KR20210043091A - Cooling water heater and method for measuring current of cooling water heater - Google Patents
Cooling water heater and method for measuring current of cooling water heater Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210043091A KR20210043091A KR1020190125827A KR20190125827A KR20210043091A KR 20210043091 A KR20210043091 A KR 20210043091A KR 1020190125827 A KR1020190125827 A KR 1020190125827A KR 20190125827 A KR20190125827 A KR 20190125827A KR 20210043091 A KR20210043091 A KR 20210043091A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- phase difference
- switching
- current
- heating elements
- heating element
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 165
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
- B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
- B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
- B60H2001/2228—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
- B60H2001/2246—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant obtaining information from a variable, e.g. by means of a sensor
- B60H2001/2256—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant obtaining information from a variable, e.g. by means of a sensor related to the operation of the heater itself, e.g. flame detection or overheating
Abstract
Description
실시예는 냉각수 히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수 히터 및 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a cooling water heater, and more particularly, to a cooling water heater and a method for measuring the current of the cooling water heater.
휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원은 환경오염 문제뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등이 실용화되거나 개발중에 있다.Vehicles powered by engines using gasoline and diesel as an energy source are currently the most common types of vehicles, but these vehicle energy sources require a new energy source due to various causes such as reduction in oil reserves as well as environmental pollution. As it is increasingly emerging, electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles are currently being commercialized or under development.
이 중 휘발유, 경우 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.Among them, in the case of a vehicle that uses an engine that uses gasoline as an energy source as an energy source, a lot of heat is generated from the engine, a coolant circulation system is provided to cool the engine, and the heat absorbed from the engine is absorbed indoors. It is supposed to be used for heating. However, since much heat such as that generated by the engine is not generated from the driving sources of electric vehicles, hybrid cars, and fuel cell vehicles, there is a limitation in using such a conventional method.
이에 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등에는 공조 시스템에 히트펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전기 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 사용되고 있다.Accordingly, in electric vehicles, hybrid cars, fuel cell vehicles, etc., various studies have been conducted, such as adding a heat pump to an air conditioning system so that it can be used as a heat source, or providing a separate heat source such as an electric heater. Among them, electric heaters are widely used at present because they can more easily heat cooling water without significantly affecting the air conditioning system.
여기에서 전기 히터는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 공기 가열식 히터와, 냉각수를 가열하는 형태의 냉각수 가열식 히터(또는 냉각수 히터)가 있다.Here, the electric heater includes an air-heated heater that directly heats air blown into the interior of the vehicle, and a coolant-heated heater (or coolant heater) that heats the coolant.
도 1은 종래 기술에 따른 냉각수 히터의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 냉각수 히터의 PWM 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a cooling water heater according to the prior art, Figure 2 is a view for explaining the PWM control method of the cooling water heater according to the prior art.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 냉각수 히터는 전력을 통해 열을 발생하는 복수 개의 발열체(10)를 구비하고 PWM 스위칭 신호에 따라 복수 개의 발열체에 각각 전류를 인가 또는 차단하도록 구성된다.1 to 2, the cooling water heater according to the prior art includes a plurality of
예컨대, 발열체의 개수가 N개인 경우, 360˚/N의 위상차를 갖는 N개의 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 발열체의 개수가 4개인 경우 스위칭 신호 즉, PWM1, PWM2, PWM3, PWM4는 0˚, 90˚, 180˚, 270˚의 위상차를 갖게 된다.For example, when the number of heating elements is N, N switching signals having a phase difference of 360°/N may be generated. When the number of heating elements is 4, the switching signals, that is, PWM1, PWM2, PWM3, and PWM4 have a phase difference of 0˚, 90˚, 180˚, and 270˚.
이때, 복수 개의 발열체에 각각 션트 저항을 연결하고, 그 연결된 션트 저항에 흐르는 전류를 측정함으로써 냉각수 히터의 전력 제어를 수행한다.At this time, power control of the cooling water heater is performed by connecting a shunt resistor to each of the plurality of heating elements and measuring a current flowing through the connected shunt resistors.
하지만, 복수 개의 발열체에 각각 션트 저항을 연결해야 하기 때문에 발열체의 개수가 많아지게 되면 션트 저항의 개수도 그만큼 많아지게 되고, 션트 저항의 개수가 많아지는 만큼 제어기의 가격 및 사이즈도 상승하게 된다.However, since shunt resistors must be connected to each of the plurality of heating elements, if the number of heating elements increases, the number of shunt resistors increases as much, and the price and size of the controller increases as the number of shunt resistors increases.
실시예는, 냉각수 히터 및 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법을 제공할 수 있다.The embodiment may provide a cooling water heater and a method for measuring the current of the cooling water heater.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 히터는 복수의 발열체; 상기 복수의 발열체의 개수보다 적은 개수로 구비되어, 적어도 2개의 발열체마다 병렬 연결된 복수의 저항; 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호에 따라 상기 복수의 발열체에 각각 해당 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가하는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 스위칭부; 및 상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하여 상기 복수의 스위칭 소자에 각각 인가하고, 미리 설정된 센싱 시점마다 상기 복수의 저항에 각각 흐르는 전류를 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.A cooling water heater according to an embodiment of the present invention includes a plurality of heating elements; A plurality of resistors provided in a number less than the number of the plurality of heating elements and connected in parallel to each of at least two heating elements; A switching unit including a plurality of switching elements for applying a current having the same phase difference as the corresponding switching signal to the plurality of heating elements according to a plurality of switching signals having a predetermined phase difference; And a controller configured to generate a plurality of switching signals having the predetermined phase difference, apply each of the plurality of switching signals to the plurality of switching elements, and measure currents flowing through the plurality of resistors at each preset sensing time point.
상기 제어부는 상기 복수의 발열체의 개수가 N개이고 적어도 2개 단위로 K개의 발열체 그룹으로 구분된 경우, 360˚/N의 위상차를 갖는 N개의 스위칭 신호를 생성할 수 있다.When the number of the plurality of heating elements is N and divided into K heating element groups in at least two units, the control unit may generate N switching signals having a phase difference of 360°/N.
상기 스위칭부는 동일한 저항이 연결된 발열체 그룹에 속한 적어도 2개의 발열체에 각각 (360˚/N)×K도 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가할 수 있다.The switching unit may apply a current having the same phase difference as a switching signal having a phase difference of (360°/N)×K degrees to at least two heating elements belonging to the heating element group to which the same resistance is connected.
상기 K개 발열체 그룹에 각각 (360˚/N)×K도의 위상차를 갖는 적어도 2 이상의 전류를 인가하되, 상기 K개의 발열체 그룹에 속한 N개의 발열체에 각각 인가되는 적어도 2 이상의 전류의 위상은 서로 다를 수 있다.At least two currents having a phase difference of (360˚/N)×K degrees are applied to the K heating element groups, but the phases of at least two or more currents respectively applied to the N heating elements belonging to the K heating element groups are different from each other. I can.
상기 제어부는 상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않을 수 있다.The control unit may generate a plurality of switching signals having the predetermined phase difference, and regions overlapping each other in an active period may not exist between the plurality of switching signals.
상기 제어부는 상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 적어도 일부 중첩되는 영역이 존재할 수 있다.The control unit may generate a plurality of switching signals having the predetermined phase difference, and a region overlapping at least in part in an active period may exist between the plurality of switching signals.
상기 센싱 시점은 상기 스위칭 신호의 듀티의 중간 지점일 수 있다.The sensing timing may be an intermediate point of the duty of the switching signal.
상기 저항은 전류 측정을 위한 션트 저항(shunt resistor)일 수 있다.The resistance may be a shunt resistor for measuring current.
상기 복수의 스위칭 신호의 듀티는 100% 미만으로 설정될 수 있다.The duty of the plurality of switching signals may be set to less than 100%.
본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 발열체와 상기 복수의 발열체의 개수보다 적은 개수로 구비되어, 적어도 2개의 발열체마다 병렬 연결된 복수의 저항을 포함하는 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법은 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 복수의 스위칭 신호를 복수의 스위칭 소자에 각각 인가하여 상기 복수의 스위칭 소자를 각각 스위칭하는 단계; 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭에 따라 해당 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 복수의 발열체에 각각 인가하여 해당 발열체를 발열시키는 단계; 및 미리 설정된 센싱 시점마다 상기 복수의 발열체에 각각 흐르는 전류를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.A method for measuring the current of a cooling water heater including a plurality of heating elements and a plurality of resistors connected in parallel for each of at least two heating elements is provided in a smaller number than the number of the plurality of heating elements and the plurality of heating elements according to another embodiment of the present invention. Generating a plurality of switching signals having a phase difference; Switching the plurality of switching elements by respectively applying the generated switching signals to a plurality of switching elements; Applying a current having the same phase difference as the switching signal to each of the plurality of heating elements according to the switching of the plurality of switching elements to generate heat for the corresponding heating elements; And measuring currents flowing through each of the plurality of heating elements at each preset sensing time point.
상기 생성하는 단계에서는 상기 복수의 발열체의 개수가 N개이고 적어도 2개 단위로 K개의 발열체 그룹으로 구분된 경우, 360˚/N의 위상차를 갖는 N개의 스위칭 신호를 생성할 수 있다.In the generating step, when the number of the plurality of heating elements is N and divided into K heating element groups in at least two units, N switching signals having a phase difference of 360°/N may be generated.
상기 발열시키는 단계에서는 동일한 저항이 연결된 발열체 그룹에 속한 적어도 2개의 발열체에 각각 (360˚/N)×K도 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가할 수 있다.In the heating step, a current having the same phase difference as a switching signal having a phase difference of (360°/N)×K may be applied to at least two heating elements belonging to the heating element group to which the same resistance is connected.
상기 발열시키는 단계에서는 상기 K개 발열체 그룹에 각각 (360˚/N)×K도의 위상차를 갖는 적어도 2 이상의 전류를 인가하되, 상기 K개의 발열체 그룹에 속한 N개의 발열체에 각각 인가되는 적어도 2 이상의 전류의 위상은 서로 다를 수 있다.In the heating step, at least two currents each having a phase difference of (360°/N)×K degrees are applied to the K heating element groups, and at least two currents applied to each of the N heating elements belonging to the K heating element groups May have different phases.
상기 생성하는 단계에서는 상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않을 수 있다.In the generating step, a plurality of switching signals having the predetermined phase difference may be generated, and regions overlapping each other in an active period may not exist between the plurality of switching signals.
상기 생성하는 단계에서는 상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 적어도 일부 중첩되는 영역이 존재할 수 있다.In the generating step, a plurality of switching signals having the predetermined phase difference may be generated, and a region overlapping at least partially in an active period may exist between the plurality of switching signals.
실시예에 따르면, 복수의 발열체를 적어도 2개 단위로 발열체 그룹으로 구분하여 각 발열체 그룹마다 하나의 션트 저항을 연결하기 때문에 적은 개수의 저항을 이용하여 각 발열체에 흐르는 전류를 측정하는 것이 가능할 수 있다.According to an embodiment, since a plurality of heating elements are divided into heating element groups in at least two units, and one shunt resistor is connected for each heating element group, it may be possible to measure the current flowing through each heating element using a small number of resistances. .
실시예에 따르면, 전류 측정을 위한 저항의 개수를 줄일 수 있기 때문에, 제어기의 가격을 저감시킬 수 있을 뿐 아니라 사이즈도 저감시킬 수 있다.According to the embodiment, since the number of resistors for measuring current can be reduced, not only the cost of the controller can be reduced, but also the size can be reduced.
실시예에 따르면, 동일한 발열체 그룹에 속한 발열체에 미리 정해진 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 각각 인가하기 때문에 중첩 구간에서 전류 센싱 오류에 따른 제어 불안정을 최소화할 수 있다.According to the embodiment, since a switching signal having a predetermined phase difference and a current having the same phase difference are respectively applied to heating elements belonging to the same heating element group, it is possible to minimize control instability due to a current sensing error in the overlapping section.
도 1은 종래 기술에 따른 냉각수 히터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 냉각수 히터의 PWM 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 히터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 스위칭부의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 신호 생성 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a cooling water heater according to the prior art.
2 is a view for explaining a PWM control method of the cooling water heater according to the prior art.
3 is a view showing the configuration of a cooling water heater according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a detailed configuration of the switching unit shown in FIG. 1.
5A to 5B are diagrams for explaining the principle of generating a switching signal according to an embodiment of the present invention.
6A to 6B are diagrams for explaining a current measurement principle according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a method for measuring a current of a cooling water heater according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments to be described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the constituent elements may be selectively selected between the embodiments. It can be combined with and substituted for use.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention are generally understood by those of ordinary skill in the art, unless explicitly defined and described. It can be interpreted as a meaning, and terms generally used, such as terms defined in a dictionary, may be interpreted in consideration of the meaning in the context of the related technology.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In the present specification, the singular form may also include the plural form unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A and (and) B and C”, it is combined with A, B, and C. It may contain one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only for distinguishing the constituent element from other constituent elements, and are not limited to the nature, order, or order of the constituent element by the term.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.And, when a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being'connected','coupled' or'connected' due to another element between the other elements.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the “top (top) or bottom (bottom)” of each component, the top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes the case where the above other component is formed or disposed between the two components. In addition, when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.
실시예에서는, N개의 발열체를 적어도 2개 단위로 발열체 그룹으로 구분하여 각 발열체 그룹마다 하나의 션트 저항을 연결하고, 360도/N의 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하여 동일한 발열체 그룹에 속한 발열체에 미리 정해진 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가하도록 한, 새로운 방안을 제안한다.In an embodiment, N heating elements are divided into heating element groups in at least two units, one shunt resistor is connected to each heating element group, and a plurality of switching signals having a phase difference of 360 degrees/N are generated to belong to the same heating element group. A new scheme is proposed in which a current having the same phase difference as a switching signal having a predetermined phase difference is applied to the heating element.
실시예에서는, 동일한 발열체 그룹에 속한 발열체에 미리 정해진 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가할 때, 미리 정해진 센싱 시점마다 저항을 통해 각 별열체에 인가된 전류를 측정한다.In the embodiment, when applying a current having the same phase difference as a switching signal having a predetermined phase difference to a heating element belonging to the same heating element group, the current applied to each separate heating element through a resistance at each predetermined sensing time point is measured.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 히터의 구성을 나타내는 도면이다.3 is a view showing the configuration of a cooling water heater according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 히터는 발열체(100), 스위칭부(200), 전원부(300), 제어부(400), 저항(500)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a cooling water heater according to an embodiment of the present invention may include a
발열체(100)는 저항 성분으로 구성되어, 전류가 인가되면 발열되어 냉각수를 가열할 수 있다. 여기서 발열체(100)는 적어도 두 개 이상으로 구현될 수 있다.The
스위칭부(200)는 스위칭 신호에 따라 발열체에 DC 전류를 인가하거나 차단하도록 스위칭될 수 있다. 여기서 스위칭 신호는 PWM 스위칭 신호일 수 있는데, PWM은 펄스폭을 변환 시키는 방식이다.The
즉, 스위칭부(200)는 PWM 스위칭 신호에 따라 스위칭될 수 있다. 실시예에서, 스위칭부(200)는 위상차를 갖는 PWM 스위칭 신호에 따라 스위칭되어 위상차를 갖는 사각파 형태의 DC 전류를 발열체(100)에 인가할 수 있다.That is, the
도 4는 도 1에 도시된 스위칭부의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a detailed configuration of the switching unit shown in FIG. 1.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭부(200)는 다수의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4)를 포함할 수 있다. 다수의 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4)는 각각 일측이 전원부(300)에 병렬 연결되고, 타측이 다수의 발열체(100)에 직렬 연결될 수 있다.4, the
스위칭 소자(S1, S2, S3, S4)는 각각 PWM 스위칭 신호를 수신하여 온(on) 또는 오프(off)될 수 있고, 온이 되면 전원부(300)로부터 공급되는 전류를 해당 발열체(100)에 인가할 수 있다.The switching elements S1, S2, S3, S4 may be turned on or off by receiving a PWM switching signal, respectively, and when turned on, the current supplied from the
예컨대, 스위칭 소자(S1)는 PWM 스위칭 신호 PWM1을 수신하여 온/오프되고, 스위칭 소자(S2)는 PWM 스위칭 신호 PWM2를 수신하여 온/오프되고, 스위칭 소자(S3)는 PWM 스위칭 신호 PWM3을 수신하여 온/오프되고, 스위칭 소자(S4)는 PWM 스위칭 신호 PWM4를 수신하여 온/오프된다.For example, the switching element S1 is turned on/off by receiving the PWM switching signal PWM1, the switching element S2 is turned on/off by receiving the PWM switching signal PWM2, and the switching element S3 receives the PWM switching signal PWM3. Thus, it is turned on/off, and the switching element S4 is turned on/off by receiving the PWM switching signal PWM4.
따라서 스위칭 소자(S1, S2, S3, S4)는 해당 PWM 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 사각파 형태의 전류를 발열체(100)에 인가할 수 있다.Accordingly, the switching elements S1, S2, S3, and S4 may apply a square wave type current having the same phase difference as the corresponding PWM switching signal to the
이러한 스위칭 소자는 예컨대, SIT(Static Induction Transistor), B-SIT(Bipolar SIT), MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등을 포함할 수 있다.Such switching elements may include, for example, Static Induction Transistor (SIT), Bipolar SIT (B-SIT), Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET), Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), and the like.
이러한 다수의 스위칭 소자는 각각 제어부(400)로부터 미리 정해진 위상차를 갖는 PWM 스위칭 신호를 제공받아 PWM 스위칭 신호에 따라 스위칭될 수 있다.Each of the plurality of switching elements may receive a PWM switching signal having a predetermined phase difference from the
전원부(300)는 발열체(100)를 발열시키기 위한 DC 전류를 공급할 수 있다.The
제어부(400)는 스위칭부(200)를 스위칭하기 위한 PWM 스위칭 신호를 생성하고, 생성된 복수의 PWM 스위칭 신호를 스위칭부(200)에 인가할 수 있다.The
이때, 제어부(400)는 발열체의 개수에 따라 위상차를 결정하고 결정된 위상차를 갖는 복수의 PWM 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 제어부(400)는 발열체의 개수가 N개인 경우 360˚/N의 값을 위상차로 결정하고 결정된 360˚/N의 위상차를 갖는 N개의 PWM 스위칭 신호를 생성할 수 있다.In this case, the
그 일예로, 제어부(400)는 미리 결정진 위상차를 갖는 복수의 PWM 스위칭 신호를 생성하되, 복수의 PWM 스위칭 신호 간에는 하이(high)가 되는 액티브(active) 구간에서 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않을 수 있다.As an example, the
여기서, 액티브 구간은 발열체에 전류가 공급되어 냉각수를 가열하는 구간을 의미한다. 즉, 스위칭 신호 및 발열체의 구동 구간을 의미하는 것이다.Here, the active section means a section in which current is supplied to the heating element to heat the cooling water. That is, it means the switching signal and the driving section of the heating element.
다른 예로, 제어부(400)는 미리 결정진 위상차를 갖는 복수의 PWM 스위칭 신호를 생성하되, 복수의 PWM 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 적어도 일부 중첩되는 영역이 존재할 수 있다.As another example, the
저항(50)은 다수 개가 구비되고, 적어도 2개의 발열체에 하나씩 병렬 연결될 수 있다. 즉, 복수의 발열체를 적어도 2개 단위로 발열체 그룹으로 구분하면, 그 구분된 발열체 그룹마다 하나의 저항이 연결될 수 있다.A plurality of
예컨대, 발열체의 개수가 4개이고, 2개의 발열체를 하나의 발열체 그룹으로 구분하면 총 2개의 발열체 그룹이 생길 수 있는데, 각 발열체 그룹에 속한 2개의 발열체에 하나의 저항이 병렬 연결될 수 있다.For example, if the number of heating elements is 4 and the two heating elements are divided into one heating element group, a total of two heating element groups may be generated, and one resistor may be connected in parallel to two heating elements belonging to each heating element group.
이때, 저항(50)은 전류 측정을 위한 션트 저항(shunt resistor)일 수 있다.In this case, the
실시예에서 발열체는 적어도 2개 단위로 발열체 그룹으로 구분할 수 있는데, 예컨대, 4개의 발열체를 2개 단위로 하나의 발열체 그룹으로 그룹화하거나 6개의 발열체를 2개 또는 3개 단위로 하나의 발열체 그룹으로 구분하거나 8개의 발열체를 2개 또는 4개 단위로 하나의 발열체 그룹으로 구분할 수 있다.In an embodiment, the heating element may be divided into a heating element group in at least two units, for example, four heating elements are grouped into two units into one heating element group, or six heating elements are divided into two or three units into one heating element group. Eight heating elements can be divided into two or four units into one heating element group.
이 중 4개의 발열체를 2개 단위로 발열체 그룹을 구분하는 경우가 가장 효율적일 수 있다. 즉, 발열체의 개수가 많아질수록 위상차가 작아지기 때문에 중첩 되지 않는 구간이 작아져 그만큼 효율이 줄기 때문이다. 따라서 이하에서는 4개의 발열체를 2개 단위로 발열체 그룹 즉, 제1 발열체 그룹과 제2 발열체 그룹으로 구분하는 경우를 일 예로 설명한다.Of these, it may be most efficient to divide the heating element group into two units of four heating elements. That is, since the phase difference decreases as the number of heating elements increases, the non-overlapping section decreases, thereby reducing the efficiency. Therefore, hereinafter, a case in which the four heating elements are divided into two units of a heating element group, that is, a first heating element group and a second heating element group, will be described as an example.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 신호 생성 원리를 설명하기 위한 도면이다.5A to 5B are diagrams for explaining the principle of generating a switching signal according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 실시예에서는 제1 발열체 그룹과 제2 발열체 그룹에 각각 인가하는 복수의 PWM 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 PWM 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않는다.Referring to FIG. 5A, in an embodiment, a plurality of PWM switching signals applied to each of the first heating element group and the second heating element group may be generated. Here, there is no overlapping region between the plurality of PWM switching signals in the active period.
이때, 복수의 PWM 스위칭 신호의 듀티(duty)는 25% 이하로 설정될 수 있다.In this case, the duty of the plurality of PWM switching signals may be set to 25% or less.
실시예에서는 제1 발열체 그룹과 제2 발열체 그룹에 각각 인가되는 복수의 PWM 스위칭 신호 간에는 180도의 위상차를 갖도록 PWM 스위칭 신호를 생성할 수 있다.In an embodiment, a PWM switching signal may be generated to have a phase difference of 180 degrees between a plurality of PWM switching signals respectively applied to the first heating element group and the second heating element group.
그 일예로, 제1 발열체 그룹에 속한 2개의 발열체에 인가하는 PWM 스위칭 신호 PWM1, PWM2는 180도의 위상차를 갖도록, 0도의 위상차를 갖는 PWM1과 180도의 위상차를 갖는 PWM2를 생성할 수 있다.As an example, the PWM switching signals PWM1 and PWM2 applied to two heating elements belonging to the first heating element group may generate PWM1 having a phase difference of 0 degrees and PWM2 having a phase difference of 180 degrees so as to have a phase difference of 180 degrees.
다른 예로, 제2 발열체 그룹에 속한 2개의 발열체에 인가하는 PWM 스위칭 신호 PWM3, PWM4는 180도의 위상차를 갖도록, 90도의 위상차를 갖는 PWM3과 270도의 위상차를 갖는 PWM4를 생성할 수 있다.As another example, PWM switching signals PWM3 and PWM4 applied to two heating elements belonging to the second heating element group may generate a phase difference of 180 degrees, and a PWM3 having a phase difference of 90 degrees and a PWM4 having a phase difference of 270 degrees may be generated.
도 5b를 참조하면, 실시예에서는 제1 발열체 그룹과 제2 발열체 그룹에 각각 인가하는 복수의 PWM 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 PWM 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 서로 중첩되는 영역이 존재할 수 있다.Referring to FIG. 5B, in an embodiment, a plurality of PWM switching signals applied to each of the first heating element group and the second heating element group may be generated. Here, regions overlapping each other in an active period may exist between the plurality of PWM switching signals.
이때, 복수의 PWM 스위칭 신호의 듀티는 50% 이상으로 설정될 수 있다.At this time, the duty of the plurality of PWM switching signals may be set to 50% or more.
이처럼 본 발명의 실시예에서는 360도/N의 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하여 동일한 발열체 그룹에 속한 발열체에 180도의 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가하고자 한다.As described above, in an embodiment of the present invention, a plurality of switching signals having a phase difference of 360°/N are generated to apply a current having the same phase difference as a switching signal having a phase difference of 180° to a heating element belonging to the same heating element group.
다른 실시예로, 6개의 발열체를 2개 또는 3개 단위로 하나의 발열체 그룹으로 구분하는 경우를 설명한다.In another embodiment, a case of dividing six heating elements into one heating element group in units of two or three will be described.
1)6개의 발열체를 2개 단위로 3개의 발열체 그룹으로 구분하는 경우, 360/6=60이기 때문에 60도의 위상차를 갖는 스위칭 신호를 생성하되, 3개의 발열체 그룹별로 {0, 180}, {60, 240}, {120, 300}의 위상차를 갖는 스위칭 신호를 생성한다. 즉, 동일한 발열체 그룹에 인가되는 스위칭 신호는 180도의 위상차를 갖는다.1) When 6 heating elements are divided into 3 heating element groups in two units, a switching signal with a phase difference of 60 degrees is generated because 360/6=60, but {0, 180}, {60 for each of the three heating element groups. , 240}, and generating a switching signal having a phase difference of {120, 300}. That is, the switching signal applied to the same heating element group has a phase difference of 180 degrees.
2)6개의 발열체를 3개 단위로 2개의 발열체 그룹으로 구분하는 경우, 360/6=60이기 때문에 60도의 위상차를 갖는 스위칭 신호를 생성하되, 2개의 발열체 그룹별로 {0, 120, 240}, {60, 180, 300}의 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가한다. 즉, 동일한 발열체 그룹에 인가되는 적어도 2 이상의 전류는 120도의 위상차를 갖는다.2) When 6 heating elements are divided into 2 heating element groups in units of 3, a switching signal with a phase difference of 60 degrees is generated because 360/6=60, but {0, 120, 240} for each of the 2 heating element groups, A current having the same phase difference as the switching signal having a phase difference of {60, 180, 300} is applied. That is, at least two or more currents applied to the same heating element group have a phase difference of 120 degrees.
정리하면, N개의 발열체를 적어도 2개 단위로 K개의 발열체 그룹으로 구분하는 경우, 360/N도의 위상차를 갖는 스위칭 신호를 생성하되, 각 발열체 그룹에 인가되는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류는 (360/N)×K도의 위상차를 갖는다.In summary, when N heating elements are divided into K heating element groups in at least two units, a switching signal having a phase difference of 360/N is generated, but a current having the same phase difference as the switching signal applied to each heating element group is ( It has a phase difference of 360/N)×K degrees.
각 발열체 그룹에 속한 발열체에는 (360/N)×K도의 위상차를 갖는 적어도 2 이상의 전류가 인가되되, 발열체에 각각 인가되는 전류의 위상은 서로 다를 수 있다.At least two currents having a phase difference of (360/N)×K degrees are applied to the heating elements belonging to each heating element group, and the phases of the currents applied to each heating element may be different from each other.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.6A to 6B are diagrams for explaining a current measurement principle according to an embodiment of the present invention.
도 6a를 참조하면, PWM 스위칭 신호의 듀티가 50% 이상인 경우, 종래의 PWM 제어 방법으로 0도 위상차를 갖는 PWM1, 90도 위상차를 갖는 PWM2, 180도 위상차를 갖는 PWM3, 270도 위상차를 갖는 PWM4를 순차적으로 인가하게 되면, 2개의 션트 저항을 통해 1개 또는 2개의 전류값이 샘플링될 수 있다.6A, when the duty of the PWM switching signal is 50% or more, PWM1 with a phase difference of 0 degrees, PWM2 with a phase difference of 90 degrees, PWM3 with a phase difference of 180 degrees, and PWM4 with a phase difference of 270 degrees as a conventional PWM control method. When is sequentially applied, one or two current values may be sampled through two shunt resistors.
즉, 한 주기 동안 각 발열체에 한번의 PWM 스위칭 신호가 인가되고 4번의 전류 센싱을 수행하는데, 발열체 그룹 내 두 개의 발열체 모두에 인가된 전류값이 측정될 수 있기 때문에 각 발열체에 인가되는 전류를 정확하게 측정하는 것이 어렵게 된다.That is, one PWM switching signal is applied to each heating element during one cycle and current sensing is performed four times. Since the current value applied to both heating elements in the heating element group can be measured, the current applied to each heating element is accurately measured. It becomes difficult to measure.
이처럼 종래의 PWM 제어 방법의 경우 PWM 스위칭 신호의 듀티가 50%에서 2개의 전류 중첩이 발생하는데, 발열체의 인덕턴스 성분 변동으로 인해 전류 중첩이 발생하는 시점에 전류값의 가변 가능성이 존재한다. 따라서 듀티 0 ~ 100%의 제어 선형성이 약해져 제어 불안정을 유발할 수 있다.As described above, in the case of the conventional PWM control method, two currents overlap when the duty of the PWM switching signal is 50%, and there is a possibility that the current value varies at a time when current overlap occurs due to fluctuations in the inductance component of the heating element. Therefore, the control linearity of duty 0 to 100% is weakened, which may cause control instability.
도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예와 같이 제1 발열체 그룹과 제2 발열체 그룹에 각각 인가되는 복수의 PWM 스위칭 신호 간에는 180도의 위상차를 갖도록 PWM 스위칭 신호를 인가하게 되면 PWM 스위칭 신호의 듀티가 50% 이상이더라도 2개의 션트 저항을 통해 1개의 전류값이 샘플링될 수 있다.Referring to FIG. 6B, when a PWM switching signal is applied to have a phase difference of 180 degrees between a plurality of PWM switching signals respectively applied to the first heating element group and the second heating element group, as in the embodiment of the present invention, the duty of the PWM switching signal is Even above 50%, one current value can be sampled through two shunt resistors.
즉, 한 주기 동안 각 발열체에 한번의 PWM 스위칭 신호가 인가되고 4번의 전류 센싱을 수행하는데, 발열체 그룹 내 두 개의 발열체 각각에 인가된 전류값이 측정될 수 있기 때문에 각 발열체에 인가되는 전류를 정확하게 측정할 수 있다.That is, one PWM switching signal is applied to each heating element during one cycle and current sensing is performed four times.Because the current value applied to each of the two heating elements in the heating element group can be measured, the current applied to each heating element is accurately measured. Can be measured.
이처럼 본 발명의 실시예에서는 PWM 신호의 듀티가 100% 일 경우를 제외하고는 전류 중첩없이 항상 1개의 발열체에 인가된 전류가 샘플링될 수 있다.As described above, in an embodiment of the present invention, the current applied to one heating element can be sampled at all times without overlapping currents, except when the duty of the PWM signal is 100%.
종래의 PWM 제어 방법은 듀티 50%에서 전류 중첩이 발생하는 반면, 본 발명의 실시예에 따른 PWM 제어 방법은 듀티 100%에서 전류 중첩이 발생한다. 듀티 50%는 다양한 전압 범위에서 사용되어지고, 듀티 100%는 제한된 전압 범위에서 예외적으로 필요한 상황이므로 제어 안정성 측면에서 더 유리하다.In the conventional PWM control method, current overlap occurs at a duty of 50%, whereas in the PWM control method according to an embodiment of the present invention, current overlap occurs at a duty of 100%. A duty of 50% is used in various voltage ranges, and a duty of 100% is an exceptionally necessary situation in a limited voltage range, which is more advantageous in terms of control stability.
바람직하게, PWM 스위칭 신호의 듀티는 100% 미만으로 설정될 수 있다.Preferably, the duty of the PWM switching signal may be set to less than 100%.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a method for measuring a current of a cooling water heater according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 제어하고자 하는 발열체의 개수를 확인하여 발열체의 개수에 따라 위상차를 결정할 수 있다(S710).Referring to FIG. 7, the control unit according to an embodiment of the present invention may determine the number of heating elements to be controlled and determine a phase difference according to the number of heating elements (S710).
그 일예로, 제어부는 발열체의 개수에 따라 위상차를 결정하고 결정된 위상차를 갖는 복수의 PWM 스위칭 신호를 생성할 수 있다.As an example, the controller may determine a phase difference according to the number of heating elements and generate a plurality of PWM switching signals having the determined phase difference.
다음으로, 제어부는 결정된 위상차를 갖는 복수의 PWM 스위칭 신호를 생성할 수 있다(S720).Next, the controller may generate a plurality of PWM switching signals having the determined phase difference (S720).
다음으로, 제어부는 생성된 복수의 PWM 스위칭 신호를 스위칭부의 복수의 스위칭 소자에 각각 인가하여 복수의 스위칭 소자를 각각 스위칭할 수 있다(S730).Next, the controller may switch the plurality of switching elements by respectively applying the generated plurality of PWM switching signals to the plurality of switching elements of the switching unit (S730).
다음으로, 제어부는 복수의 스위칭 소자의 스위칭에 따라 전원부로부터 공급되는 전류를 해당 스위칭 소자의 PWM 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 사각파 형태로 복수의 발열체에 각각 인가하여 발열시킬 수 있다(S740).Next, the control unit may generate heat by applying a current supplied from the power supply unit according to the switching of the plurality of switching elements in the form of a square wave having the same phase difference as the PWM switching signal of the corresponding switching element to each of the plurality of heating elements (S740).
이때, 동일한 저항이 연결된 발열체 그룹에 속한 2개의 발열체에 각각 180도 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가한다.At this time, a current having the same phase difference as a switching signal having a phase difference of 180 degrees is applied to two heating elements belonging to the heating element group to which the same resistance is connected.
이때, 복수의 발열체는 동시에 발열되지 않고 PWM 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 사각파 형태의 전류에 의해 순차적으로 발열될 수 있다.In this case, the plurality of heating elements may not generate heat at the same time, but may be sequentially heated by a square wave type current having the same phase difference as the PWM switching signal.
다음으로, 제어부는 각 발열체에 연결된 션트 저항을 통해 전류를 측정할 수 있다.Next, the control unit may measure the current through the shunt resistance connected to each heating element.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.The term'~ unit' used in this embodiment refers to software or hardware components such as field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, and'~ unit' performs certain roles. However,'~ part' is not limited to software or hardware. The'~ unit' may be configured to be in an addressable storage medium, or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example,'~ unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, database, data structures, tables, arrays, and variables. Components and functions provided in the'~ units' may be combined into a smaller number of elements and'~ units', or may be further separated into additional elements and'~ units'. In addition, components and'~ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a security multimedia card.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.
100: 발열체
200: 스위칭부
300: 전원부
400: 제어부
500: 저항100: heating element
200: switching unit
300: power supply
400: control unit
500: resistance
Claims (15)
상기 복수의 발열체의 개수보다 적은 개수로 구비되어, 적어도 2개의 발열체마다 병렬 연결된 복수의 저항;
미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호에 따라 상기 복수의 발열체에 각각 해당 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가하는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 스위칭부; 및
상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하여 상기 복수의 스위칭 소자에 각각 인가하고, 미리 설정된 센싱 시점마다 상기 복수의 저항에 각각 흐르는 전류를 측정하는 제어부를 포함하는, 냉각수 히터.A plurality of heating elements;
A plurality of resistors provided in a number less than the number of the plurality of heating elements and connected in parallel to each of at least two heating elements;
A switching unit including a plurality of switching elements for applying a current having the same phase difference as the corresponding switching signal to the plurality of heating elements according to a plurality of switching signals having a predetermined phase difference; And
And a control unit configured to generate a plurality of switching signals having the predetermined phase difference, apply each of the plurality of switching signals to the plurality of switching elements, and measure currents flowing through the plurality of resistors at each preset sensing time point.
상기 제어부는,
상기 복수의 발열체의 개수가 N개이고 적어도 2개 단위로 K개의 발열체 그룹으로 구분된 경우, 360˚/N의 위상차를 갖는 N개의 스위칭 신호를 생성하는, 냉각수 히터.The method of claim 1,
The control unit,
When the number of the plurality of heating elements is N and divided into K heating element groups in at least two units, the cooling water heater generates N switching signals having a phase difference of 360°/N.
상기 스위칭부는,
동일한 저항이 연결된 발열체 그룹에 속한 적어도 2개의 발열체에 각각 (360˚/N)×K도 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가하는, 냉각수 히터.The method of claim 2,
The switching unit,
A cooling water heater for applying a current having the same phase difference as a switching signal having a phase difference of (360°/N)×K degrees to at least two heating elements belonging to the heating element group connected with the same resistance.
상기 스위칭부는,
상기 K개 발열체 그룹에 각각 (360˚/N)×K도의 위상차를 갖는 적어도 2 이상의 전류를 인가하되, 상기 K개의 발열체 그룹에 속한 N개의 발열체에 각각 인가되는 적어도 2 이상의 전류의 위상은 서로 다른, 냉각수 히터.The method of claim 3,
The switching unit,
At least two currents having a phase difference of (360˚/N)×K degrees are applied to the K heating element groups, but the phases of at least two or more currents applied to each of the N heating elements belonging to the K heating element groups are different from each other. , Coolant heater.
상기 제어부는,
상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않는, 냉각수 히터.The method of claim 1,
The control unit,
The cooling water heater, wherein a plurality of switching signals having the predetermined phase difference are generated, and regions overlapping each other in an active period do not exist between the plurality of switching signals.
상기 제어부는,
상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 적어도 일부 중첩되는 영역이 존재하는, 냉각수 히터.The method of claim 1,
The control unit,
The cooling water heater, wherein a plurality of switching signals having the predetermined phase difference is generated, and a region overlapping at least partially in an active period exists between the plurality of switching signals.
상기 센싱 시점은 상기 스위칭 신호의 듀티의 중간 지점인, 냉각수 히터.The method according to claim 5 or 6,
The sensing time point is an intermediate point of the duty of the switching signal, the coolant heater.
상기 저항은 전류 측정을 위한 션트 저항(shunt resistor)인, 냉각수 히터.The method of claim 1,
The resistance is a shunt resistor for measuring current, the coolant heater.
상기 복수의 스위칭 신호의 듀티는 100% 미만으로 설정되는, 냉각수 히터.The method of claim 1,
The duty of the plurality of switching signals is set to less than 100%, the coolant heater.
미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 복수의 스위칭 신호를 복수의 스위칭 소자에 각각 인가하여 상기 복수의 스위칭 소자를 각각 스위칭하는 단계;
상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭에 따라 해당 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 복수의 발열체에 각각 인가하여 해당 발열체를 발열시키는 단계; 및
미리 설정된 센싱 시점마다 상기 복수의 발열체에 각각 흐르는 전류를 측정하는 단계를 포함하는, 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법.In a method for measuring a current of a cooling water heater comprising a plurality of heating elements and a plurality of heating elements divided into heating element groups in at least two units, and a plurality of resistors connected in parallel, one for each of the heating element groups,
Generating a plurality of switching signals having a predetermined phase difference;
Switching the plurality of switching elements by respectively applying the generated switching signals to a plurality of switching elements;
Applying a current having the same phase difference as the switching signal to each of the plurality of heating elements according to the switching of the plurality of switching elements to generate heat for the corresponding heating elements; And
A method for measuring a current of a cooling water heater comprising the step of measuring a current flowing through each of the plurality of heating elements at each preset sensing time point.
상기 생성하는 단계에서는,
상기 복수의 발열체의 개수가 N개이고 적어도 2개 단위로 K개의 발열체 그룹으로 구분된 경우, 360˚/N의 위상차를 갖는 N개의 스위칭 신호를 생성하는, 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법.The method of claim 10,
In the generating step,
When the number of the plurality of heating elements is N and divided into K heating element groups in at least two units, N switching signals having a phase difference of 360°/N are generated, a method for measuring a current of a coolant heater.
상기 발열시키는 단계에서는,
동일한 저항이 연결된 발열체 그룹에 속한 적어도 2개의 발열체에 각각 (360˚/N)×K도 위상차를 갖는 스위칭 신호와 동일한 위상차를 갖는 전류를 인가하는, 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법.The method of claim 11,
In the step of generating heat,
A method for measuring a current of a cooling water heater, wherein a current having the same phase difference as a switching signal having a phase difference of (360°/N)×K is applied to at least two heating elements belonging to a heating element group having the same resistance connected thereto.
상기 발열시키는 단계에서는,
상기 K개의 발열체 그룹에 각각 (360˚/N)×K도의 위상차를 갖는 적어도 2 이상의 전류를 인가하되,
상기 K개의 발열체 그룹에 속한 N개의 발열체에 각각 인가되는 적어도 2 이상의 전류의 위상은 서로 다른, 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법.The method of claim 12,
In the step of generating heat,
Applying at least two or more currents each having a phase difference of (360˚/N)×K degrees to the K heating element groups,
A method for measuring a current of a cooling water heater, wherein phases of at least two or more currents applied to each of the N heating elements belonging to the K heating element groups are different from each other.
상기 생성하는 단계에서는,
상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않는, 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법.The method of claim 10,
In the generating step,
A method for measuring a current of a coolant heater, wherein a plurality of switching signals having the predetermined phase difference are generated, and regions overlapping each other in an active period do not exist between the plurality of switching signals.
상기 생성하는 단계에서는,
상기 미리 결정된 위상차를 갖는 복수의 스위칭 신호를 생성하고, 상기 복수의 스위칭 신호 간에는 액티브 구간에서 적어도 일부 중첩되는 영역이 존재하는, 냉각수 히터의 전류를 측정하기 위한 방법.The method of claim 10,
In the generating step,
A method for measuring a current of a coolant heater, wherein a plurality of switching signals having the predetermined phase difference are generated, and a region overlapping at least partially in an active period exists between the plurality of switching signals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190125827A KR102612972B1 (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Cooling water heater and method for measuring current of cooling water heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190125827A KR102612972B1 (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Cooling water heater and method for measuring current of cooling water heater |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210043091A true KR20210043091A (en) | 2021-04-21 |
KR102612972B1 KR102612972B1 (en) | 2023-12-13 |
Family
ID=75743961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190125827A KR102612972B1 (en) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | Cooling water heater and method for measuring current of cooling water heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102612972B1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1157868A2 (en) * | 2000-05-23 | 2001-11-28 | Catem GmbH & Co.KG | Electrical heating device |
KR20040038691A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-08 | 카템 게엠베하 운트 캄파니 카게 | Electric Heating Device Comprising a Plurality of Heating Elements |
KR101423149B1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-07-25 | 한라비스테온공조 주식회사 | Ptc heater of air conditioning system for automotive vehicles |
KR20150098883A (en) | 2014-02-21 | 2015-08-31 | 한온시스템 주식회사 | A control device and method for a heater |
KR20160091002A (en) | 2015-01-23 | 2016-08-02 | 한온시스템 주식회사 | Safety control method and apparatus of the cooling-water heating type heater |
KR101868130B1 (en) * | 2011-08-30 | 2018-06-18 | 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 | Thermal array system |
-
2019
- 2019-10-11 KR KR1020190125827A patent/KR102612972B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1157868A2 (en) * | 2000-05-23 | 2001-11-28 | Catem GmbH & Co.KG | Electrical heating device |
KR20040038691A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-08 | 카템 게엠베하 운트 캄파니 카게 | Electric Heating Device Comprising a Plurality of Heating Elements |
KR101868130B1 (en) * | 2011-08-30 | 2018-06-18 | 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 | Thermal array system |
KR101423149B1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-07-25 | 한라비스테온공조 주식회사 | Ptc heater of air conditioning system for automotive vehicles |
KR20150098883A (en) | 2014-02-21 | 2015-08-31 | 한온시스템 주식회사 | A control device and method for a heater |
KR20160091002A (en) | 2015-01-23 | 2016-08-02 | 한온시스템 주식회사 | Safety control method and apparatus of the cooling-water heating type heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102612972B1 (en) | 2023-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2852847B1 (en) | Method and controller for an electric motor with fault detection | |
US7969227B2 (en) | Temperature detection circuit | |
US10944393B2 (en) | Drive device for semiconductor element | |
US10090792B2 (en) | Self-balancing parallel power devices with a temperature compensated gate driver | |
JP6324938B2 (en) | High efficiency / high accuracy heater driver | |
CN108141127B (en) | Drive circuit for power semiconductor element, power conversion module, and power conversion device | |
CN109164370B (en) | Thermal impedance measurement system and method for power semiconductor device | |
CN101895246A (en) | Control pulse generating circuit and regulating system and method of direct current brushless motor speed | |
CN101483403B (en) | Control system for multiphase electric rotating machine | |
US20160218621A1 (en) | Controller for power converter | |
JP2013242110A (en) | Warming-up controller of inverter | |
KR102261255B1 (en) | Apparatus for supplying at least one consumer with electrical energy or for providing electrical power for at least one consumer | |
JP2008061494A (en) | Method and system of pulse-width modulation (pwm) control for voltage power supply inverter minimizing current sampling error at electric drive | |
KR102601609B1 (en) | Cooling water heater and method for controlling heat of cooling water heater | |
US20100222937A1 (en) | Heater control system | |
KR102612972B1 (en) | Cooling water heater and method for measuring current of cooling water heater | |
JP2017158319A (en) | Control circuit for power semiconductor devices, control method for power semiconductor devices, and power conversion apparatus | |
JP6708187B2 (en) | Ignition device | |
US20240063730A1 (en) | Power converter | |
CA2983233C (en) | A thermoelectric power generating system | |
US20150035462A1 (en) | Motor controller | |
KR102195774B1 (en) | Circuit for driving switching module of inveter and apparatus for driving swtiching module of inveter | |
CN111464071B (en) | Four-direct-current motor parallel current hysteresis fault-tolerant control method and control system | |
JP5997642B2 (en) | Series hybrid system | |
CN111641356B (en) | Multi-motor connection system and current hysteresis control method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right |