KR20190027566A - Apparatus and method for power supply - Google Patents

Apparatus and method for power supply Download PDF

Info

Publication number
KR20190027566A
KR20190027566A KR1020170114504A KR20170114504A KR20190027566A KR 20190027566 A KR20190027566 A KR 20190027566A KR 1020170114504 A KR1020170114504 A KR 1020170114504A KR 20170114504 A KR20170114504 A KR 20170114504A KR 20190027566 A KR20190027566 A KR 20190027566A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switch
voltage
control signal
main switch
power supply
Prior art date
Application number
KR1020170114504A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102457211B1 (en
Inventor
이대우
차재은
여인용
하태종
양진명
이우영
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170114504A priority Critical patent/KR102457211B1/en
Publication of KR20190027566A publication Critical patent/KR20190027566A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102457211B1 publication Critical patent/KR102457211B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for supplying electric power, wherein the apparatus minimizes switching loss in the switching control of the apparatus for supplying electric power. The apparatus for supplying electric power according to the present invention comprises: a main switch which is turned on and off by a control signal to output a load current; and a drive control unit for variably controlling a voltage level and a duty ratio of the control signal applied to the main switch to turn on and off the main switch according to the magnitude of the load current.

Description

전력 공급 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER SUPPLY}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR POWER SUPPLY [0002]

본 발명은 전력 공급 장치에 관한 것으로, 특히 전력 공급 장치의 스위칭 제어에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply apparatus, and more particularly to a switching control of a power supply apparatus.

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 변환하여 부하에 공급하는 전력 공급 장치를 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 vehicles and electric vehicles generally include a power supply that converts the voltage of a high-voltage battery into a voltage of a low-voltage battery and supplies the voltage to a load in order to supply power from the high-voltage battery to the low-voltage battery.

일 측면에 따르면, 전력 공급 장치의 스위칭 제어 시 스위칭 손실을 최소화하는 것을 목적으로 한다.According to one aspect, there is a need to minimize switching losses in switching control of a power supply.

상술한 목적의 본 발명에 따른 전력 공급 장치는, 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와; 상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함한다.The power supply apparatus according to the present invention for the above purpose comprises: a main switch which is turned on / off by a control signal to output a load current; And a drive control unit for variably controlling a voltage level and a duty ratio of the control signal applied to the main switch to turn on / off the main switch according to the magnitude of the load current.

상술한 전력 공급 장치는, 상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부와; 상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부를 더 포함한다.The power supply apparatus may further include: a switch power source section for variably controlling a voltage level of the control signal; And a switch control unit for variably controlling the duty ratio of the control signal.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨이 증가한다.In the power supply device described above, the voltage level of the control signal increases as the load current increases.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 전원부는, 입력 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머의 입력 전압을 단속하는 제 1 스위치를 포함한다.In the power supply apparatus described above, the switch power supply section includes: a transformer for converting an input voltage and outputting the converted voltage; And a first switch for interrupting an input voltage of the transformer.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 제어부는, 상기 스위치 전원부의 출력 측에 직렬 연결되어 서로 교번하여 온/오프되는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.In the power supply apparatus described above, the switch control section includes a second switch and a third switch that are serially connected to the output side of the switch power source section and are alternately turned on / off.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 제 2 스위치가 N채널 MOSFET이고, 상기 제 3 스위치가 P채널 MOSFET이다.In the power supply device described above, the second switch is an N-channel MOSFET and the third switch is a P-channel MOSFET.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고; 상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압이다.In the power supply device described above, the main switch is an N-channel MOSFET; The control signal is a gate voltage of the N-channel MOSFET.

상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 전력 공급 장치는, 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와; 상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부와; 상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부와; 상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus including: a main switch which is turned on / off by a control signal to output a load current; A switch power source for variably controlling a voltage level of the control signal; A switch control unit for variably controlling a duty ratio of the control signal; And a drive control unit for variably controlling a voltage level and a duty ratio of the control signal applied to the main switch to turn on / off the main switch according to the magnitude of the load current.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨이 증가한다.In the power supply device described above, the voltage level of the control signal increases as the load current increases.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 전원부는, 입력 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머와; 상기 트랜스포머의 입력 전압을 단속하는 제 1 스위치를 포함한다.In the power supply apparatus described above, the switch power supply section includes: a transformer for converting an input voltage and outputting the converted voltage; And a first switch for interrupting an input voltage of the transformer.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 스위치 제어부는, 상기 스위치 전원부의 출력 측에 직렬 연결되어 서로 교번하여 온/오프되는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함한다.In the power supply apparatus described above, the switch control section includes a second switch and a third switch that are serially connected to the output side of the switch power source section and are alternately turned on / off.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 제 2 스위치가 N채널 MOSFET이고, 상기 제 3 스위치가 P채널 MOSFET이다.In the power supply device described above, the second switch is an N-channel MOSFET and the third switch is a P-channel MOSFET.

상술한 전력 공급 장치에서, 상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고; 상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압이다.In the power supply device described above, the main switch is an N-channel MOSFET; The control signal is a gate voltage of the N-channel MOSFET.

상술한 목적의 본 발명에 따른 전력 공급 장치의 제어 방법은, 제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치를 포함하는 전력 공급 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 메인 스위치를 통해 출력되는 상기 부하 전류의 크기를 검출하는 단계와; 상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 단계를 포함한다.A control method of a power supply apparatus according to the present invention for a purpose of controlling a power supply apparatus includes a main switch that is turned on and off by a control signal to output a load current, Detecting a magnitude of the load current; And varying the voltage level and the duty ratio of the control signal applied to the main switch to turn on / off the main switch according to the magnitude of the load current.

상술한 전력 공급 장치의 제어 방법에서, 상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨을 증가시킨다.In the above-described control method for a power supply apparatus, the voltage level of the control signal is increased as the load current is increased.

상술한 전력 공급 장치의 제어 방법에서, 상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고; 상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압이다.In the above-mentioned method of controlling a power supply device, the main switch is an N-channel MOSFET; The control signal is a gate voltage of the N-channel MOSFET.

일 측면에 따르면, 전력 공급 장치의 스위칭 제어 시 스위칭 손실을 최소화함으로써 전력 공급 장치의 효율을 개선할 수 있다. 또한 전력 공급 장치의 손실을 최소화함으로써 발열을 줄일 수 있고, 이로 인해 방열을 위한 히트 싱크 등의 크기와 수를 줄일 수 있어서 전력 공급 장치의 소형화에도 기여한다.According to one aspect, the efficiency of the power supply can be improved by minimizing the switching loss in switching control of the power supply. In addition, the heat generation can be reduced by minimizing the loss of the power supply device, thereby reducing the size and number of the heat sink for heat dissipation, thereby contributing to miniaturization of the power supply device.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 동력 계통을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 전류 제어 특성을 나타낸 도면이다.
1 is a view showing an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a power system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a charging apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating current control characteristics of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 자동차를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 전기 자동차(100)는 모터(도 2의 212 참조)를 구비한다. 따라서 모터(212)를 구동하기 위한 전력을 저장할 고전압 배터리(102)를 필요로 한다. 일반적인 내연 기관 자동차에도 엔진 룸의 한쪽에 보조 배터리(도 2의 208 참조)가 마련된다. 하지만 전기 자동차(100)의 경우 크기가 큰 대용량의 고전압 배터리(212)가 요구된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차(100)에서는 2열 승객석 하부 공간에 고전압 배터리(102)를 설치한다. 고전압 배터리(102)에 저장되는 전력은 모터(212)를 구동하여 동력을 발생시키는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 고전압 배터리(102)는 리튬 배터리일 수 있다.The electric vehicle 100 shown in Fig. 1 has a motor (see 212 in Fig. 2). Thus requiring a high voltage battery 102 to store the power for driving the motor 212. [ A secondary battery (see 208 in FIG. 2) is provided on one side of the engine room in a common internal combustion engine vehicle. However, in the case of the electric vehicle 100, a large-capacity, high-capacity battery 212 having a large size is required. In the electric vehicle 100 according to the embodiment of the present invention, the high voltage battery 102 is installed in the lower space of the two row passenger seat. The power stored in the high voltage battery 102 may be used to drive the motor 212 to generate power. The high-voltage battery 102 according to the embodiment of the present invention may be a lithium battery.

전기 자동차(100)에는 충전 소켓(104)이 마련된다. 충전 소켓(104)에는 외부의 충전 시설의 충전 커넥터(152)가 연결됨으로써 고전압 배터리(102)의 충전이 이루어질 수 있다. 즉 충전 시설의 충전 커넥터(152)를 전기 자동차(100)의 충전 소켓(104)에 연결하면 전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)가 충전된다.The electric vehicle (100) is provided with a charging socket (104). Charging of the high-voltage battery 102 can be performed by connecting the charging connector 152 of the external charging facility to the charging socket 104. [ That is, when the charging connector 152 of the charging facility is connected to the charging socket 104 of the electric vehicle 100, the high-voltage battery 102 of the electric vehicle 100 is charged.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 동력 계통을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 동력 계통은 모터(212)와 전장 부하(214)에 전력을 공급하기 위한 것이다.2 is a view showing a power system of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. The power system shown in Fig. 2 is for supplying electric power to the motor 212 and the electric field load 214. Fig.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차(100)의 동력 계통은, 고전압 배터리(102)와 저전압 직류-직류 변환부(Low Voltage DC-DC Converter, 이하 LDC)(204), 인버터(206), 보조 배터리(208) 및 제어부(210)를 포함한다.2, the power system of the electric vehicle 100 according to the embodiment of the present invention includes a high-voltage battery 102 and a low-voltage DC-DC converter 204, An inverter 206, an auxiliary battery 208, and a control unit 210. [

LDC(204)는 고전압 배터리(102)의 고압의 직류 전압을 더 낮은 전압의 직류로 변환한다. LDC(204)는 고전압 배터리(102)의 높은 직류 전압(DC)을 교류로 만들고 이 교류를 코일과 트랜스, 커패시터 등을 통해 강압한 후 정류하여 더 낮은 전압의 직류(DC)로 변환한다. LDC(204)에 의해 강압된 직류 전압은 저전압을 필요로 하는 각 전장 부하(214)에 공급된다.The LDC 204 converts the high voltage DC voltage of the high voltage battery 102 into a DC voltage of a lower voltage. The LDC 204 converts the high DC voltage (DC) of the high voltage battery 102 into an AC voltage, downconverts the AC voltage through a coil, a transformer, a capacitor, and the like, and then rectifies the DC voltage DC to a DC voltage of a lower voltage. The DC voltage that is lowered by the LDC 204 is supplied to each electric field load 214 requiring a low voltage.

고전압 배터리(102)의 직류 전압은 인버터(206)에 의해 소정의 위상 및 주파수를 갖는 교류 전압으로 변환된 후 모터(212)에 공급된다. 모터(212)의 회전력 및 속도는 인버터(206)의 출력 전압에 의해 결정된다. 제어부(210)는 전력 공급 장치의 동작 전반을 제어한다.The DC voltage of the high-voltage battery 102 is converted into an AC voltage having a predetermined phase and frequency by the inverter 206 and then supplied to the motor 212. [ The rotational force and speed of the motor 212 are determined by the output voltage of the inverter 206. [ The control unit 210 controls overall operation of the power supply.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 충전 장치를 나타낸 도면이다.3 is a view illustrating a charging apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

전기 자동차(100)의 고전압 배터리(102)를 충전하기 위해 급속 충전기(352)와 완속 충전기(356)를 포함하는 다양한 형태의 외부 충전기가 사용될 수 있다. 고전압 배터리(102)는 500V~800V의 충전 전압을 갖는다.Various types of external chargers including a rapid charger 352 and a slow charger 356 may be used to charge the high voltage battery 102 of the electric vehicle 100. [ The high voltage battery 102 has a charging voltage of 500V to 800V.

급속 충전기(352)는 제 1 전압(예를 들면 800V의 높은 직류 전압)으로 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다. 급속 충전기(352)는 상용 교류 전력을 800V의 직류 전압으로 변환하여 전기 자동차(100)로 공급한다.The rapid charger 352 can charge the high voltage battery 102 with a first voltage (e.g., a high DC voltage of 800V). The rapid charger 352 converts the commercial AC power to a DC voltage of 800 V and supplies it to the electric vehicle 100.

완속 충전기(356)는 상용 교류 전력(AC)을 교류 전력 형태 그대로 전기 자동차(100)로 공급한다. 완속 충전기(356)를 통해 공급되는 교류 전력은 전기 자동차(100) 내부에서 미리 설정된 레벨의 직류 전압으로 변환된다.The slow charger 356 supplies the commercial AC power AC to the electric vehicle 100 in the form of AC power. The alternating-current power supplied through the slow charging device 356 is converted into a direct-current voltage of a preset level in the electric vehicle 100.

전기 자동차(100)의 내부에서는 차량 탑재 충전기(On Board Charger, OBC)(302)와 컨버터(304)가 고전압 배터리(102)의 충전에 관여한다.Inside the electric vehicle 100, an on board charger (OBC) 302 and a converter 304 are involved in charging the high voltage battery 102.

OBC라 불리는 차량 탑재 충전기(302)는 완속 충전기(356)로부터 공급되는 상용 교류 전력을 800V의 직류 전압으로 변환하여 고전압 배터리(102)를 충전한다. 급속 충전기(352) 가 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 전기 자동차(100)로 공급하는 것과 달리, 완속 충전기(356)는 상용 교류 전력을 교류 형태 그대로 전기 자동차(100)로 공급한다. 완속 충전기(356)로부터 공급되는 교류 전압은 전기 자동차(100)의 내부에서 차량 탑재 충전기(302)에 의해 직류 전압으로 변환된 후 고전압 배터리(102)를 충전하는데 사용된다.The in-vehicle charger 302 called OBC converts the commercial AC power supplied from the constant rate charger 356 to a DC voltage of 800 V to charge the high voltage battery 102. The fast charger 356 supplies the commercial alternating-current power to the electric vehicle 100 in the form of alternating current, unlike the rapid charging device 352 which converts the alternating-current voltage to the direct-current voltage and supplies it to the electric vehicle 100. The AC voltage supplied from the constant rate charger 356 is used to charge the high voltage battery 102 after being converted into a DC voltage by the vehicle-mounted charger 302 inside the electric vehicle 100. [

급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압은 그대로 고전압 배터리(102)로 공급된다. 고전압 배터리(102)의 충전 전압이 500V~800V이므로 급속 충전기(352)로부터 공급되는 800V의 직류 전압을 승압하지 않더라도 고전압 배터리(102)를 충전할 수 있다.The 800V DC voltage supplied from the rapid charger 352 is supplied to the high voltage battery 102 as it is. Since the charging voltage of the high-voltage battery 102 is 500V to 800V, the high-voltage battery 102 can be charged without boosting the 800V DC voltage supplied from the rapid charger 352.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치를 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 전력 공급 장치는 앞서 도 2에서 설명한 저전압 직류-직류 변환부(LDC)(204) 또는 도 3에서 설명한 차량 탑재 충전기(OBC)(302) 등에 적용될 수 있다.4 is a view illustrating a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. The power supply device shown in Fig. 4 can be applied to the low-voltage DC-DC converter 204 (LDC) 204 described in Fig. 2 or the vehicle-mounted charger (OBC) 302 described in Fig.

직류 입력 전압(Vdc)는 앞 단에서 정류된 직류 전압이거나 전력 저장 수단 등에 저장되어 있던 직류 전압일 수 있다. 직류 입력 전압(Vdc)은 스위치 전원부(402)에 입력된다. 스위치 전원부(402)는 고주파 트랜스포머(408)와 평활 회로부(410), 제 1 구동 스위치(412)를 포함한다.The DC input voltage Vdc may be a DC voltage rectified at the previous stage or a DC voltage stored in a power storage unit or the like. The DC input voltage Vdc is input to the switch power supply unit 402. The switch power supply unit 402 includes a high frequency transformer 408, a smoothing circuit unit 410, and a first drive switch 412.

고주파 트랜스포머(408)는 전자기 유도 현상을 이용하여 교류 전압의 값 및/또는 교류 전류의 값을 변화시킬 수 있다. 고주파 트랜스포머(408)는 입력 측의 1차 코일과, 출력 측의 2차 코일, 1차 코일로부터 2차 코일까지 자기장을 전송하는 철심을 포함할 수 있다. 1차 코일에 입력되는 교류 전압 및 교류 전류에 의하여 철심에 시간에 따라 변화하는 자기장이 생성되며, 철심의 자기장에 의하여 2차 코일에 교류 전압 및 교류 전류가 생성될 수 있다. 고주파 트랜스포머(408)의 출력 측에 나타나는 교류 전압은 평활 회로부(410)를 거치면서 직류 전압으로 변환된다. 제 1 구동 스위치(412)는 직류 입력 전압(Vdc)의 음극과 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측 사이에 연결된다. 후술하는 구동 제어부(450)에서 출력되는 펄스 신호에 의해 제 1 구동 스위치(412)의 온/오프가 반복되면 직류 입력 전압(Vdc)이 교류 형태로 변환되어 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측에 인가될 수 있다. 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측에 인가되는 전압의 크기는 제 1 구동 스위치(412)의 온/오프 주기에 의해 결정된다. 따라서 구동 제어부(450)에서 생성되어 제 1 구동 스위치(412)의 게이트에 인가되는 펄스 신호의 듀티 비에 따라 고주파 트랜스포머(408)의 1차 측에 인가되는 전압의 크기가 결정된다고 할 수 있다.The high frequency transformer 408 can change the value of the alternating voltage and / or the value of the alternating current by using the electromagnetic induction phenomenon. The high frequency transformer 408 may include a primary coil on the input side, a secondary coil on the output side, and an iron core for transmitting a magnetic field from the primary coil to the secondary coil. The AC voltage and AC current input to the primary coil generate a magnetic field that changes with time in the iron core, and alternating voltage and alternating current can be generated in the secondary coil by the magnetic field of the iron core. The alternating voltage appearing on the output side of the high frequency transformer 408 is converted into a direct current voltage through the smoothing circuit portion 410. The first drive switch 412 is connected between the cathode of the DC input voltage Vdc and the primary side of the high frequency transformer 408. When the first drive switch 412 is repeatedly turned on and off by the pulse signal output from the drive control unit 450 to be described later, the DC input voltage Vdc is converted into the AC type, and is supplied to the primary side of the high frequency transformer 408 . The magnitude of the voltage applied to the primary side of the high frequency transformer 408 is determined by the on / off period of the first drive switch 412. Accordingly, the magnitude of the voltage applied to the primary side of the high frequency transformer 408 is determined according to the duty ratio of the pulse signal generated by the driving control unit 450 and applied to the gate of the first driving switch 412.

메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)는 부하 측(예를 들면 배터리)에 공급되는 직류 전류이다. 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기는 메인 스위치(406)의 온/오프 주기(듀티 비)에 의해 결정된다. 즉, 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 제어 신호의 듀티 비가 클수록 드레인-소스 전류(Ids)는 증가한다. 메인 스위치(406)의 온/오프 제어는 다음에 설명하는 스위치 제어부(404)에 의해 이루어진다.The drain-source current Ids of the main switch 406 is a direct current supplied to the load side (for example, a battery). The magnitude of the drain-source current Ids of the main switch 406 is determined by the on / off period (duty ratio) of the main switch 406. [ That is, the larger the duty ratio of the control signal applied to the gate of the main switch 406, the more the drain-source current Ids increases. The ON / OFF control of the main switch 406 is performed by the switch control section 404 described below.

스위치 제어부(404)는 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되어 메인 스위치(406)를 온/오프 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 이를 위해 스위치 제어부(404)는 N채널의 제 2 구동 스위치(442)와 P채널의 제 3 구동 스위치(444)가 스위치 전원부(402)의 출력 측에 직렬 연결된다. 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444)는 각각 N채널과 P채널이기 때문에, 동일한 스위칭 제어 신호(펄스 신호)가 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444) 각각의 게이트에 인가되면 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444)의 온/오프는 서로 교번하여 이루어진다.The switch control section 404 is applied to the gate of the main switch 406 to generate a control signal for on / off control of the main switch 406. To this end, the switch control unit 404 connects the N-channel second drive switch 442 and the P-channel third drive switch 444 in series to the output side of the switch power supply unit 402. Since the second drive switch 442 and the third drive switch 444 are N channel and P channel, respectively, the same switching control signal (pulse signal) is applied to the second drive switch 442 and the third drive switch 444 The on / off operations of the second drive switch 442 and the third drive switch 444 are alternately performed.

예를 들면 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444) 각각의 게이트에 인가되는 스위칭 제어 신호가 로우 레벨이면 N채널의 제 2 구동 스위치(442)는 턴 온되고 P채널의 제 3 구동 스위치(444)는 턴 오프된다. 이 때 스위치 제어부(404)에서 출력되어 메인 스위치(406)의 게이트에는 턴 온된 제 2 구동 스위치(442)를 통해 하이 레벨의 전압이 인가되어 N채널의 메인 스위치(406)는 턴 오프된다.For example, when the switching control signal applied to the gates of the second drive switch 442 and the third drive switch 444 is low level, the second drive switch 442 of the N channel is turned on and the third drive switch 442 of the N- The drive switch 444 is turned off. At this time, a high level voltage is applied to the gate of the main switch 406 through the second driving switch 442, which is outputted from the switch control unit 404 and turned on, so that the N-channel main switch 406 is turned off.

반대로, 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444) 각각의 게이트에 인가되는 스위칭 제어 신호가 하이 레벨이면 N채널의 제 2 구동 스위치(442)는 턴 오프되고 P채널의 제 3 구동 스위치(444)는 턴 온된다. 이 때 스위치 제어부(404)에서 출력되어 메인 스위치(406)의 게이트에는 턴 온된 제 3 구동 스위치(444)를 통해 로우 레벨의 전압이 인가되어 N채널의 메인 스위치(406)는 턴 온된다.On the other hand, when the switching control signal applied to the gates of the second drive switch 442 and the third drive switch 444 is high level, the second drive switch 442 of the N channel is turned off and the third drive The switch 444 is turned on. At this time, a low level voltage is applied to the gate of the main switch 406 through the third drive switch 444 which is outputted from the switch control unit 404 and turned on, so that the N-channel main switch 406 is turned on.

이와 같이, 메인 스위치(406)의 온/오프 주기는 스위치 제어부(404)에서 메인 스위치(406)의 게이트로 인가되는 신호의 듀티 비에 의해 결정된다. 따라서 스위치 제어부(404)의 제 2 구동 스위치(442)와 제 3 구동 스위치(444)를 온/오프 제어하는 펄스 신호의 듀티 비에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.As described above, the ON / OFF period of the main switch 406 is determined by the duty ratio of the signal applied to the gate of the main switch 406 in the switch control unit 404. It is determined by the duty ratio of the pulse signal for on / off control of the second drive switch 442 and the third drive switch 444 of the switch control unit 404.

구동 제어부(450)는 제 1 구동 스위치(412)의 온/오프 제어를 위한 제어 신호를 생성한다. 구동 제어부(450)에서 생성되는 제어 신호는 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기에 따라 듀티 비가 가변된다.The drive control unit 450 generates a control signal for on / off control of the first drive switch 412. The duty ratio of the control signal generated by the driving control unit 450 varies according to the magnitude of the drain-source current Ids of the main switch 406. [

예를 들면, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기가 클수록 스위치 제어부(404)의 출력 전압 즉 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 전압(Vgs)도 증가하도록 제어 신호의 듀티 비가 가변된다. 반대로, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기가 작을수록 스위치 제어부(404)의 출력 전압 즉 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 전압(Vgs)도 감소하도록 제어 신호의 듀티 비가 가변된다.For example, as the magnitude of the drain-source current Ids of the main switch 406 increases, the output voltage of the switch control section 404, that is, the voltage Vgs applied to the gate of the main switch 406, The duty ratio is variable. In contrast, the smaller the magnitude of the drain-source current Ids of the main switch 406, the smaller the output voltage of the switch control unit 404, that is, the voltage Vgs applied to the gate of the main switch 406, The ratio is variable.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치의 전류 제어 특성을 나타낸 도면이다. 도 5(A)는 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류를 나타낸 도면이다. 도 5(B)는 구동 제어부(450)에서 출력되어 제 1 구동 스위치(412)의 게이트에 인가되는 펄스 신호 형태의 제어 신호를 나타낸 도면이다. 도 5(C)는 메인 스위치(406)의 게이트에 인가되는 게이트 전압(Vgs)을 나타낸 도면이다. 도 5(C)에 나타낸 메인 스위치(406)의 게이트 전압(Vgs)은 도 5(B)에 나타낸 제어 신호에 의해 가변될 수 있다.5 is a diagram illustrating current control characteristics of a power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5A is a diagram showing the drain-source current of the main switch 406. FIG. 5B is a diagram showing a control signal in the form of a pulse signal which is outputted from the drive control unit 450 and applied to the gate of the first drive switch 412. In FIG. 5C is a diagram showing a gate voltage (Vgs) applied to the gate of the main switch 406. In FIG. The gate voltage Vgs of the main switch 406 shown in Fig. 5 (C) can be varied by the control signal shown in Fig. 5 (B).

앞서 도 4에서, 전력 공급 장치의 구동 제어부(450)는 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기에 따라 제어 신호의 듀티 비가 가변되는 것을 설명한 바 있다. 이를 위해 구동 제어부(450)는, 도 5(A) 및 도 5(B)에 나타낸 것처럼, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)가 클수록 제어 신호의 펄스 폭(듀티 비)을 증가시킨다.4, the drive control unit 450 of the power supply apparatus has described that the duty ratio of the control signal varies depending on the magnitude of the drain-source current Ids of the main switch 406. [ 5A and 5B, the drive control section 450 increases the pulse width (duty ratio) of the control signal as the drain-source current Ids of the main switch 406 increases, .

메인 스위치(406)에서 발생할 수 있는 전력 손실로는 전도 손실과 스위칭 손실을 들 수 있다.The power loss that can occur in the main switch 406 includes a conduction loss and a switching loss.

전도 손실은 메인 스위치(406)에 흐르는 실효 전류(RMS 전류)의 제곱과 메인 스위치(406)의 도통 저항(Rds(on))의 곱으로 표현할 수 있다.The conduction loss can be expressed by the product of the square of the effective current (RMS current) flowing through the main switch 406 and the conduction resistance (Rds (on) of the main switch 406).

메인 스위치(406)의 스위칭 손실은 다음의 식 1에 나타낸 것처럼 부하 전류 즉 드레인-소스 전류(Ids) 및 스위치 제어부(404)의 스위칭 주파수(fsw)와 함수 관계에 있다.The switching loss of the main switch 406 is in a functional relationship with the load current, that is, the drain-source current Ids and the switching frequency fsw of the switch control unit 404,

<식 1> Psw = Vin X Iout X fsw X ((Qgs + Qgd)/Ig)(1) &quot; Psw = Vin X Iout X fsw X ((Qgs + Qgd) / Ig)

식 1에서, Vin은 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전압(Vds)이고, Iout은 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)이며, fsw는 스위칭 주파수이고, Qgs 및 Qgd는 각각 메인 스위치(406)의 게이트-소스 전하 및 게이트-드레인 전하이고, Ig는 메인 스위치(406)의 게이트 전류이다.Source voltage Vds of the main switch 406 and Iout is the drain-source current Ids of the main switch 406, fsw is the switching frequency, and Qgs and Qgd are the drain- Is the gate-source charge and gate-drain charge of switch 406, and Ig is the gate current of main switch 406.

메인 스위치(406)의 스위칭 손실은 메인 스위치(406)의 온/오프 시 게이트를 충전하는데 필요한 에너지(Qg(TOT))가 원인일 수 있다. 메인 스위치(406)의 게이트 구동 손실은 스위칭 주파수(fsw)에 좌우되며, 메인 스위치(406)의 게이트 정전 용량과 함수 관계에 있다. 메인 스위치(406)를 온/오프 할 때, 스위칭 주파수(fsw)가 높을수록 게이트 구동 손실도 증가진다. 이는 스위칭 주파수(fsw)가 상승하면 메인 스위치(406)의 전력 공급 효율이 저하되는 또 다른 이유이기도 하다. 메인 스위치(406)의 크기가 크고 도통 저항(Rds(on))이 낮을수록 전도 손실은 감소하지만 게이트 정전 용량은 증가하고, 이로 인해 게이트 구동 손실이 증가한다. 이와 같은 손실은 수 메가헤르츠 영역의 매우 높은 스위칭 주파수에서 전원 공급 장치의 상당한 전력 손실을 초래할 수 있다. 메인 스위치(406)의 게이트 전력(Pgate) 및 게이트 전압(Vg)을 낮추면 전력 공급 장치의 전력 손실을 낮추고 메인 스위치(406)의 스위칭 주파수(fsw)를 높일 수 있다.The switching loss of the main switch 406 may be caused by the energy Qg (TOT) required to charge the gate when the main switch 406 is turned on / off. The gate drive loss of the main switch 406 depends on the switching frequency fsw and is in a functional relationship with the gate capacitance of the main switch 406. When turning on / off the main switch 406, the higher the switching frequency fsw, the greater the gate drive loss. This is another reason why the power supply efficiency of the main switch 406 is lowered when the switching frequency fsw rises. As the size of the main switch 406 is large and the conduction resistance Rds (on) is low, the conduction loss decreases, but the gate capacitance increases, thereby increasing the gate drive loss. Such losses can result in significant power loss of the power supply at very high switching frequencies in the megahertz range. Lowering the gate power Pgate and the gate voltage Vg of the main switch 406 can lower the power loss of the power supply device and increase the switching frequency fsw of the main switch 406. [

다음의 식 2는 메인 스위치(406)의 게이트 전력(Pgate)을 나타낸 것이다.The following equation (2) shows the gate power (Pgate) of the main switch 406.

<식 2> Pgate = Qg(TOT) X Vgs X fsw<Formula 2> Pgate = Qg (TOT) X Vgs X fsw

식 2에서, Pgate는 메인 스위치(406)의 게이트 전력이고, Vgs는 게이트-소스 전압이며, fsw는 스위칭 주파수이다. 식 1에서 알 수 있듯이, 게이트 전력(Pgate)은 스위칭 손실을 이루는 중요한 요소이다. 기존의 전력 공급 장치에서는 주파수를 고려하지 않고 항상 일정한 크기의 게이트-소스 전압(Vgs)을 스위치에 인가함으로써 전력 손실이 증가하는 원인이 되었다.In Equation 2, Pgate is the gate power of the main switch 406, Vgs is the gate-source voltage, and fsw is the switching frequency. As can be seen from equation (1), the gate power (Pgate) is an important factor in the switching loss. In the conventional power supply device, the power loss is increased by applying a constant-sized gate-source voltage (Vgs) to the switch regardless of the frequency.

이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 공급 장치에서는, 도 5에 나타낸 것처럼, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)의 크기에 따라 메인 스위치(406)의 게이트-소스 전압(Vgs)을 가변 제어하여 메인 스위치(406)의 스위칭 주파수(fsw)가 높을수록 게이트-소스 전압(Vgs)도 함께 증가시킴으로써 전력 손실이 최소화되도록 한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 메인 스위치(406)의 드레인-소스 전류(Ids)가 증가할수록 구동 제어부(450)의 제어 신호의 가변 제어를 통해 메인 스위치(406)의 게이트에 공급되는 게이트-소스 전압(Vgs)이 레벨(진폭)을 높여서 메인 스위치(406)의 스위칭 손실이 최소가 되도록 한다.5, the gate-source voltage Vgs of the main switch 406 is changed according to the magnitude of the drain-source current Ids of the main switch 406. In this case, The gate-source voltage Vgs is increased as the switching frequency fsw of the main switch 406 is increased, thereby minimizing the power loss. Source voltage Ids supplied to the gate of the main switch 406 through the variable control of the control signal of the drive controller 450 as the drain-source current Ids of the main switch 406 increases, (Vgs) increases the level (amplitude) so that the switching loss of the main switch 406 is minimized.

위의 설명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 위에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The description above is merely illustrative of the technical idea, and various modifications, alterations, and substitutions are possible without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments and the accompanying drawings described above are intended to illustrate and not limit the technical idea, and the scope of technical thought is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. The scope of which is to be construed in accordance with the following claims, and all technical ideas which are within the scope of the same shall be construed as being included in the scope of the right.

100 : 전기 자동차
104 : 충전 소켓
152 : 충전 커넥터
204 : LDC
206 : 인버터
208 : 보조 배터리
210 : 제어부
212 : 모터
214 : 전장 부하
302 : 차량 탑재 충전부(OBC)
354 : 급속 충전기
356 : 완속 충전기
402 : 스위치 전원부
404 : 스위치 제어부
406 : 메인 스위치
450 : 구동 제어부
100: Electric vehicle
104: Charging socket
152: Charging connector
204: LDC
206: Inverter
208: auxiliary battery
210:
212: motor
214: Electric field load
302: On-board charger (OBC)
354: Quick Charger
356: Slow Charger
402: Switch power source
404: Switch control section
406: Main switch
450:

Claims (16)

제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와;
상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함하는 전력 공급 장치.
A main switch which is turned on / off by a control signal to output a load current;
And a drive control unit for variably controlling a voltage level and a duty ratio of the control signal applied to the main switch to turn on / off the main switch according to the magnitude of the load current.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부와;
상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부를 더 포함하는 전력 공급 장치.
The method according to claim 1,
A switch power source for variably controlling a voltage level of the control signal;
And a switch control unit for variably controlling the duty ratio of the control signal.
제 2 항에 있어서,
상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨이 증가하는 전력 공급 장치.
3. The method of claim 2,
And the voltage level of the control signal increases as the load current increases.
제 2 항에 있어서, 상기 스위치 전원부는,
입력 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머와;
상기 트랜스포머의 입력 전압을 단속하는 제 1 스위치를 포함하는 전력 공급 장치.
The power supply unit according to claim 2,
A transformer for converting and outputting an input voltage;
And a first switch for interrupting an input voltage of the transformer.
제 2 항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
상기 스위치 전원부의 출력 측에 직렬 연결되어 서로 교번하여 온/오프되는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전력 공급 장치.
The apparatus according to claim 2,
And a second switch and a third switch connected in series to the output side of the switch power supply unit and alternately turned on / off.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 스위치가 N채널 MOSFET이고, 상기 제 3 스위치가 P채널 MOSFET인 전력 공급 장치.
6. The method of claim 5,
The second switch is an N-channel MOSFET, and the third switch is a P-channel MOSFET.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고;
상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압인 전력 공급 장치.
The method according to claim 1,
The main switch is an N-channel MOSFET;
Wherein the control signal is a gate voltage of the N-channel MOSFET.
제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치와;
상기 제어 신호의 전압 레벨을 가변 제어하기 위한 스위치 전원부와;
상기 제어 신호의 듀티 비를 가변 제어하기 위한 스위치 제어부와;
상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 구동 제어부를 포함하는 전력 공급 장치.
A main switch which is turned on / off by a control signal to output a load current;
A switch power source for variably controlling a voltage level of the control signal;
A switch control unit for variably controlling a duty ratio of the control signal;
And a drive control unit for variably controlling a voltage level and a duty ratio of the control signal applied to the main switch to turn on / off the main switch according to the magnitude of the load current.
제 8 항에 있어서,
상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨이 증가하는 전력 공급 장치.
9. The method of claim 8,
And the voltage level of the control signal increases as the load current increases.
제 1 항에 있어서, 상기 스위치 전원부는,
입력 전압을 변환하여 출력하는 트랜스포머와;
상기 트랜스포머의 입력 전압을 단속하는 제 1 스위치를 포함하는 전력 공급 장치.
The power supply unit according to claim 1,
A transformer for converting and outputting an input voltage;
And a first switch for interrupting an input voltage of the transformer.
제 1 항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
상기 스위치 전원부의 출력 측에 직렬 연결되어 서로 교번하여 온/오프되는 제 2 스위치 및 제 3 스위치를 포함하는 전력 공급 장치.
The apparatus according to claim 1,
And a second switch and a third switch connected in series to the output side of the switch power supply unit and alternately turned on / off.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 스위치가 N채널 MOSFET이고, 상기 제 3 스위치가 P채널 MOSFET인 전력 공급 장치.
12. The method of claim 11,
The second switch is an N-channel MOSFET, and the third switch is a P-channel MOSFET.
제 8 항에 있어서,
상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고;
상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압인 전력 공급 장치.
9. The method of claim 8,
The main switch is an N-channel MOSFET;
Wherein the control signal is a gate voltage of the N-channel MOSFET.
제어 신호에 의해 온/오프 되어 부하 전류를 출력하는 메인 스위치를 포함하는 전력 공급 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 메인 스위치를 통해 출력되는 상기 부하 전류의 크기를 검출하는 단계와;
상기 메인 스위치의 온/오프 시키기 위해 상기 메인 스위치에 인가되는 상기 제어 신호의 전압 레벨 및 듀티 비를 상기 부하 전류의 크기에 따라 가변 제어하는 단계를 포함하는 전력 공급 장치의 제어 방법.
And a main switch which is turned on / off by a control signal to output a load current,
Detecting a magnitude of the load current output through the main switch;
And varying a voltage level and a duty ratio of the control signal applied to the main switch to turn on / off the main switch according to the magnitude of the load current.
제 14 항에 있어서,
상기 부하 전류가 클수록 상기 제어 신호의 전압 레벨을 증가시키는 전력 공급 장치의 제어 방법.
15. The method of claim 14,
And increases the voltage level of the control signal as the load current increases.
제 14 항에 있어서,
상기 메인 스위치가 N채널 MOSFET이고;
상기 제어 신호는 상기 N채널 MOSFET의 게이트 전압인 전력 공급 장치의 제어 방법.
15. The method of claim 14,
The main switch is an N-channel MOSFET;
Wherein the control signal is a gate voltage of the N-channel MOSFET.
KR1020170114504A 2017-09-07 2017-09-07 Apparatus and method for power supply KR102457211B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170114504A KR102457211B1 (en) 2017-09-07 2017-09-07 Apparatus and method for power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170114504A KR102457211B1 (en) 2017-09-07 2017-09-07 Apparatus and method for power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190027566A true KR20190027566A (en) 2019-03-15
KR102457211B1 KR102457211B1 (en) 2022-10-21

Family

ID=65762515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170114504A KR102457211B1 (en) 2017-09-07 2017-09-07 Apparatus and method for power supply

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102457211B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120037701A (en) * 2010-10-12 2012-04-20 호남대학교 산학협력단 Electric energy charging and discharging apparatus and method using super capactiors for regenerative braking system of electric motorcycles
KR101339621B1 (en) * 2012-11-26 2013-12-10 삼성전기주식회사 Dc/dc converter having multi-piuput
KR20150139067A (en) * 2014-06-02 2015-12-11 한국철도기술연구원 constant current control method by load variation of railway vehicle
KR20170013670A (en) * 2015-07-28 2017-02-07 엘에스산전 주식회사 A control apparatus for precharging of high voltage battery for electric vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120037701A (en) * 2010-10-12 2012-04-20 호남대학교 산학협력단 Electric energy charging and discharging apparatus and method using super capactiors for regenerative braking system of electric motorcycles
KR101339621B1 (en) * 2012-11-26 2013-12-10 삼성전기주식회사 Dc/dc converter having multi-piuput
KR20150139067A (en) * 2014-06-02 2015-12-11 한국철도기술연구원 constant current control method by load variation of railway vehicle
KR20170013670A (en) * 2015-07-28 2017-02-07 엘에스산전 주식회사 A control apparatus for precharging of high voltage battery for electric vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR102457211B1 (en) 2022-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107791855B (en) Method and apparatus for controlling on-vehicle charger
US10071637B2 (en) Pulse width modulation resonance converter and charger for vehicle using the same
KR101509910B1 (en) Charging control method for plug-in hybrid electric vehicle and electric vehicle
US9266441B2 (en) Contactless power transfer system
KR102326065B1 (en) Apparatus for converting power of electric vehicle
US9866129B2 (en) Power conversion device including primary inverter, transformer, secondary converter, and controller
WO2013179674A1 (en) Power conversion device and battery charging device using same
Aoyama et al. High efficiency energy conversion system for decreaces in electric vehicle battery terminal voltage
KR20190118084A (en) Power converting system for vehicle
JP6742145B2 (en) Bidirectional DC-DC converter, power supply system using the same, and automobile using the power supply system
Eckardt et al. Advanced vehicle charging solutions using SiC and GaN power devices
EP4005848A1 (en) Electric vehicle
CN104812614B (en) For providing the circuit arrangement of the D/C voltage in vehicle and the method for operation circuit arrangement
KR101717082B1 (en) Bi-directional battery charger for an electric vehicle using cascaded transformers
KR101549551B1 (en) Driving apparatus for electric vehicle
Nachankar et al. Universal off-board battery charger for light and heavy electric vehicles
KR20170086298A (en) Charging control system for electric vehicle
KR102227190B1 (en) On board Charger for electric vehicle
KR102008751B1 (en) Vehicle power control device
KR101449305B1 (en) Power control module for vehicle
KR102457211B1 (en) Apparatus and method for power supply
JP6984793B2 (en) Power converter, vehicle including it and control method
JP2019009848A (en) Dc-dc converter, power supply system employing the same, and automobile employing the power supply system
JP2012157118A (en) Power conversion apparatus
KR101258356B1 (en) Gate driving apparatus for driving motor

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant