KR20180069427A - 충전기 - Google Patents

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Abstract

교류 전력을 변환하여 에너지 저장 장치를 충전할 수 있는 직류 전력을 생성하는 충전기가 개시된다. 상기 충전기는, 외부에서 입력되는 교류 전력을 인가/차단하는 스위칭 회로부; 상기 스위칭 회로부를 통해 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 역률 보정 회로부; 상기 역률 보정 회로에서 변환된 직류 전력의 전압 레벨을 변환하여 에너지 저장 장치로 제공하는 직류-직류 컨버터; 상기 역률 보정 회로부와 상기 직류-직류 컨버터 사이에 션트 연결된 커패시터; 및 상기 에너지 저장 장치의 충전 동작 초기에 상기 커패시터가 일정 전압으로 충전되도록 상기 스위칭 회로부 및 상기 역률 보정 회로부를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

충전기{CHARGER}
본 발명은 충전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교류 전력을 변환하여 에너지 저장 장치를 충전할 수 있는 직류 전력을 생성하는 충전기에 관한 것이다.
전기 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차는 외부의 전력 공급 장치로부터 교류 전력을 입력 받아 직류 전력으로 변환하여 차량 내 배터리와 같은 에너지 저장 장치를 충전하는 충전기를 구비한다.
이러한 차량에 사용되는 충전기는 통상 교류 전력을 직류 전력으로 변환하되 역률을 보정하는 역률 보정 회로와 역률 보정 회로의 직류 전력 출력의 전압 레벨을 에너지 저장 장치인 배터리의 충전 전압의 레벨로 변환하는 직류-직류 충전 회로를 포함하여 구성된다. 역률 보정 회로와 직류-직류 충전 회로의 연결단에는 직류 링크를 형성하는 커패시터가 구비된다.
종래에는 충전기가 외부의 전력 공급 장치와 연결되는 경우 급격한 돌입 전류에 의해 커패시터가 소손되는 것을 방지하기 위해, 충전기는 역률 보정 회로의 입력단에 서로 병렬 관계로 연결된 릴레이와 초기충전저항을 구비하였다. 외부 전력 공급 장치와 충전기가 연결되기 이전에 충전기는 릴레이를 개방 시켜 초기충전저항을 통해 전류가 흐를 수 있게 회로를 구성하고, 외부에서 전력이 인가되면 외부에서 초기충전저항을 통해 제한되는 전류로 커패시터를 충전되게 하였다. 이어, 커패시터가 일정 전압 레벨 이상 충전된 이후 릴레이를 단락 시켜 외부에서 제공되는 전력을 그대로 역률 보정 회로에 인가되게 하였다.
그러나, 종래의 충전기에 사용되는 초기충전저항은 큰 파워를 견뎌야 하기 때문에 사이즈가 크며 가격도 고가이다. 또한, 초기충전저항은 충전이 이루어질 때마다 큰 부하를 받기 때문에 내구 수명의 문제가 존재하며, 크기가 커서 충격에도 취약하다. 또한 저항의 특성상 전기 에너지를 열 에너지로서 소모하기 때문에 에너지 효율 면에서도 불리하다.
더하여, 병렬로 연결된 초기충전저항 및 릴레이의 전단에는 외부 전력 공급 장치와의 전기적 연결을 형성/차단하기 위한 추가적인 릴레이가 더 요구되므로 릴레이 수의 증가에 따른 사이즈 증가 및 비용 증가의 문제가 발생한다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2014-0084369 A KR 10-2013-0090678 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 초기충전저항 및 그와 병렬 관계로 연결된 릴레이와, 외부 교류 전력의 차단/인가를 위해 초기충전저항의 전단에 마련되는 릴레이를 제거할 수 있으면서도 초기 충전 시 과전류 돌입 문제를 해소할 수 있는 충전기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
외부에서 입력되는 교류 전력을 인가/차단하는 스위칭 회로부;
상기 스위칭 회로부를 통해 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 역률 보정 회로부;
상기 역률 보정 회로에서 변환된 직류 전력의 전압 레벨을 변환하여 에너지 저장 장치로 제공하는 직류-직류 컨버터;
상기 역률 보정 회로부와 상기 직류-직류 컨버터 사이에 션트 연결된 커패시터; 및
상기 에너지 저장 장치의 충전 동작 초기에 상기 커패시터가 일정 전압으로 충전되도록 상기 스위칭 회로부 및 상기 역률 보정 회로부를 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 충전기를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 충전 동작을 개시하기 이전에 상기 스위칭 회로부를 개방 시키고, 상기 충전 동작이 개시되면 상기 스위칭 회로부를 PWM 제어하여 상기 커패시터로 전류가 제공되게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 역률 보정 회로부는 상기 스위칭 회로부에 일단이 연결된 인덕터와 상기 인덕터의 타단에 애노드가 연결되고 상기 커패시터의 일단에 캐소드가 연결된 다이오드 및 상기 인덕터와 상기 애노드의 연결단과 상기 커패시터의 타단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 스위칭 소자를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 스위칭 회로부의 개방/단락 및 상기 스위칭 소자의 개방/단락을 제어하여 상기 커패시터로 인가되는 전압을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 충전 동작을 개시하기 이전에 상기 스위칭 회로부를 개방 시키고, 상기 충전 동작이 개시되면 상기 스위칭 회로부를 PWM 제어하고 상기 스위칭 소자를 개방 시켜 상기 커패시터를 충전하고, 상기 커패시터가 사전 설정된 전압 레벨 이상 충전되면, 상기 스위칭 회로부를 단락 시키고 상기 스위칭 소자를 PWM 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 스위칭 회로부는 상기 컨트롤러로부터 제어신호를 공통으로 입력 받는 게이트를 갖는 제1 MOSFET 및 제2 MOSFET을 포함하며, 상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 소스가 서로 연결되고 각각의 드레인이 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결되거나, 상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 드레인이 서로 연결되고 각각의 소스가 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는, 상기 스위칭 회로부 및 상기 역률 부정 회로부 사이에 구비된 다이오드 정류 회로부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
외부에서 입력되는 교류 전력을 인가/차단하는 스위칭 회로부;
상기 스위칭 회로부를 통해 인가되는 전력을 정류하는 다이오드 정류 회로부;
상기 정류 회로부의 출력 전력을 직류 전력으로 변환하되, 인덕터와 스위칭 소자 및 다이오드를 포함하는 부스트 컨버터 토폴로지로 구현된 역률 보정 회로부;
상기 역률 보정 회로에서 변환된 직류 전력의 전압 레벨을 변환하여 에너지 저장 장치로 제공하는 직류-직류 컨버터;
상기 역률 보정 회로부와 상기 직류-직류 컨버터 사이에 션트 연결된 커패시터; 및
상기 에너지 저장 장치의 충전 동작 초기에 상기 커패시터가 일정 전압으로 충전되도록 상기 스위칭 회로부 및 상기 역률 보정 회로부를 제어하는 컨트롤러;
를 포함하며,
상기 컨트롤러는,
상기 충전 동작을 개시하기 이전에 상기 스위칭 회로부를 개방 시키고,
상기 충전 동작이 개시되면 상기 스위칭 소자를 오프 시키고 상기 스위칭 회로부와 상기 다이오드 정류 회로부 및 상기 인덕터로 이루어진 회로가 벅 컨버터로 동작하도록 상기 스위칭 회로부를 PWM 제어하고,
상기 벅 컨버터 제어에 의해 상기 커패시터가 사전 설정된 전압 레벨 이상 충전되면 상기 스위칭 회로부를 단락 시키고 상기 역률 보상 회로부를 부스트 컨버터로 동작하도록 상기 스위칭 소자를 PWM 제어하는 것을 특징으로 하는 충전기를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 스위칭 회로부는 상기 컨트롤러로부터 제어신호를 공통으로 입력 받는 게이트를 갖는 제1 MOSFET 및 제2 MOSFET을 포함하며, 상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 소스가 서로 연결되고 각각의 드레인이 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결되거나, 상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 드레인이 서로 연결되고 각각의 소스가 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결될 수 있다.
상기 충전기에 따르면, 충전 동작을 개시한 직후에는 벅 컨버터 제어에 의해 전압/전류 제어를 수행하게 함으로써 종래에 돌입 전류 차단을 위해 사용되었던 저항과 릴레이를 제거할 수 있다. 이에 따라 충전기의 사이즈를 소형화 할 수 있으며 제작에 소요되는 비용도 절감할 수 있다.
또한, 상기 충전기에 따르면, 충전기에 외부 전력을 인가하기 이전에 외부 전력에 의한 전압의 판단이 가능하므로 입력전압을 판단을 통해 불특정 다수의 교류전원에 대응 가능하게 된다.
또한, 상기 충전기에 따르면, 종래에 사용되었던 초기충전저항과 두개의 릴레이를 제거함으로써 초기충전저항에 의한 파워 손실을 제거할 수 있으며, 릴레이 파손으로 인한 충전기의 내구 수명 단축을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기의 동작 모드 별 회로 구성을 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기의 커패시터 전압 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 충전기를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기는, 스위칭 회로부(20), 역률 보정 회로부(10), 직류-직류 컨버터(40), 커패시터(Cdc) 및 컨트롤러(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
스위칭 회로부(20)는 컨트롤러(100)에서 제공되는 제어신호에 따라 개방/단락 되는 스위칭 소자(Q2, Q3)를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 스위칭 회로부(20)는 충전기로 입력되는 외부의 교류 전력과 역률 보정 회로부(10) 사이에 마련되어, 단락/개방 상태로 제어됨에 따라 교류 전력을 역률 보정 회로부(10)에 인가/차단할 수 있다.
스위칭 회로부(20)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려진 다양한 스위칭 소자들로 구현될 수 있으나, 바람직하게는 두 개의 MOSFET(Q2, Q3)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 특히, 두 개의 MOSFET(Q2, Q3)는 각각의 소스가 서로 연결되거나 드레인이 서로 연결될 수 있다. MOSFET(Q2, Q3)의 소스가 서로 연결된 경우 각각의 드레인은 교류 전력 입력단과 역률 보정 회로부(10)의 입력단에 하나씩 연결되고, MOSFET(Q2, Q3)의 드레인이 서로 연결된 경우 각각의 소소는 교류 전력 입력단과 역률 보정 회로부(10)의 입력단에 하나씩 연결될 수 있다.
이러한 연결 관계는 MOSFET(Q2, Q3)의 내부 다이오드 연결관계를 감안한 것이다. 스위칭 회로부(20)는 교류 전력을 역률 보정 회로부(10)에 교류 전력을 인가/차단하도록 구현되어야 하므로, 만일 하나의 MOSFET만 사용하는 경우 교류 전력의 교번에 따라 MOSFET 내부 다이오드에 의해 전력이 인가될 수 있다. 예를 들어, 하나의 MOSFET으로 스위칭 회로부를 구현하며 그 하나의 MOSFET의 소스가 교류 전력 입력단에 연결되고 드레인이 역률 보정 회로부(10)의 입력단에 연결된다고 가정하면, 교류 전력이 (+)인 경우에는 하나의 MOSFET이 개방 되더라도 MOSFET의 내부 다이오드에 역전압이 인가되어 전력 공급이 차단되지만, 교류 전력이 (-)인 경우에는 하나의 MOSFET이 개방되더라도 MOSFET의 내부 다이오드에는 순방향이 전압이 인가되어 역률 보정 회로부(10)의 입력단에는 음의 전압이 인가되는 상태가 된다.
이와 같이, 스위칭 회로부(20)는 교류 전력의 교번 따라 MOSFET 내부 다이오드에 의해 전력이 인가되는 것을 차단하기 위해 전술한 것과 같은 연결구조로 2 개의 MOSFET(Q2, Q3)을 상호 연결하는 것이 바람직하다. 물론, 2 개의 MOSFET(Q2, Q3)의 게이트에는 컨트롤러(100)에서 제공하는 제어신호가 공통으로 입력될 수 있다.
역률 보정 회로부(10)는 외부 전력 공급 장치로부터 제공되는 교류 전력을 직류로 변환하여 출력하되 전달되는 전력의 역률을 조정하는 요소이다. 예를 들어, 역률 보정 회로부(10)는 인덕터와 스위칭 소자 및 다이오드로 구성되는 부스트 컨버터의 토폴로지를 적용하여 구성될 수 있다. 즉, 도 1에 도시한 것과 같이, 역률 보정 회로부(10)는 스위칭 회로부(20)에 일단이 연결된 인덕터(L)와 인덕터의 타단에 애노드가 연결되고 커패시터(Cdc)의 일단에 캐소드가 연결된 다이오드(D) 및 인덕터(L)와 다이오드(D)의 연결단과 커패시터(C)의 타단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 스위칭 소자(Q1)를 포함할 수 있다.
역률 보정 회로부(10)는 커패시터(C)를 초기 충전하는 동작을 수행한 후에 스위칭 소자(Q1)이 PWM 제어됨으로써 부스트 컨버터로 동작할 수 있다.
한편, 스위칭 회로부(20)와 역률 보정 회로부(10) 사이에는 교류 전력을 정류하기 위한 정류 회로부(30)가 포함될 수 있다. 정류 회로부(30)는 네 개의 다이오드로 구성된 풀브릿지 회로로 구성되는 다이오드 정류 회로부(30)로 구현될 수 있다.
직류-직류 컨버터(40)는 역률 보정 회로부(10)로부터 입력되는 직류 전압의 레벨을 변환하여 배터리(50)의 충전에 적절한 크기의 전압 레벨로 출력할 수 있다. 예를 들어, 직류-직류 컨버터(40)는 전기적 절연을 위해 변압기를 포함하는 절연형 직류-직류 컨버터 회로의 토폴로지로 구현될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기의 동작 모드 별 회로 구성을 도시한 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기의 커패시터 전압 변화를 도시한 그래프이다.
충전기의 초기 상태, 즉 충전기에 외부 교류 전력이 인가되기 이전(도 4의 'T1' 시점 이전)에는 컨트롤러(100)가 스위칭 회로부(20)를 제어하여 스위칭 소자(Q2, Q3)를 개방 상태를 유지하게 한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에 따른 충전기가 차량 내에 탑재되는 차량 탑재형 충전기인 경우 충전기이 입력단에 구비된 충전구에 외부 충전 설비의 커넥터가 연결된 경우라도, 충전 동작을 개시하기 위한 입력을 받기 이전에는 스위칭 회로부(20)가 개방상태를 유지하게 되어 외부 충전 설비에서 제공되는 교류 전력이 스위칭 회로부(20) 후단의 회로들에 인가되지 않는 상태를 유지한다.
이어, 'T1' 시점에 배터리(50) 충전을 위한 입력이 제공되면, 컨트롤러(100)는 스위칭 회로부(20)를 일정 듀티로 온/오프를 반복하도록 PWM 제어를 하고, 역률 보정 회로부(10)의 스위칭 소자(Q1)은 오프 시킨다. 이에 따라, 스위칭 회로부(20), 다이오드 정류 회로부(30), 인덕터(L)는 하나의 벅 컨버터 구조를 갖게 된다. 즉, 컨트롤러(100)는 스위칭 회로부(20)를 벅 컨버터의 스위칭 소자로서 제어하여 전압 및 전류 제어를 수행할 수 있게 된다.
컨트롤러(100)는 충전기의 충전 동작이 개시된 이후부터 일정 시간(T1 ~ T2) 동안 스위칭 회로부(20), 다이오드 정류 회로부(30), 인덕터(L)로 구성되는 벅 컨버터의 PWM 제어에 전압/전류 제어를 수행함으로써, 커패시터(Cdc)를 충전하게 된다. 이러한 충전기 동작 초기에서 이루어지는 벅 컨버터 제어에 의해 커패시터(Cdc)의 초기 충전을 위한 전압/전류 제어가 이루어짐으로써 종래에 적용되었던 초기충전저항과 릴레이를 대체할 수 있게 된다. 또한, 충전 개시 이전에 스위칭 회로부(20) 자체를 외부 교류 전력과 그 후단 회로들 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 용도로 적용할 수 있으므로 종래에 초기충전저항 전단에 마련되었던 릴레이도 생략할 수 있게 된다.
도 3에 도시한 것과 같이, 초기 충전 시 컨트롤러(100)의 벅 컨버터 제어에 의해 커패시터(Cdc)의 전압이 원하는 레벨에 이르면(도 4의 'T2' 시점), 컨트롤러(100)는 스위칭 회로부(20)를 단락 시키고, 역률 보정 회로부(10)의 스위칭 소자(Q1)을 일정 듀티로 온/오프 반복 제어함으로써 역률 보정 회로부(10)를 부스트 컨버터로 동작하게 할 수 있다. 이에 따라, 커패시터(Cdc)의 전압을 더욱 상승시킬 수 있다. 이 과정에서, 컨트롤러(100)는 커패시터(Cdc)의 전압(Vdc)이 초기 충전에 요구되는 전압까지 상승하는 T2 시점이 되면 전술한 것과 같은 벅 컨버터 제어를 중단하고 스위칭 회로부(20)의 단락 상태를 유지하게 한 후 일정 시점이 경과하여 'T3' 시점이 되면 역률 보정 회로부(10)의 부스트 컨버터 제어를 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 충전기는 충전 동작을 개시한 직후에는 벅 컨버터 제어에 의해 전압/전류 제어를 수행하게 함으로써 종래에 돌입 전류 차단을 위해 사용되었던 저항과 릴레이를 제거할 수 있다. 이에 따라 충전기의 사이즈를 소형화 할 수 있으며 제작에 소요되는 비용도 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 충전기는 충전기에 외부 전력을 인가하기 이전에 외부 전력에 의한 전압의 판단이 가능하므로 입력전압을 판단을 통해 불특정 다수의 교류전원에 대응 가능하게 된다.
그리고, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 충전기는 종래에 사용되었던 초기충전저항과 두개의 릴레이를 제거함으로써 초기충전저항에 의한 파워 손실을 제거할 수 있으며, 릴레이 파손으로 인한 충전기의 내구 수명 단축을 예방할 수 있다.
10: 역률 보정 회로부 20: 스위칭 회로부
30: 다이오드 정류 회로부 40: 직류-직류 컨버터\
50: 배터리 100: 컨트롤러

Claims (8)

  1. 외부에서 입력되는 교류 전력을 인가/차단하는 스위칭 회로부;
    상기 스위칭 회로부를 통해 인가되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 역률 보정 회로부;
    상기 역률 보정 회로에서 변환된 직류 전력의 전압 레벨을 변환하여 에너지 저장 장치로 제공하는 직류-직류 컨버터;
    상기 역률 보정 회로부와 상기 직류-직류 컨버터 사이에 션트 연결된 커패시터; 및
    상기 에너지 저장 장치의 충전 동작 초기에 상기 커패시터가 일정 전압으로 충전되도록 상기 스위칭 회로부 및 상기 역률 보정 회로부를 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하는 충전기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 충전 동작을 개시하기 이전에 상기 스위칭 회로부를 개방 시키고, 상기 충전 동작이 개시되면 상기 스위칭 회로부를 PWM 제어하여 상기 커패시터로 전류가 제공되게 하는 것을 특징으로 하는 충전기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 역률 보정 회로부는 상기 스위칭 회로부에 일단이 연결된 인덕터와 상기 인덕터의 타단에 애노드가 연결되고 상기 커패시터의 일단에 캐소드가 연결된 다이오드 및 상기 인덕터와 상기 애노드의 연결단과 상기 커패시터의 타단 사이의 전기적 연결을 형성/차단하는 스위칭 소자를 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 스위칭 회로부의 개방/단락 및 상기 스위칭 소자의 개방/단락을 제어하여 상기 커패시터로 인가되는 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 충전기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 충전 동작을 개시하기 이전에 상기 스위칭 회로부를 개방 시키고, 상기 충전 동작이 개시되면 상기 스위칭 회로부를 PWM 제어하고 상기 스위칭 소자를 개방 시켜 상기 커패시터를 충전하고, 상기 커패시터가 사전 설정된 전압 레벨 이상 충전되면, 상기 스위칭 회로부를 단락 시키고 상기 스위칭 소자를 PWM 제어하는 것을 특징으로 하는 충전기.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 스위칭 회로부는 상기 컨트롤러로부터 제어신호를 공통으로 입력 받는 게이트를 갖는 제1 MOSFET 및 제2 MOSFET을 포함하며,
    상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 소스가 서로 연결되고 각각의 드레인이 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결되거나,
    상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 드레인이 서로 연결되고 각각의 소스가 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭 회로부 및 상기 역률 부정 회로부 사이에 구비된 다이오드 정류 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기.
  7. 외부에서 입력되는 교류 전력을 인가/차단하는 스위칭 회로부;
    상기 스위칭 회로부를 통해 인가되는 전력을 정류하는 다이오드 정류 회로부;
    상기 정류 회로부의 출력 전력을 직류 전력으로 변환하되, 인덕터와 스위칭 소자 및 다이오드를 포함하는 부스트 컨버터 토폴로지로 구현된 역률 보정 회로부;
    상기 역률 보정 회로에서 변환된 직류 전력의 전압 레벨을 변환하여 에너지 저장 장치로 제공하는 직류-직류 컨버터;
    상기 역률 보정 회로부와 상기 직류-직류 컨버터 사이에 션트 연결된 커패시터; 및
    상기 에너지 저장 장치의 충전 동작 초기에 상기 커패시터가 일정 전압으로 충전되도록 상기 스위칭 회로부 및 상기 역률 보정 회로부를 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하며,
    상기 컨트롤러는,
    상기 충전 동작을 개시하기 이전에 상기 스위칭 회로부를 개방 시키고,
    상기 충전 동작이 개시되면 상기 스위칭 소자를 오프 시키고 상기 스위칭 회로부와 상기 다이오드 정류 회로부 및 상기 인덕터로 이루어진 회로가 벅 컨버터로 동작하도록 상기 스위칭 회로부를 PWM 제어하고,
    상기 벅 컨버터 제어에 의해 상기 커패시터가 사전 설정된 전압 레벨 이상 충전되면 상기 스위칭 회로부를 단락 시키고 상기 역률 보상 회로부를 부스트 컨버터로 동작하도록 상기 스위칭 소자를 PWM 제어하는 것을 특징으로 하는 충전기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 스위칭 회로부는 상기 컨트롤러로부터 제어신호를 공통으로 입력 받는 게이트를 갖는 제1 MOSFET 및 제2 MOSFET을 포함하며,
    상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 소스가 서로 연결되고 각각의 드레인이 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결되거나,
    상기 제1 MOSFET과 상기 제2 MOSFET은 각각의 드레인이 서로 연결되고 각각의 소스가 교류 전력 입력단과 상기 역률 보정 회로부의 입력단에 하나씩 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기.
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