비(Duty1)를 결정한다(1040).DC-
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
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
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
직류-직류 변환기(100)는 제1 구동 스위치(Q1)를 턴온/턴오프한다(1050).The DC-
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
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
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
이처럼, 직류-직류 변환기(100)는 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환할 수 있다.Thus, the DC-
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-
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
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
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
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
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
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
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-
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
직류-직류 변환기(100a)의 동작은 도 6에 도시된 전압 강하 동작(1000)과 동일할 수 있다.The operation of the DC-
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-
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
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
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
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
제어기(160b)는 다양한 방법으로 제3 전압(V3)의 값을 결정할 수 있다.The
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
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
이외에도 제어기(160b)는 다양하게 제3 전압(V3)의 값을 결정할 수 있다.In addition, the
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
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
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
이하에서는 직류-직류 변환기(100b)의 동작이 설명된다.The operation of the DC-
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
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-
직류-직류 변환기(100b)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)을 감지한다(1110).The DC-
직류-직류 변환기(100b)는 제2 배터리(B1)의 제2 전압(V2)이 기준 전압보다 작은지를 판단한다(1120).The DC /
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-
동작 1110, 동작 1120 및 동작 1130은 각각 도 6에 도시된 동작 1010, 동작 1020 및 동작 1030과 동일할 수 있다.
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-
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
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
또한, 제어기(160b)는 메모리(161)를 참조하여 1 듀티비(Duty1)와 제2 듀티비(Duty2)를 결정할 수 있다.Further, the
직류-직류 변환기(100b)는 제1 구동 스위치(Q1)를 턴온/턴오프한다(1150).The DC-
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
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
또한, 직류-직류 변환기(100b)는 제2 구동 스위치(Q2)와 리셋 스위치(Q3)를 턴온/턴오프한다(1160).In addition, the DC-
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
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
이처럼, 직류-직류 변환기(100b)는 제1 전압(V1)을 제2 전압(V2)으로 변환할 수 있다.Thus, the DC-
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: 제어기1: 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)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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