KR20220025370A - Solid state relay - Google Patents

Solid state relay Download PDF

Info

Publication number
KR20220025370A
KR20220025370A KR1020200105988A KR20200105988A KR20220025370A KR 20220025370 A KR20220025370 A KR 20220025370A KR 1020200105988 A KR1020200105988 A KR 1020200105988A KR 20200105988 A KR20200105988 A KR 20200105988A KR 20220025370 A KR20220025370 A KR 20220025370A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
transistor
circuit unit
igbt
zener diode
Prior art date
Application number
KR1020200105988A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한성오
Original Assignee
한국단자공업 주식회사
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 한국단자공업 주식회사 filed Critical 한국단자공업 주식회사
Priority to KR1020200105988A priority Critical patent/KR20220025370A/en
Publication of KR20220025370A publication Critical patent/KR20220025370A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/74—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of diodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H03K17/691—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

The present invention relates to an electronic relay capable of supplying power from a high-voltage battery to a load using the voltage of a low-voltage battery while maintaining insulation between a low voltage terminal and a high voltage terminal. The electronic relay according to an embodiment of the present invention comprises: a constant-voltage circuit part for outputting DC voltage, which is supplied from a low-voltage battery, as DC constant voltage if operating power is applied from a high voltage terminal; an oscillation circuit for converting the DC constant voltage, which is outputted from the constant-voltage circuit part, into AC voltage and outputting the same; a transformer configured to isolate the low voltage terminal and the high voltage terminal and converting primary-side AC voltage, which is outputted from the oscillation circuit part, into secondary-side AC voltage; a driver circuit part for outputting a driving signal if the secondary-side AC voltage is equal to or greater than reference voltage; and a switching part connected between a high-voltage battery of the high voltage terminal and a load and controlling the voltage of the high-voltage battery to be supplied and blocked to and from the load depending on whether the driving signal is applied.

Description

전자식 릴레이{Solid state relay}Electronic relay {Solid state relay}

본 발명은 전자식 릴레이에 관한 것으로서, 특히 저전압단과 고전압단 간의 절연을 유지하면서 저전압 배터리의 전압을 이용하여 고전압 배터리에서 부하로 전원을 공급할 수 있도록 하는 전자식 릴레이에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic relay, and more particularly, to an electronic relay capable of supplying power from a high voltage battery to a load using the voltage of a low voltage battery while maintaining insulation between a low voltage terminal and a high voltage terminal.

내연기관 자동차가 화석연료를 주 에너지원으로 사용하는 것과는 다르게, 전기자동차는 전기에너지를 주 에너지원으로 사용한다. 따라서 전기자동차는 전기에너지를 저장할 수 있는 고전압 배터리가 필수적이다.Unlike internal combustion engine vehicles that use fossil fuels as their main energy source, electric vehicles use electric energy as their main energy source. Therefore, a high-voltage battery capable of storing electric energy is essential for an electric vehicle.

이러한 전기자동차 내의 고전압 배터리에서 전기모터 등의 부하로 전원을 공급하기 위해서는 일반적으로 기계식 스위치를 사용하고 있다.In order to supply power from a high voltage battery in such an electric vehicle to a load such as an electric motor, a mechanical switch is generally used.

하지만, 기계식 스위치를 구성하기 위해서는 고가의 직접회로(IC)가 필요할 뿐만 아니라, 이로 인해 열방출을 위한 히트 싱크의 부착으로 인한 전체적인 회로의 사이즈 확대에 대한 문제점이 있어 왔다.However, not only an expensive integrated circuit (IC) is required to construct a mechanical switch, but there has been a problem in enlargement of the overall circuit size due to attachment of a heat sink for heat dissipation.

이를 해결하기 위해 한국공개특허공보 제10-2015-0061447호에는 별도의 외부 전원을 필요로 하지 않아 고가의 집적회로(IC)을 추가하지 않아도 되는 전기자동차 기반의 무접점 릴레이가 개시되어 있다.In order to solve this problem, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0061447 discloses an electric vehicle-based solid-state relay that does not require a separate external power source and does not require an expensive integrated circuit (IC) to be added.

이러한 무접점 릴레이는 포토커플러를 이용하여 저전압단과 고전압단을 절연하며 포토커플러에서 출력되는 전류 및 전압으로 IGBT 스위치를 턴온시켜 고전압단에서 고전압 배터리와 부하를 연결하도록 한다.This solid state relay uses a photocoupler to insulate the low voltage terminal and the high voltage terminal, and turns on the IGBT switch with the current and voltage output from the photocoupler to connect the high voltage battery and the load at the high voltage terminal.

그런데, 종래의 무접점 릴레이는 포토커플러에서 IGBT로 출력되는 전류가 약 30㎂ 정도로 낮아 IGBT의 스위칭 속도가 늦어짐에 따라 IGBT 열손실이 발생하는 문제점이 있고, 또한 IGBT의 사이즈가 커져서 제조비용이 증가하고 설치공간의 커져야 하는 문제점이 있으며, 포토커플러의 사용으로 인해 1000시간 이후 LED 열화로 인해 LED 발광효율이 낮아지고 동작수명에 한계가 있다는 문제점이 있다.However, in the conventional solid state relay, the current output from the photocoupler to the IGBT is about 30 μA, so there is a problem in that the IGBT heat loss occurs as the switching speed of the IGBT becomes slow, and the size of the IGBT increases, which increases the manufacturing cost. There is a problem that the installation space must be increased, and the LED luminous efficiency is lowered due to the deterioration of the LED after 1000 hours due to the use of a photocoupler, and there is a problem that the operating life is limited.

한국공개특허공보 제10-2015-0061447호Korean Patent Publication No. 10-2015-0061447

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 저전압단과 고전압단을 분리하여 절연하면서도 고전압단의 고전압 배터리에서 부하로 전압을 안정적으로 공급할 수 있도록 하는 전자식 릴레이를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electronic relay capable of stably supplying a voltage from a high voltage battery of a high voltage terminal to a load while separating and insulating a low voltage terminal and a high voltage terminal.

본 발명은 고전압 배터리와 부하 간에 연결된 IGBT의 턴온 속도를 빠르게 할 수 있도록 하는 전자식 릴레이를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an electronic relay capable of speeding up the turn-on speed of an IGBT connected between a high voltage battery and a load.

본 발명은 상기 IGBT의 온도 상승에 따른 IGBT 열손실과 스위칭 손실을 최소화할 수 있도록 하는 전자식 릴레이를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an electronic relay capable of minimizing IGBT heat loss and switching loss due to an increase in temperature of the IGBT.

본 발명은 IGBT의 스위칭 속도를 증가시켜 빠른 스위칭을 구현할 수 있는 전자식 릴레이를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an electronic relay capable of implementing fast switching by increasing the switching speed of an IGBT.

본 발명은 입력전압이 변해도 출력전압이 일정하게 유지되도록 할 수 있는 전자식 릴레이를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an electronic relay capable of maintaining an output voltage constant even when an input voltage is changed.

본 발명의 실시예에 따른 전자식 릴레이는, 동작전원이 인가되면 저전압 배터리로부터 공급되는 DC전압을 DC 정전압으로 출력하는 정전압회로부; 상기 정전압회로부에서 출력되는 DC 정전압에 대응하는 AC전압으로 변환하여 출력하는 발진회로부; 저전압단과 고전압단을 절연(isolated)하도록 구성되고 상기 발진회로부에서 출력되는 1차측 AC전압을 2차측 AC전압으로 변환하는 변압기; 상기 2차측 AC전압이 미리 설정된 기준전압 이상이면 구동신호를 출력하는 드라이버회로부; 및 상기 고전압단의 고전압 배터리와 부하 사이에 연결되어 상기 구동신호의 인가여부에 따라 상기 부하로 상기 고전압 배터리의 전압을 공급 및 차단하도록 제어하는 스위칭부를 포함한다. An electronic relay according to an embodiment of the present invention includes: a constant voltage circuit unit for outputting a DC voltage supplied from a low voltage battery as a DC constant voltage when operating power is applied; an oscillation circuit unit for converting and outputting an AC voltage corresponding to the DC constant voltage output from the constant voltage circuit unit; a transformer configured to insulate a low voltage terminal and a high voltage terminal and converting a primary AC voltage output from the oscillation circuit unit into a secondary AC voltage; a driver circuit unit for outputting a driving signal when the secondary side AC voltage is equal to or greater than a preset reference voltage; and a switching unit connected between the high voltage battery of the high voltage stage and the load and controlling to supply and cut off the voltage of the high voltage battery to the load according to whether the driving signal is applied.

본 발명에서, 상기 드라이버회로부는, 상기 변압기의 2차측에 병렬로 연결된 제너다이오드; 및 상기 제너다이오드에 병렬로 연결된 제1 및 제2 트랜지스터를 포함하고, 상기 제1트랜지스터는 상기 2차측 AC전압이 상기 제너다이오드의 문턱전압 이상이면 턴온되고 상기 제1트랜지스터의 턴온에 의해 상기 제2트랜지스터가 턴온되어 상기 구동신호를 상기 스위칭부로 출력한다.In the present invention, the driver circuit unit, a Zener diode connected in parallel to the secondary side of the transformer; and first and second transistors connected in parallel to the Zener diode, wherein the first transistor is turned on when the secondary-side AC voltage is equal to or greater than a threshold voltage of the Zener diode, and the second transistor is turned on by the turn-on of the first transistor. The transistor is turned on to output the driving signal to the switching unit.

본 발명에서, 제1,2트랜지스터는 각각 베이스(Q1B,Q2B), 콜렉터(Q1C,Q2C), 에미터(Q1E,Q2E)를 구비하고, 상기 제1트랜지스터의 베이스(Q1B)는 상기 제너다이오드의 애노드와 연결되고 콜렉터(Q1C)는 복수의 저항(R1,R2)을 통해 상기 제너다이오드의 캐소드와 연결되고 에미터(Q1E)는 접지와 연결되며, 상기 제2트랜지스터의 베이스(Q2B)는 상기 복수의 저항 사이의 중간점과 연결되고 에미터(Q2E)는 상기 제너다이오드의 캐소드와 연결되고 콜렉터(Q2C)는 상기 스위칭부(150)와 연결되며, 상기 변압기의 2차측 AC전압이 상기 제너다이오드의 문턱전압 이상이면 상기 제2트랜지스터의 콜렉터(Q2C)에서 상기 스위칭부(150)로 구동신호가 출력된다.In the present invention, the first and second transistors each include a base (Q1B, Q2B), a collector (Q1C, Q2C), and an emitter (Q1E, Q2E), and the base (Q1B) of the first transistor is the zener diode. It is connected to the anode, the collector Q1C is connected to the cathode of the Zener diode through the plurality of resistors R1 and R2, the emitter Q1E is connected to the ground, and the base Q2B of the second transistor is the plurality of is connected to the midpoint between the resistance of When the threshold voltage is higher than the threshold voltage, a driving signal is output from the collector Q2C of the second transistor to the switching unit 150 .

본 발명에서, 상기 제2트랜지스터의 베이스(Q2B)에 상기 변압기의 2차측 AC전압에서 상기 복수의 저항(R1,R2)에 의한 분배된 분배전압이 인가된다.In the present invention, the divided voltage divided by the plurality of resistors R1 and R2 from the AC voltage of the secondary side of the transformer is applied to the base Q2B of the second transistor.

본 발명에서, 상기 스위칭부는 IGBT, FET, MOSFET 중 선택된 하나의 반도체 스위치를 하나를 포함할 수 있으며, 상기 IGBT인 경우 상기 구동신호가 상기 IGBT의 게이트 단자로 인가되면 상기 IGBT는 턴온되어 상기 고전압 배터리의 전압이 상기 부하로 공급된다.In the present invention, the switching unit may include one semiconductor switch selected from among an IGBT, an FET, and a MOSFET, and in the case of the IGBT, when the driving signal is applied to the gate terminal of the IGBT, the IGBT is turned on and the high voltage battery voltage is supplied to the load.

본 발명에 의하면 DC/DC 컨버터를 이용하여 저전압단과 고전압단을 분리하여 절연하면서 IGBT의 구동전압에 최적화된 DC/DC 컨버터를 선정하여 IGBT에 최적화된 턴온 전압을 공급할 수 있다.According to the present invention, a turn-on voltage optimized for the IGBT can be supplied by selecting a DC/DC converter optimized for the driving voltage of the IGBT while separating and insulating the low voltage terminal and the high voltage terminal using the DC/DC converter.

본 발명에 의하면 DC/DC 컨버터에 연결된 저항의 크기를 조정하여 IGBT의 안정적인 턴온을 위한 높은 구동전압을 IGBT에 공급할 수 있으므로 IGBT의 턴온 속도의 저하를 방지하고 빠르게 턴온시킬 수 있다.According to the present invention, a high driving voltage for stable turn-on of the IGBT can be supplied to the IGBT by adjusting the size of the resistor connected to the DC/DC converter, thereby preventing a decrease in the turn-on speed of the IGBT and turning it on quickly.

본 발명에 의하면 종래의 포토커플러와 비교하여 IGBT의 턴온 속도를 빠르게 할 수 있으므로 IGBT의 열손실 및 스위칭 손실을 최소화할 수 있고, 포토커플러의 온도 상승에 따른 턴온 속도의 변소를 제거할 수 있다.According to the present invention, since the turn-on speed of the IGBT can be increased compared to the conventional photocoupler, heat loss and switching loss of the IGBT can be minimized, and the change of the turn-on speed according to the temperature increase of the photocoupler can be eliminated.

본 발명에 의하면 IGBT의 구동전류를 충분히 높일 수 있으므로 IGBT의 스위칭 속도를 증가시킬 수 있다.According to the present invention, since the driving current of the IGBT can be sufficiently increased, the switching speed of the IGBT can be increased.

본 발명에 의하면 전자식 릴레이의 입력전압이 변경되어도 일정한 출력전압이 유지될 수 있다.According to the present invention, even when the input voltage of the electronic relay is changed, a constant output voltage can be maintained.

본 발명에 의하면 종래의 전자식 릴레이와 비교할 때 포토커플러를 사용하지 않으므로 동작 수명의 제한이 없다.According to the present invention, there is no limitation of the operating life because a photocoupler is not used as compared with the conventional electronic relay.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 릴레이의 개략적인 구성도.
도 2는 상기 전자식 릴레이의 고전압단 회로도.
도 3은 상기 전자식 릴레이의 드라이버회로부의 상세 회로도.
도 4는 상기 전자식 릴레이의 스위칭부의 동작에 따른 배터리 전압에서 부하로 전압을 인가하는 과정을 설명하는 도면.1 is a schematic configuration diagram of an electronic relay according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a high voltage stage of the electronic relay.
3 is a detailed circuit diagram of a driver circuit part of the electronic relay.
4 is a view for explaining a process of applying a voltage from a battery voltage to a load according to the operation of the switching unit of the electronic relay.

이하, 본 발명의 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자식 릴레이를 상세히 설명한다.Hereinafter, an electronic relay according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자식 릴레이의 개략적인 구성도이고, 도 2는 상기 전자식 릴레이의 고전압단 회로도이고, 도 3은 상기 전자식 릴레이의 드라이버회로부의 상세 회로도이고, 도 4는 상기 전자식 릴레이의 스위칭부의 동작에 따른 고전압 인가과정을 설명하는 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of an electronic relay according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a high voltage stage of the electronic relay, FIG. 3 is a detailed circuit diagram of a driver circuit part of the electronic relay, and FIG. 4 is the electronic relay It is a diagram for explaining a high voltage application process according to the operation of the switching unit of the relay.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자식 릴레이(100)는 정전압회로부(110), 발진회로부(120), 전력변환부(130), 드라이버회로부(140), 스위칭부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.1 to 4, the electronic relay 100 according to an embodiment of the present invention includes a constant voltage circuit unit 110, an oscillation circuit unit 120, a power conversion unit 130, a driver circuit unit 140, and a switching unit ( 150) may be included.

저전압 배터리(10)는 정전압회로부(110)로 직류전압을 공급하도록 한다. 본 실시예에서 저전압 배터리(10)는 예컨대 8~16V의 DC 전압을 정전압회로부(110)로 공급할 수 있다.The low voltage battery 10 supplies a DC voltage to the constant voltage circuit unit 110 . In this embodiment, the low-voltage battery 10 may supply, for example, a DC voltage of 8 to 16V to the constant voltage circuit unit 110 .

저전압단(LV:Low Voltage)에 배치된 정전압회로부(110)는 동작전압(VDD)을 인가받아 동작할 수 있다. 이러한 동작전압(VDD)는 저전압단의 저전압 터미널을 통해 공급될 수 있다. 또는 소정의 전원공급원을 구비하여 공급받을 수도 있다. 정전압회로부(110)는 동작전압(VDD)에 의해 동작되어 저전압 배터리(10)에서 공급되는 DC 전압을 일정한 전압(정전압)으로 유지할 수 있다. 본 실시예에서 이러한 정전압회로부(110)로 인가되는 동작전압(VDD)은 예컨대 +12V가 될 수 있고, 정전압은 8~16V 중 어느 값으로 유지될 수 있다. 이때, 정전압회로부(110)는 일례로 LDO 레귤레이터를 포함할 수 있다.The constant voltage circuit unit 110 disposed at a low voltage terminal (LV) may operate by receiving the operating voltage VDD. This operating voltage VDD may be supplied through the low voltage terminal of the low voltage stage. Alternatively, it may be supplied with a predetermined power supply source. The constant voltage circuit unit 110 may be operated by the operating voltage VDD to maintain the DC voltage supplied from the low voltage battery 10 as a constant voltage (constant voltage). In the present embodiment, the operating voltage VDD applied to the constant voltage circuit unit 110 may be, for example, +12V, and the constant voltage may be maintained at any value of 8 to 16V. In this case, the constant voltage circuit unit 110 may include, for example, an LDO regulator.

발진회로부(120)는 정전압회로부(110)로부터 출력되는 정전압을 원하는 형태의 교류전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 이러한 발진회로부(120)는 설정된 주파수대역의 교류전압으로 출력할 수 있다. 본 실시예에서 발진회로부(120)는 예컨대 전압제어발진기(VCO:Voltage Controlled Oscillator)가 될 수 있다. The oscillation circuit unit 120 may convert the constant voltage output from the constant voltage circuit unit 110 into an AC voltage of a desired type and output it. The oscillation circuit unit 120 may output an AC voltage of a set frequency band. In this embodiment, the oscillation circuit unit 120 may be, for example, a Voltage Controlled Oscillator (VCO).

전력변환부(130)는 저전압단(LV)과 고전압단(HV)을 절연(isolate)시키고, 발진회로부(120)로부터 출력되는 교류전압을 다른 크기의 교류전압으로 변환하여 출력할 수 있다. 본 실시예에서 전력변환부(130)는 변압기(transformer)(131)를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 변압기(131)에 의해 저전압단과 고전압단이 전기적인 절연(isolated) 구조로 형성될 수 있다.The power conversion unit 130 may insulate the low voltage terminal LV and the high voltage terminal HV, and convert the AC voltage output from the oscillation circuit unit 120 into an AC voltage having a different size and output it. In this embodiment, the power conversion unit 130 may include a transformer (transformer) (131). Accordingly, the low voltage terminal and the high voltage terminal may be formed in an electrically isolated structure by the transformer 131 .

발진회로부(120)에서 출력되는 교류전압은 변압기(131)의 1차측에 인가되고, 2차측은 드라이버회로부(140)가 연결되어 2차측에 유기되는 교류전압이 드라이버회로부(140)로 인가될 수 있다. 이때, 변압기(131)에서는 1차측 권선과 2차측 권선의 권선비에 따라 2차측에 유기되는 교류전압의 크기가 결정될 수 있다.The AC voltage output from the oscillation circuit unit 120 is applied to the primary side of the transformer 131 , and the secondary side is connected to the driver circuit unit 140 so that the AC voltage induced in the secondary side is applied to the driver circuit unit 140 . there is. In this case, in the transformer 131 , the magnitude of the AC voltage induced in the secondary side may be determined according to the turns ratio of the primary winding and the secondary winding.

드라이버회로부(140)는 전력변환부(130)에서 출력되는 교류전압을 이용하여 후술될 스위칭부(150)에서 스위칭을 위한 구동신호(전압 또는 전류)를 출력할 수 있다. 이러한 드라이버회로부(140)는 전력변환부(130)에서 출력되는 전압이 설정전압 이상이 되는 경우에 구동신호를 스위칭부(150)로 출력할 수 있다.The driver circuit unit 140 may output a driving signal (voltage or current) for switching in the switching unit 150 to be described later by using the AC voltage output from the power conversion unit 130 . The driver circuit unit 140 may output a driving signal to the switching unit 150 when the voltage output from the power conversion unit 130 is equal to or greater than a set voltage.

구체적으로 본 실시예에서 드라이버회로부(140)는 전력변환부(130)에서 출력되는 교류전압(AC전압)을 직류전압(DC전압)으로 변환하고, 그 변환된 DC전압이 설정된 크기 이상이 되면 구동신호를 스위칭부(150)로 출력하는 것이다.Specifically, in this embodiment, the driver circuit unit 140 converts the AC voltage (AC voltage) output from the power conversion unit 130 into a DC voltage (DC voltage), and drives when the converted DC voltage exceeds a set level. The signal is output to the switching unit 150 .

스위칭부(150)는 고전압단(HV)의 고전압 배터리(20)와 부하(30) 사이에 연결될 수 있다. 이러한 스위칭부(150)는 구동신호의 인가여부에 따라 턴온(turn-on) 및 턴오프(turn-off)되어 고전압 배터리(20)로부터 부하(30)로 전압 공급 및 차단을 제어할 수 있다. 즉, 구동신호가 인가되면 스위칭부(150)는 턴온되고, 구동신호가 인가되지 않으면 스위칭부(150)는 턴오프된다.The switching unit 150 may be connected between the high voltage battery 20 of the high voltage terminal HV and the load 30 . The switching unit 150 may be turned on and off depending on whether a driving signal is applied to control supply and cut-off of voltage from the high voltage battery 20 to the load 30 . That is, when the driving signal is applied, the switching unit 150 is turned on, and when the driving signal is not applied, the switching unit 150 is turned off.

또한, 스위칭부(150)는 고전압 배터리(20)와 부하(30) 사이에 연결되므로 스위칭부(150)가 턴온되면 고전압 배터리(20)의 전압이 부하(30)로 공급되고, 턴오프되면 고전압 배터리(20)에서 전압이 부하(30)로 공급되지 않는다.In addition, since the switching unit 150 is connected between the high voltage battery 20 and the load 30 , when the switching unit 150 is turned on, the voltage of the high voltage battery 20 is supplied to the load 30 , and when it is turned off, the high voltage No voltage is supplied from the battery 20 to the load 30 .

본 실시예에서 스위칭부(150)는 예컨대 턴온/턴오프 가능한 IGBT를 포함할 수 있다. 이러한 IGBT는 드라이버회로부(140)로부터 구동신호가 인가되면 턴온되고 인가되지 않으면 턴오프된다. 본 발명에서 스위칭부(120)는 상기 IGBT에 한정되지 않으며, 다른 예로서 FET 또는 MOSFET 등의 반도체 스위치를 포함할 수 있다.In this embodiment, the switching unit 150 may include, for example, a turn-on/turn-off IGBT. The IGBT is turned on when a driving signal is applied from the driver circuit unit 140 and turned off when not applied. In the present invention, the switching unit 120 is not limited to the IGBT, and may include a semiconductor switch such as an FET or a MOSFET as another example.

일례로 IGBT는 전압구동형 스위칭소자로 게이트(G), 콜렉터(C), 에미터(E) 단자를 포함할 수 있다. 드라이버회로부(140)로부터 구동신호가 게이트(G) 단자로 인가되면 턴온되는 것이다. 즉, IGBT는 구동신호가 게이트(G) 단자로 인가되면 콜렉터(C)와 에미터(E) 단자 간에는 도통되어 턴온된다. 반대로 게이트(G) 단자로 구동신호가 인가되지 않으면 콜렉터(C)와 에미터(E) 단자 간에는 개방되어 턴오프된다. IGBT가 턴온되면 고전압 배터리(20)와 부하(30) 간에는 도통되어 고전압 배터리(20)의 전압이 부하(30)로 공급된다.For example, the IGBT is a voltage-driven switching device and may include a gate (G), a collector (C), and an emitter (E) terminal. When a driving signal is applied from the driver circuit unit 140 to the gate (G) terminal, it is turned on. That is, when the driving signal is applied to the gate (G) terminal, the IGBT is turned on by conducting between the collector (C) and the emitter (E) terminals. Conversely, when a driving signal is not applied to the gate (G) terminal, the collector (C) and emitter (E) terminals are opened and turned off. When the IGBT is turned on, conduction is conducted between the high voltage battery 20 and the load 30 , and the voltage of the high voltage battery 20 is supplied to the load 30 .

본 실시예에서 부하(30)로는 예컨대 전기자동차의 인버터, 모터, 파워릴레이어셈블리(PRA:Power Relay Assembly) 등이 될 수 있다.In this embodiment, the load 30 may be, for example, an inverter of an electric vehicle, a motor, a power relay assembly (PRA), or the like.

상기와 같이, 본 발명에서는 전력변환부(130)에서 저전압단과 고전압단 간의 전기적인 절연 구조에 의해 전력변환부(130)를 기준으로 저전압단에서는 정전압회로부(110)와 발진회로부(120)가 배치되고, 고전압단에서는 드라이버회로부(140), 스위칭부(150), 고전압 배터리(20), 부하(30)가 배치된다.As described above, in the present invention, the constant voltage circuit unit 110 and the oscillation circuit unit 120 are disposed at the low voltage stage based on the power conversion unit 130 by the electrical insulation structure between the low voltage terminal and the high voltage stage in the power conversion unit 130 . In the high voltage stage, the driver circuit unit 140 , the switching unit 150 , the high voltage battery 20 , and the load 30 are disposed.

도 4에는 드라이버회로부(140)의 상세 회로도가 도시되어 있다. 드라이버회로부(140)는 전력변환부(130), 예컨대 변압기(131)의 2차측에 병렬로 연결된 제너다이오드(141)와, 제너다이오드(141)에 병렬로 연결된 한쌍의 트랜지스터(142,143)를 포함할 수 있다.4 is a detailed circuit diagram of the driver circuit unit 140 is shown. The driver circuit unit 140 includes a power conversion unit 130, for example, a Zener diode 141 connected in parallel to the secondary side of the transformer 131, and a pair of transistors 142 and 143 connected in parallel to the Zener diode 141. can

본 실시예에서 한쌍의 트랜지스터(142,143) 중 제1트랜지스터(142)는 PNP 트랜지스터이고 제2트랜지스터(143)는 NPN 트랜지스터이다. In this embodiment, among the pair of transistors 142 and 143 , the first transistor 142 is a PNP transistor and the second transistor 143 is an NPN transistor.

제너다이오드(141)는 전력변환부(130), 예컨대 변압기(131)의 2차측에 병렬로 연결된다. 제너다이오드(141)의 애노드는 제1트랜지스터(142)의 베이스(Q1B)와 연결되고 제너다이오드(141)의 캐소드는 제1트랜지스터(142)의 콜렉터(Q1C)와, 제2트랜지스터(143)의 에미터(Q2E) 및 베이스(Q2B)와 연결된다.The Zener diode 141 is connected in parallel to the secondary side of the power conversion unit 130 , for example, the transformer 131 . The anode of the Zener diode 141 is connected to the base Q1B of the first transistor 142 , and the cathode of the Zener diode 141 is the collector Q1C of the first transistor 142 and the second transistor 143 . It is connected to the emitter Q2E and the base Q2B.

여기서, 상술한 바와 같이 제너다이오드(141)는 변압기(131)의 2차측 전압이 걸리므로 제2트랜지스터(143)의 에미터(Q2E)에는 변압기(131)의 2차측 전압이 인가될 수 있다. 하지만, 제2트랜지스터(143)의 베이스(Q2B)에는 도면의 일례와 같이 변압기(131)의 2차측 전압에서 복수의 저항(R1,R2)에 의한 분배된 분배전압이 제2트랜지스터(143)의 베이스(Q2B)에 인가되는 것이다. Here, as described above, since the secondary voltage of the transformer 131 is applied to the Zener diode 141 , the secondary voltage of the transformer 131 may be applied to the emitter Q2E of the second transistor 143 . However, in the base Q2B of the second transistor 143, the divided voltage divided by the plurality of resistors R1 and R2 from the secondary voltage of the transformer 131 is applied to the second transistor 143 as shown in the example in the figure. It is applied to the base Q2B.

본 실시예에서, 상기 복수의 저항(R1,R2)는 적어도 2개 이상일 수 있다. 이때, 제2트랜지스터(143)의 베이스(Q2B)는 복수의 저항(R1,R2) 중 어느 두 저항 사이의 중간점(N1)에 연결되는 것이다. 이로써 이들 저항에 의해 2차측 전압이 분배되고, 분배된 전압이 상기 베이스(Q2B)로 인가되는 것이다.In this embodiment, the plurality of resistors R1 and R2 may be at least two. In this case, the base Q2B of the second transistor 143 is connected to the midpoint N1 between any two resistors among the plurality of resistors R1 and R2. Accordingly, the secondary voltage is divided by these resistors, and the divided voltage is applied to the base Q2B.

제1트랜지스터(142)의 콜렉터(Q1C)에는 변압기(131)의 2차측 전압에서 상기 복수의 저항(R1,R2)에 의해 전압강하된 전압이 인가되며, 제1트랜지스터(142)의 에미터(Q1E)는 접지와 연결된다. 그리고 제2트랜지스터(143)의 콜렉터(Q2C)는 스위칭부(150), 예컨대 IGBT의 게이트 단자와 연결된다. A voltage lowered by the plurality of resistors R1 and R2 from the secondary voltage of the transformer 131 is applied to the collector Q1C of the first transistor 142, and the emitter of the first transistor 142 ( Q1E) is connected to ground. And the collector Q2C of the second transistor 143 is connected to the switching unit 150, for example, the gate terminal of the IGBT.

제2트랜지스터(143)는 특정한 조건에서 콜렉터(Q2C)을 통해 구동신호(전압신호)를 IGBT의 게이트 단자로 출력하는 것이다. The second transistor 143 outputs a driving signal (voltage signal) to the gate terminal of the IGBT through the collector Q2C under a specific condition.

구체적으로, 변압기(131)의 2차측 전압은 증가하여 제너다이오드(141)의 양단에 걸리게 되고, 2차측 전압이 제너다이오드(141)의 기준전압보다 커지면 제1트랜지스터(142)의 베이스(Q1Q)로 구동전압이 인가되어 제1트랜지스터(142)가 턴온된다. 이에 제1트랜지스터(142)의 콜렉터(Q1C)와 에미터(Q1E)가 단락되어 전류가 도통된다. 상기 기준전압은 제너다이오드(141)의 문턱전압이 될 수 있다.Specifically, the secondary-side voltage of the transformer 131 increases and is applied to both ends of the Zener diode 141 , and when the secondary-side voltage becomes greater than the reference voltage of the Zener diode 141 , the base Q1Q of the first transistor 142 ) As the driving voltage is applied to the first transistor 142, the first transistor 142 is turned on. Accordingly, the collector Q1C and the emitter Q1E of the first transistor 142 are short-circuited to conduct current. The reference voltage may be a threshold voltage of the Zener diode 141 .

이에, 2차측 전압에서 복수의 저항(R1,R2)에 의해 분배된 분배전압이 제2트랜지스터(143)의 베이스(Q2B)로 인가되어 제2트랜지스터(143)도 턴온된다. 이에 따라 제2트랜지스터(143)의 콜렉터(Q1C)와 에미터(Q1E)가 단락되어 전류가 도통되고, 제2트랜지스터(143)의 에미터(Q1E)로부터 전압이 출력된다. 이러한 전압은 IGBT의 구동신호로 이용된다. Accordingly, the divided voltage divided by the plurality of resistors R1 and R2 from the secondary voltage is applied to the base Q2B of the second transistor 143 and the second transistor 143 is also turned on. Accordingly, the collector Q1C and the emitter Q1E of the second transistor 143 are short-circuited to conduct a current, and a voltage is output from the emitter Q1E of the second transistor 143 . This voltage is used as a driving signal of the IGBT.

따라서, IGBT는 이러한 구동신호에 의해 턴온되는 것이다. IGBT가 턴온되면 고전압 배터리(20)에서 고전압이 부하(30)로 공급될 수 있다.Accordingly, the IGBT is turned on by this driving signal. When the IGBT is turned on, a high voltage may be supplied to the load 30 from the high voltage battery 20 .

이와 같이 구성된 전자식 릴레이의 동작의 일례를 설명한다. 하기에서 기재된 수치는 설명의 편의상 기재된 예시이며, 설계조건에 따라 변경이 가능하다. An example of the operation of the electromagnetic relay configured in this way will be described. The numerical values described below are examples described for convenience of explanation, and can be changed according to design conditions.

먼저, 저전압 배터리(10)로부터 +10V의 DC 전압이 정전압회로부(110)로 공급된다. 정전압회로부(110)는 +12V의 동작전압(VDD)이 공급되면 저전압 배터리(10)로부터 공급되는 DC 전압을 +10V의 정전압으로 유지하여 출력하도록 한다.First, a DC voltage of +10V is supplied to the constant voltage circuit unit 110 from the low voltage battery 10 . When the operating voltage VDD of +12V is supplied, the constant voltage circuit unit 110 maintains and outputs the DC voltage supplied from the low voltage battery 10 as a constant voltage of +10V.

정전압회로부(110)에서 출력되는 정전압은 발진회로부(120)로 공급된다. 발진회로부(120)는 정전압을 10V의 AC전압으로 변환한다. 즉, 정전압에 대응하는 AC전압을 출력하는 것이다.The constant voltage output from the constant voltage circuit unit 110 is supplied to the oscillation circuit unit 120 . The oscillation circuit unit 120 converts the constant voltage into an AC voltage of 10V. That is, the AC voltage corresponding to the constant voltage is output.

이러한 10V의 AC전압은 전력변환부(130), 예컨대 변압기(131)의 1차측으로 인가된다. 변압기(131)는 1차측의 10V의 AC전압을 2차측의 20V의 AC전압으로 변환하여 출력한다. 1차측과 2차측의 전압은 1,2차측 권선의 권선비로 조정할 수 있다.This 10V AC voltage is applied to the primary side of the power conversion unit 130 , for example, the transformer 131 . The transformer 131 converts an AC voltage of 10V on the primary side into an AC voltage of 20V on the secondary side and outputs it. The primary and secondary voltages can be adjusted by the turns ratio of the primary and secondary windings.

변압기(131)의 2차측 전압은 드라이버회로부(140)로 공급되며, 드라이버회로부(140)는 +15V 이상면 구동신호를 스위칭부(150), 예컨대 IGBT로 출력한다. 드라이버회로부(140)의 구성 및 동작은 상술한 바와 같다.The secondary-side voltage of the transformer 131 is supplied to the driver circuit unit 140 , and the driver circuit unit 140 outputs a driving signal to the switching unit 150 , for example, the IGBT when it is greater than +15V. The configuration and operation of the driver circuit unit 140 are as described above.

IGBT의 게이트 단자에 상기 +15V의 전압이 인가되면 IGBT가 턴온된다. 이에 고전압 배터리(20)의 전압이 부하(30)로 인가되는 것이다.When the voltage of +15V is applied to the gate terminal of the IGBT, the IGBT is turned on. Accordingly, the voltage of the high voltage battery 20 is applied to the load 30 .

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the above, even though it has been described that all the components constituting the embodiment of the present invention operate by being combined or combined into one, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more. In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described above mean that the corresponding component may be inherent, unless otherwise specified, excluding other components. Rather, it should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 저전압 배터리 20 : 고전압 배터리
30 : 부하 110 : 정전압회로부
120 : 발진회로부 130 : 전력변환부
131 : 변압기 140 : 드라이버회로부
141 : 제너다이오드 142 : 제1트랜지스터
143 : 제2트랜지스터 150 : 스위칭부
151 : IGBT
10: low voltage battery 20: high voltage battery
30: load 110: constant voltage circuit part
120: oscillation circuit unit 130: power conversion unit
131: transformer 140: driver circuit part
141: Zener diode 142: first transistor
143: second transistor 150: switching unit
151: IGBT

Claims (6)

동작전원이 인가되면 저전압 배터리로부터 공급되는 DC전압을 DC 정전압으로 출력하는 정전압회로부;
상기 정전압회로부에서 출력되는 DC 정전압에 대응하는 AC전압으로 변환하여 출력하는 발진회로부;
저전압단과 고전압단을 절연(isolated)하도록 구성되고 상기 발진회로부에서 출력되는 1차측 AC전압을 2차측 AC전압으로 변환하는 변압기;
상기 2차측 AC전압이 미리 설정된 기준전압 이상이면 구동신호를 출력하는 드라이버회로부; 및
상기 고전압단의 고전압 배터리와 부하 사이에 연결되어 상기 구동신호의 인가여부에 따라 상기 부하로 상기 고전압 배터리의 전압을 공급 및 차단하도록 제어하는 스위칭부를 포함하는 전자식 릴레이. a constant voltage circuit unit for outputting a DC voltage supplied from a low voltage battery as a DC constant voltage when operating power is applied;
an oscillation circuit unit for converting and outputting an AC voltage corresponding to the DC constant voltage output from the constant voltage circuit unit;
a transformer configured to insulate a low voltage terminal and a high voltage terminal and converting a primary AC voltage output from the oscillation circuit unit into a secondary AC voltage;
a driver circuit unit for outputting a driving signal when the secondary side AC voltage is equal to or greater than a preset reference voltage; and
and a switching unit connected between the high voltage battery of the high voltage stage and a load and controlling to supply and cut off the voltage of the high voltage battery to the load according to whether the driving signal is applied. 청구항 1에 있어서,
상기 드라이버회로부는,
상기 변압기의 2차측에 병렬로 연결된 제너다이오드; 및
상기 제너다이오드에 병렬로 연결된 제1 및 제2 트랜지스터를 포함하고,
상기 제1트랜지스터는 상기 2차측 AC전압이 상기 제너다이오드의 문턱전압 이상이면 턴온되고 상기 제1트랜지스터의 턴온에 의해 상기 제2트랜지스터가 턴온되어 상기 구동신호를 상기 스위칭부로 출력하는 전자식 릴레이.The method according to claim 1,
The driver circuit unit,
a Zener diode connected in parallel to the secondary side of the transformer; and
Including first and second transistors connected in parallel to the Zener diode,
The first transistor is turned on when the secondary-side AC voltage is equal to or greater than the threshold voltage of the Zener diode, and the second transistor is turned on by the turn-on of the first transistor to output the driving signal to the switching unit. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 및 제2 트랜지스터는 각각 베이스(Q1B,Q2B), 콜렉터(Q1C,Q2C), 에미터(Q1E,Q2E)를 구비하고,
상기 제1트랜지스터의 베이스(Q1B)는 상기 제너다이오드의 애노드와 연결되고 콜렉터(Q1C)는 복수의 저항(R1,R2)을 통해 상기 제너다이오드의 캐소드와 연결되고 에미터(Q1E)는 접지와 연결되며,
상기 제2트랜지스터의 베이스(Q2B)는 상기 복수의 저항 사이의 중간점과 연결되고 에미터(Q2E)는 상기 제너다이오드의 캐소드와 연결되고 콜렉터(Q2C)는 상기 스위칭부(150)와 연결되며,
상기 변압기의 2차측 AC전압이 상기 제너다이오드의 문턱전압 이상이면 상기 제2트랜지스터의 콜렉터(Q2C)에서 상기 스위칭부(150)로 구동신호가 출력되는 전자식 릴레이.3. The method according to claim 2,
The first and second transistors each have bases Q1B and Q2B, collectors Q1C and Q2C, and emitters Q1E and Q2E,
The base Q1B of the first transistor is connected to the anode of the Zener diode, the collector Q1C is connected to the cathode of the Zener diode through a plurality of resistors R1 and R2, and the emitter Q1E is connected to the ground. becomes,
The base Q2B of the second transistor is connected to a midpoint between the plurality of resistors, the emitter Q2E is connected to the cathode of the Zener diode, and the collector Q2C is connected to the switching unit 150,
An electronic relay in which a driving signal is output from the collector (Q2C) of the second transistor to the switching unit 150 when the secondary AC voltage of the transformer is equal to or greater than the threshold voltage of the Zener diode. 청구항 3에 있어서,
상기 제2트랜지스터의 베이스(Q2B)에는 상기 변압기의 2차측 AC전압에서 상기 복수의 저항(R1,R2)에 의한 분배된 분배전압이 인가되는 전자식 릴레이.4. The method according to claim 3,
An electronic relay to which a divided voltage divided by the plurality of resistors (R1, R2) from the secondary side AC voltage of the transformer is applied to the base (Q2B) of the second transistor. 청구항 1에 있어서,
상기 스위칭부는 IGBT, FET, MOSFET 중 선택된 하나를 포함하는 전자식 릴레이.The method according to claim 1,
The switching unit electronic relay comprising a selected one of IGBT, FET, MOSFET. 청구항 5에 있어서,
상기 구동신호가 상기 IGBT의 게이트 단자로 인가되면 상기 IGBT는 턴온되어 상기 고전압 배터리의 전압이 상기 부하로 공급되는 전자식 릴레이. 6. The method of claim 5,
When the driving signal is applied to the gate terminal of the IGBT, the IGBT is turned on and the voltage of the high voltage battery is supplied to the load.
KR1020200105988A 2020-08-24 2020-08-24 Solid state relay KR20220025370A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200105988A KR20220025370A (en) 2020-08-24 2020-08-24 Solid state relay

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200105988A KR20220025370A (en) 2020-08-24 2020-08-24 Solid state relay

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220025370A true KR20220025370A (en) 2022-03-03

Family

ID=80818777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200105988A KR20220025370A (en) 2020-08-24 2020-08-24 Solid state relay

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220025370A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150061447A (en) 2013-11-27 2015-06-04 한국단자공업 주식회사 Smart Solid State Relay based on Electric Vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150061447A (en) 2013-11-27 2015-06-04 한국단자공업 주식회사 Smart Solid State Relay based on Electric Vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6205035B1 (en) Bidirectional DC/DC converter with a step-up mode in one direction and a step-down mode in the other direction
US7606053B2 (en) DC-to-DC converter and electric motor drive system using the same
JP6198828B2 (en) Semiconductor switch circuit
US6927617B2 (en) Integrated circuit
US8531856B2 (en) Member for synchronous rectifier bridge, related synchronous rectifier bridge and use thereof
US20240075827A1 (en) Electric vehicle charging apparatus
US20150115718A1 (en) Semiconductor device and semiconductor module
CN111030431B (en) Semiconductor device with a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips
JP2014013798A (en) One-chip igniter, and internal combustion engine ignition device
TWI787725B (en) Inverter system
WO1986006226A1 (en) Circuit arrangement for generating high voltage pulses
KR102428097B1 (en) Nmos switch driving circuit and power supply device
EP1091478A2 (en) Inverter device and motor driving device provided with rush preventing circuit
KR20220025370A (en) Solid state relay
JP4526899B2 (en) Driving circuit for semiconductor power converter
US6169431B1 (en) Drive circuit for a controllable semiconductor component
JP2014013796A (en) One-chip igniter, and internal combustion engine ignition device
KR20210114812A (en) Solid state relay
JP5494117B2 (en) Series regulator
CN113632380A (en) Power electronic device and method for supplying voltage to a drive circuit of a power semiconductor switch
CN113746305B (en) Gate driving circuit and multiphase intelligent power module
EP1465342A1 (en) Multichannel electronic ignition device with high voltage controller
CN214154905U (en) Carriage lighting power supply
KR20230169509A (en) Electronic precharge relay device for electric vehicles and power relay assembly including same
JP2003133924A (en) High side switch driving power source