KR20190055042A - 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터 및 그 방법 - Google Patents

초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 하이브리드용 컨버터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량의 초기 기동시 역전류 유입 및 제어 불안정성을 방지하는 마이크로 하이브리드용 컨버터에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 동기정류방식을 적용할 경우에도, 초기 기동시 역전류 현상이 발생하지 않는 제어가 더 안정적인 마이크로 하이브리드용 컨버터의 구현이 가능하다.

Description

초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터 및 그 방법{Converter for micro-hybrid converter for preventing reverse current on initial start-up and Method thereof}
본 발명은 마이크로 하이브리드용 컨버터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량의 초기 기동시 역전류 유입 및 제어 불안정성을 방지하는 마이크로 하이브리드용 컨버터에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 차량의 초기 기동시 역전류 유입 및 제어 불안정을 방지하는 방법에 대한 것이다.
자동차 배터리 충전용 DC-DC 컨버터는 고전압 배터리 전원(예를 들어, 42V)을 변환하여 12V 배터리를 충전한다.
이러한 자동차 배터리 충전용 DC-DC 컨버터는 발열 감소와 효율을 위해 2개의 모스펫(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 이하, MOSFET)를 순차로 턴-온시켜 배터리를 충전하는 동기(Synchronous) 정류 방식이 사용된다.
한편, 자동차 배터리 충전용 DC-DC 컨버터는 초기 시동시에 출력전압이 배터리 전압보다 낮은데, 이에 따라 배터리 쪽에서 컨버터로 역전류가 흐른다.
따라서, 이러한 역전류를 차단하기 위한 도 1과 같은 방식이 도입되었다. 도 1에 도시된 바와 같이, 역전류 방지 회로(100)는 배터리(Vbat) 전압과 컨버터의 출력전압(Vout)을 비교하는 비교기(112)와, 비교기(112)의 출력 전압에 따라 전류를 차단하는 대용량 MOSFET(111)로 구성된다.
대용량 MOSFET(111)는 비교기(112)가 비교한 배터리(Vbat) 전압이 컨버터의 출력전압(Vout)보다 높으면 배터리로부터 컨버터로 흐르는 전류를 차단하기 위한 역전류 방지용 소자이다.
따라서, 이러한 대용량 MOSFET(111)는 비교기(112)가 비교한 배터리(Vbat) 전압이 컨버터의 출력전압(Vout)보다 높으면 PMOS1은 턴-오프되어 PMOS1의 바디 다이오드로부터의 역전류는 차단된다. 즉, 배터리로부터 컨버터로 역전류가 흐르는 것을 방지한다.
부연하면, 비교기(112)에 의하여 Vout 전압인 comp1(+)가 Vbat 전압인 comp(-)보다 커야만 스위칭 소자(npn1)가 구동되어 대용량 MOSFET(111)의 PMOS1가 도통된다.
또한, 도 1에 도시된 배터리 충전용 DC-DC 컨버터의 제어는 일반적으로 CC-CV 충전 방식이 된다.
즉, 배터리 충전용 DC-DC 컨버터는 기존 차량의 알터네이터를 대체하며, 배터리가 과방전 상태에서 컨버터가 과부하 상황일 경우 출력 전류(Iout)를 제어(CC)한다. 또는, 컨버터가 최대 출력 전류 이하에서는 출력 전압을 제어(CV)한다.
여기서, CV(Constant Voltage)는 12V 배터리 충전 전압 제어이고, CC(Constant Current)는 12V 배터리 충전 전류 제어이다.
그런데, 종래 기술에 의하면, 효율 향상을 위하여 동기정류방식을 적용할 경우, 초기 기동시 컨버터의 출력 전압이 배터리 전압보다 낮기 때문에 컨버터로의 역전류가 유입되는 현상이 있다. 이러한 현상은 MOSFET의 손상 및 제어 불안정을 유발하게 된다.
또한, 대용량 MOSFET(111)가 고가임에 따라, 자동차 배터리 충전용 DC-DC 컨버터의 원가가 상승한다는 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 1. 한국공개특허번호 제10-2009-0051505호
(특허문헌 2) 2. 한국등록특허번호 제10-0761584호
(특허문헌 3) 3. 한국공개특허번호 제10-2006-0000647호
본 발명은 위에서 제기된 종래 기술에 따른 문제점을 해소하고자 제안된 것으로서, 동기정류방식을 적용할 경우에도, 역전류 현상이 발생하지 않는 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 고가의 대용량 MOSFET(111)를 사용하지 않고서도 역전류 현상을 방지함으로써 자동차 배터리 충전용 DC-DC 컨버터의 원가가 상승하지 않는 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제기된 과제를 달성하기 위해, 초기 기동시 역전류 유입 및 제어 불안성정을 해소하는 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터를 제공한다.
상기 마이크로 하이브리드용 컨버터는, 고전압 배터리와 연결되는 제 1 커패시터;
상기 제 1 커패시터와 병렬 연결되며 턴-온 또는 오프되어 고전압 배터리로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 1 저용량 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor);
상기 제 1 저용량 MOSFET와 직렬로 연결되며 턴-온 또는 턴-오프되어 저전압 배터리로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 2 저용량 MOSFET;
상기 제 1 저용량 MOSFET 및 제 2 저용량 MOSFET 사이와 상기 저전압 배터리를 연결하는 인덕터; 및
상기 인덕터와 연결되는 제 2 커패시터;를 포함한다.
이때, 상기 제 1 저용량 MOSFET 및 제 2 저용량 MOSFET에는 병렬로 바디 다이오드가 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때 , 상기 제 1 커패시터는 슈퍼 커패시터인 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제 1 저용량 MOSFET가 턴-오프되면 상기 제 1 커패시터를 충전하는 안전 부스트 모드로 동작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제 2 저용량 MOSFET가 턴-오프되면 상기 저전압 배터리를 충전하는 안전 벅 모드로 동작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제 1 저용량 MOSFET 및 제 2 저용량 MOSFET가 둘 다 턴-온되면 정상 모드 벅 모드 또는 부스트 모드로 동작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 인덕터는 역전류 유입 여부 확인을 위한 인덕터 전류를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로 본 발명의 다른 실시예는, 초기 기동이 시작됨에 따라 부스트 모드인 지를 판단하는 부스트 모드 판단 단계;
상기 부스트 모드 판단 결과, 부스트 모드가 아니면 안전 벅 모드를 실행하는 안전 벅 모드 실행 단계;
상기 부스트 모드 판단 결과, 부스트 모드이면 안전 부스트 모드를 실행하는 안전 부스트 모드 실행 단계;
역전류가 유입되는 지를 여부를 판단하는 역전류 유입 여부 판단 단계;
상기 역전류 유입 여부 판단 결과, 역전류 유입이 있으면 동작을 중지하는 동작 중지 단계; 및
상기 역전류 유입 여부 판단 결과, 역전류 유입이 없으면 정상 벅 모드 또는 정상 부스트 모드로 동작하는 정상 모드 동작 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지 방법을 제공한다.
이때, 상기 안전 모드는 병렬로 연결된 2개의 MOSFET 중 하나가 턴-오프되어 비동기 방식으로 기동되며 상기 MOSFET에 연결되는 바디 다이오드의 손실에 의한 상기 MOSFET의 과열을 방지하기 위해 전류 제어가 정격 출력이 아닌 제 1 기준값인 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 정상 모드는 병렬로 연결된 2개의 MOSFET 중 하나가 턴-온되어 동기 방식으로 기동되며 전류 제어가 정격 출력인 제 2 기준값인 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 역전류 유입 여부 판단 단계는,
상기 벅 모드에서는 역전류 값이 제 3 기준값보다 크면 정상 전류 방향으로 판단하는 단계; 및
상기 부스트 모드에서 역전류 값이 제 3 기준값보다 작으면 정상 전류 방향으로 판단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 동기정류방식을 적용할 경우에도, 초기 기동시 역전류 현상이 발생하지 않는 제어가 더 안정적인 마이크로 하이브리드용 컨버터의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 고가의 대용량 MOSFET를 사용하지 않고서도 역전류 현상을 방지함으로써 자동차 배터리 충전용 DC-DC 컨버터의 원가가 상승하지 않는다는 점을 들 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차 배터리 충전용 DC-DC 컨버터를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터(200)를 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초기 기동시 역전류 방지를 위한 방법을 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 2에 도시된 마이크로 하이브리드용 컨버터(200)의 등가 회로도로서 정상 벅 또는 부스트 모드를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2에서 비동기 정류형 벅 컨버터로서 안전 벅 모드(Safe Buck Mode)를 보여주는 등가 회로도이다.
도 6은 도 5에서 에 도시된 벅 컨버터의 동작 원리를 보여주는 등가회로 및 이의 동작을 설명하는 그래프이다.
도 7은 도 3에서 비동기 정류형 부스트 컨버터로서 안전 부스트 모드(Safe Boost Mode)를 보여주는 등가 회로도이다.
도 8은 도 6에 도시된 부스트 컨버터의 동작 원리를 보여주는 등가회로 및 이의 동작을 설명하는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터 및 그 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터(200)를 나타내는 회로도이다. 도 2를 참조하면, 상기 마이크로 하이브리드용 컨버터(200)는 초기 기동시 역전류 유입 및 제어 불안성정을 해소하는 초기 기동시 역전류 방지를 수행한다.
도 2를 참조하면, 상기 마이크로 하이브리드용 컨버터(200)는, 시동 발전기와 연결되는 제 1 커패시터(201); 상기 제 1 커패시터(201)와 병렬 연결되며 턴-온 또는 오프되어 고전압 배터리(210)로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 1 저용량 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)(203-1); 상기 제 1 저용량 MOSFET와 직렬로 연결되며 턴-온 또는 오프되어 저전압 배터리로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 2 저용량 MOSFET(203-2); 및 상기 제 1 저용량 MOSFET(203-1)와 제 2 저용량 MOSFET(203-2) 사이와 상기 저전압 배터리(220)를 연결하는 인덕터(205);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 1 및 제 2 저용량 MOSFET(203-1,203-2)는 병렬로 연결되며, 저용량이다. 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOS field-effect transistor)는 디지털 회로와 아날로그 회로에서 가장 일반적인 전계효과 트랜지스터(FET)이다.
MOSFET는 N형 반도체나 P형 반도체 재료(반도체소자 참조)의 채널로 구성되어 있고, 이 재료에 따라서 크게 NMOSFET나 PMOSFET, 두 가지 특성을 모두 가진 소자를 cMOSFET(complementary MOSFET)으로 분류한다. 또는, nMOSFET, pMOSFET, NMOS FET, PMOS FET, nMOS FET, pMOS FET. etc..라고도 하다.
또한, 제 1 및 제 2 저용량 MOSFET에는 제 1 및 제 2 바디 다이오드(203-1',203-2')가 병렬로 연결된다. 이 제 1 및 제 2 바디 다이오드(203-1',203-2')는 정전류 특성이 있어서 일방향으로만 전류를 도통시킨다. 따라서, 역전류를 차단하는 기능을 수행한다.
인덕터(205)는 역전류 유입 여부 확인을 위한 인덕터 전류를 생성한다.
또한, 제 1 커패시터(201)는 슈퍼 커패시터가 되며, 커패시터(콘덴서)의 성능 중 특히 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 것으로서, 전지의 목적으로 사용하도록 한 부품이다.
일반적으로, DC-DC 컨버터는 저전압 배터리(220) 충전 및 전장 부하 공급하거나, 비상시 슈퍼 커패시터(201)를 충전하는 기능을 수행한다.
즉, 벅 모드(Step-Down, 고전압을 저전압으로 전력 변환)를 수행거나 부스트 모드(Step-Up, 저전압을 고전압으로 전력변환)를 수행한다.
벅 모드에서 전기 에너지 흐름은 다음과 같다.
시동발전기 -> 인버터 -> 슈퍼 커패시터 -> DC/DC 컨버터 -> 12V 배터리
부스트 모드에서 전기 에너지 흐름은 다음과 같다.
12V 배터리 -> DC/DC 컨버터 -> 슈퍼 커패시터
따라서, 상기 제 1 저용량 MOSFET(203-1) 및 제 2 저용량 MOSFET(203-2)가 둘 다 턴-온되면 정상 모드 벅 모드 또는 부스트 모드로 동작된다. 이를 보여주는 도면이 도 4에 도시된다. 도 4에 대하여는 후술하기로 한다.
또한, 상기 제 2 저용량 MOSFET(203-2)가 턴-오프되면 상기 저전압 배터리(207)를 충전하는 안전 벅 모드로 동작된다. 이러한 안전 벅 모드를 보여주는 도면이 도 5에 도시되며, 후술하기로 한다.
또한, 상기 제 1 저용량 MOSFET(203-1)가 턴-오프되면 상기 슈퍼 커패시터(201)를 충전하는 안전 부스트 모드로 동작한다. 이를 보여주는 도면이 도 7에 도시된다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초기 기동시 역전류 방지를 위한 방법을 나타내는 회로도이다. 도 3을 참조하면, 초기 기동이 시작됨에 따라 컨버터(도 2의 200)가 동작을 시작하고, 부스트 모드인 지를 판단한다(단계 S310). 즉, 모드 결정이 이루어지면, 벅 모드는 저전압 배터리(220)를 충전한다. 이와 달리, 부스트 모드는 제 1 커패시터(201)인 슈퍼 커패시터의 방전에 의한 비상 충전을 수행한다.
상기 부스트 모드 판단 결과, 부스트 모드가 아니면 안전 벅 모드가 실행된다(단계 S320).
상기 부스트 모드 판단 결과, 부스트 모드이면 안전 부스트 모드가 실행된다(단계 S330). 안전 모드의 경우, 제 1 및 제 2 저용량 MOSFET(203-1,203-2)를 비동기 방식으로 기동하고, 즉 PWM OFF하고, MOSFET(203-1,203-2)의 바디 다이오드(203-1',203-2')를 활용하여 다이오드 사용으로 인한 역전류 발생을 없앤다.
또한, 이때, 전류 제어(C.C: Current Control) 다이오드 손실에 의한 MOSFET의 과열을 방지하기 위해 정격 출력이 아닌 제 1 기준값(예를 들면, 50A)이 된다.
안전모드(안전 벅 모드 또는 안전 부스트 모드) 상에서 역전류가 유입되는 지를 여부를 판단한다(단계 S321,S331).
상기 역전류 유입 여부 판단 결과, 역전류 유입이 있으면 동작을 중지한다(단계 S340). 부연하면, 인덕터 전류(IL)가 상기 벅 모드에서 제 3 기준값(예를 들면, 0을 들 수 있음)보다 크면 정상 전류 방향으로 판단하고, 정상 벅 모드를 실행한다(단계 S350).
한편으로, 만일 인덕터 전류(IL)이 상기 부스트 모드에서 제 3 기준값(예를 들면, 0을 들 수 있음)보다 작으면 정상 전류 방향으로 판단하고, 정상 부스트 모드를 실행한다(단계 S360).
부연하면, 상기 역전류 유입 여부 판단 결과, 역전류 유입이 없으면 정상 벅 모드 또는 정상 부스트 모드로 동작한다.
이때, 정상 벅 모드 또는 정상 부스트 모드에서, 제 1 및 제 2 저용량 MOSFET(203-1,203-2)는 동기 정류 방식으로 작동하고, 즉 PWM ON이고, 전류 제어(C.C)는 정격 출력인 제 2 기준값(예를 들면 110A가 됨)이 된다.
도 4는 도 2에 도시된 마이크로 하이브리드용 컨버터(200)의 등가 회로도로서 정상 벅 또는 부스트 모드를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제 1 저용량 MOSFET(203-1)의 베이스에는 펄스폭 변조 신호(PWM_Q1)가 인가되고, 제 2 저용량 MOSFET(203-2)의 베이스에는 펄스폭 변조(PWM_Q2)가 인가된다.
여기서, Q1 및 Q2는 MOSFET로 바디 드레인 다이오드가 포함되어 있는 제품을 나타내며, 소스쪽의 전압을 드레인쪽으로 공급/차단하는 회로이다.
도 5는 도 2에서 비동기 정류형 벅 컨버터로서 안전 벅 모드(Safe Buck Mode)를 보여주는 등가 회로도이다. 도 5를 참조하면, 제 2 저용량 MOSFET(203-2)가 턴-오프된 상태로 바디 다이오드만이 동작한다. 따라서, 전류가 화살표 방향처럼 좌에서 우측으로 진행한다.
도 6은 도 5에서 에 도시된 벅 컨버터의 동작 원리를 보여주는 등가회로 및 이의 동작을 설명하는 그래프이다. 도 6을 참조하면, 좌측은 등가회로(600,610)를 보여주며, 우측 그래프(620)는 동작을 설명한다.
도 7은 도 3에서 비동기 정류형 부스트 컨버터로서 안전 부스트 모드(Safe Boost Mode)를 보여주는 등가 회로도이다. 도 7을 참조하면, 제 1 저용량 MOSFET(203-1)가 턴-오프된 상태로 바디 다이오드만이 동작한다. 따라서, 전류가 화살표 방향과 같이 우에서 좌측으로 진행한다.
도 8은 도 6에 도시된 부스트 컨버터의 동작 원리를 보여주는 등가회로 및 이의 동작을 설명하는 그래프이다. 도 8을 참조하면, 좌측은 등가회로(800,810)를 보여주며, 우측 그래프(820)는 동작을 설명한다.
100: 역전류 방지 회로
111: 고용량 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)
112: 비교기
200: 마이크로 하이브리드용 컨버터
201: 제 1 커패시터
203-1: 제 1 저용량 MOSFET
203-2: 제 2 저용량 MOSFET
205: 인덕터
207: 제 2 커패시터
210: 고전압 배터리
600, 610, 800, 810: 마이크로 하이브리드용 컨버터의 등가회로

Claims (7)

  1. 고전압 배터리와 연결되는 제 1 커패시터;
    상기 제 1 커패시터와 병렬 연결되며 턴-온 또는 오프되어 고전압 배터리로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 1 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor);
    상기 제 1 MOSFET와 직렬로 연결되며 턴-온 또는 턴-오프되어 저전압 배터리로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 2 MOSFET;
    상기 제 1 MOSFET 및 제 2 MOSFET 사이와 상기 저전압 배터리를 연결하는 인덕터; 및
    상기 인덕터와 연결되는 제 2 커패시터;를 포함하며,
    상기 제 1 MOSFET 및 제 2 MOSFET에는 병렬로 바디 다이오드가 연결되며, 상기 제 1 커패시터는 슈퍼 커패시터이며,
    상기 인덕터는 역전류 유입 여부 확인을 위한 인덕터 전류를 생성하며,
    초기 기동 시 상기 제 1 및 제 2 MOSFET 중 하나가 턴-오프되어 비동기 방식으로 기동되며 상기 MOSFET에 연결되는 바디 다이오드의 손실에 의한 상기 MOSFET의 과열을 방지하기 위해 전류 제어가 정격 출력이 아닌 제 1 기준값인 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 MOSFET가 턴-오프되면 상기 제 1 커패시터를 충전하는 제 1 부스트 모드로 동작되는 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 MOSFET가 턴-오프되면 상기 저전압 배터리를 충전하는 제 1 벅 모드로 동작되는 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 MOSFET 및 제 2 MOSFET가 둘 다 턴-온되면 제 2 벅 모드 또는 제 2 부스트 모드로 동작되는 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지를 위한 마이크로 하이브리드용 컨버터.
  5. 마이크로 하이브리드용 컨버터의 초기 기동시 역전류를 방지하기 위한 방법으로서, 상기 마이크로 하이브리드용 컨버터는,
    고전압 배터리와 연결되는 제 1 커패시터;
    상기 제 1 커패시터와 병렬 연결되며 턴-온 또는 오프되어 고전압 배터리로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 1 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor);
    상기 제 1 MOSFET와 직렬로 연결되며 턴-온 또는 턴-오프되어 저전압 배터리로부터의 전류를 차단 또는 도통하는 제 2 MOSFET;
    상기 제 1 MOSFET 및 제 2 MOSFET 사이와 상기 저전압 배터리를 연결하는 인덕터; 및
    상기 인덕터와 연결되는 제 2 커패시터;를 포함하며,
    상기 제 1 MOSFET 및 제 2 MOSFET에는 병렬로 바디 다이오드가 연결되며, 상기 제 1 커패시터는 슈퍼 커패시터이며,
    상기 인덕터는 역전류 유입 여부 확인을 위한 인덕터 전류를 생성하며,
    상기 방법은,
    초기 기동이 시작됨에 따라 부스트 모드인 지를 판단하는 부스트 모드 판단 단계;
    상기 부스트 모드 판단 결과, 부스트 모드가 아니면, 상기 제 2 MOSFET를 턴-오프하고 상기 저전압 배터리를 충전하는 제 1 벅 모드를 실행하는 제 1 벅 모드 실행 단계;
    상기 부스트 모드 판단 결과, 부스트 모드이면, 상기 제 1 MOSFET를 턴-오프하고 상기 제 1 커패시터를 충전하는 제 1 부스트 모드를 실행하는 제 1 부스트 모드 실행 단계;
    역전류가 유입되는 지를 여부를 판단하는 역전류 유입 여부 판단 단계;
    상기 역전류 유입 여부 판단 결과, 역전류 유입이 있으면 동작을 중지하는 동작 중지 단계; 및
    상기 역전류 유입 여부 판단 결과, 역전류 유입이 없으면, 상기 제 1 및 제 2 MOSFET 둘다를 턴-온시키는 제 2 벅 모드 또는 제 2 부스트 모드로 동작하는 단계;를 포함하며,
    초기 기동 시 상기 제 1 및 제 2 MOSFET 중 하나가 턴-오프되어 비동기 방식으로 기동되며 상기 MOSFET에 연결되는 바디 다이오드의 손실에 의한 상기 MOSFET의 과열을 방지하기 위해 전류 제어가 정격 출력이 아닌 제 1 기준값인 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 벅 모드 및 제 2 부스트 모드의 경우, 상기 제 1 및 제 2 MOSFET 둘다가 턴-온되어 동기 방식으로 기동되며 전류 제어가 정격 출력인 제 2 기준값인 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 역전류 유입 여부 판단 단계는,
    상기 제 1 벅 모드에서는 역전류 값이 제 3 기준값보다 크면 정상 전류 방향으로 판단하는 단계; 및
    상기 제 1 부스트 모드에서 역전류 값이 제 3 기준값보다 작으면 정상 전류 방향으로 판단하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 기동시 역전류 방지 방법.
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