KR20230070404A - 전기 시스템 및 전기 장치 - Google Patents

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위엔 야오
웨이천 허
화이선 장
귀잉 린
진펑 가오
즈민 단
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Abstract

본 출원은 전기 시스템 및 전기 장치를 제공한다. 이 전기 시스템은: 복수의 제1 제어 가능 스위치를 포함하는 전단 변환 모듈, 복수의 제2 제어 가능 스위치를 포함하는 후단 변환 모듈, 제1 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되는 제1 디지털 신호 처리기; 제2 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되는 제2 디지털 신호 처리기를 포함한다. 제1 디지털 신호 처리기의 제1 출력 크로스 스위치는: 제1 내부 신호를 제1 출력 포트에 제공하여, 제2 입력 포트를 통해 상기 제2 디지털 신호 처리기가 미리 설정된 시간 내에 제1 내부 신호를 수신하도록 설정된다. 이 제1 내부 신호는 상기 제1 디지털 신호 처리기에서 형성된 고장 신호이다. 이는 제1 디지털 신호 처리기의 내부 신호가 짧은 시간에 제2 디지털 신호 처리기로 전송될 수 있게 하여 2개의 디지털 신호 처리기 사이의 보호 동작을 트리거하는 시간 간격을 줄인다.

Description

전기 시스템 및 전기 장치
본 출원은 전원 분야와 관련되며, 특히 전기 시스템 및 전기 장치에 관한 것이다.
전기 에너지는 현대 사회와 산업에서 매우 중요한 에너지원으로 자동차 등 다양한 장치를 구동하는 데 널리 사용된다. 전기 장치의 실제 실행 중에 일반적으로 전기 시스템은 공공 그리드 등과 같은 외부 전력원에서 전력을 끌어와 전기 장치를 충족할 수 있는 전기 에너지(예를 들어, 특정 전압 또는 전류)로 변환해야 한다.
따라서 여러 개의 모듈로 구성된 일부 전기 시스템은 전기 장치에 전원을 공급해야 하는 요구 사항을 충족하도록 설계되었다. 그러나 이러한 전기 시스템이 실행될 때 서로 다른 모듈 간의 비호환성으로 인해 시스템 신뢰성이 저하된다.
상기 문제점을 고려하여, 본 출원은 전기 시스템의 서로 다른 모듈 간의 비호환성 문제를 완화할 수 있는 전기 시스템 및 전기 장치를 제공한다.
제1 측면에서, 본 출원은 전기 시스템을 제공한다. 이 전기 시스템은: 전단 변환 모듈, 상기 전단 변환 모듈에 커플링 연결된 후단 변환 모듈, 상기 제1 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되는 제1 디지털 신호 처리기 및 상기 제2 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되는 제2 디지털 신호 처리기를 포함한다. 상기 전단 변환 모듈은 복수의 제1 제어 가능 스위치를 포함하고; 상기 후단 변환 모듈은 복수의 제2 제어 가능 스위치를 포함하고; 상기 제1 디지털 신호 처리기는 제1 출력 크로스 스위치 및 적어도 하나의 제1 출력 포트를 포함하고; 상기 제2 디지털 신호 처리기는 상기 제1 출력 포트와 커플링 연결된 적어도 하나의 제2 출력 포트를 포함한다. 상기 제1 출력 크로스 스위치는: 제1 내부 신호를 상기 제1 출력 포트에 제공하여, 상기 제2 디지털 신호 처리기가 미리 설정된 시간 내에 상기 제1 내부 신호를 수신하도록 설정된다. 그 중에서, 상기 제1 내부 신호는 상기 제1 디지털 신호 처리기에서 형성된 고장 신호로서, 상기 제1 디지털 신호 처리기가 상기 제1 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거하고, 상기 제2 디지털 신호 처리기가 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거 할 수 있다.
본 출원의 실시예의 기술 방안에서, 전단 변환 모듈을 제어하기 위한 제1 디지털 신호 처리기와 후단 변환 모듈을 제어하기 위한 제2 디지털 신호 처리기 사이에는 물리적 연결이 설정된다. 출력 교차 스위치를 사용하여 제1디지털 신호 처리기의 내부 신호를 짧은 시간에 제2 디지털 신호 처리기로 전송하여 2개의 디지털 신호 처리기 사이에서 보호 동작을 트리거하는 시간 간격을 효과적으로 줄일 수 있으므로, 후단 변환 모듈의 제2 제어 가능 스위치가 전단 변환 모듈의 제1 제어 가능 스위치의 동작을 신속하게 따를 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 디지털 신호 처리기는: 제2 출력 크로스 스위치 및 적어도 하나의 제2 출력 포트를 더 포함하며; 상기 제1 디지털 신호 처리기는 상기 제2 출력 포트에 커플링 연결된 적어도 하나의 제1 입력 포트를 더 포함한다. 상기 제2 출력 크로스 스위치는: 제2 내부 신호를 상기 제2 출력 포트에 제공하여, 상기 제1 디지털 신호 처리기가 상기 미리 설정된 시간 내에 상기 제2 내부 신호를 수신하도록 설정된다. 그 중에서, 상기 제2 내부 신호는 상기 제2 디지털 신호 처리기에서 형성된 고장 신호로서, 상기 제1 디지털 신호 처리기가 상기 제1 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거하고, 상기 제2 디지털 신호 처리기가 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거하는데 사용된다.
본 출원의 실시예의 기술 방안에서, 제2 디지털 신호 처리기가 제1 디지털 신호 처리기로 고장 정보를 전송하는 경로를 추가적으로 설치함으로써, 제2 디지털 신호 처리기도 자체 내부의 출력 크로스 스위치를 통해 그 내부 신호를 매우 짧은 시간에 제1 디지털 신호 처리기로 전송할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 디지털 신호 처리기는: 상기 전단 변환 모듈의 전압 신호 또는 전류 신호를 실시간으로 검출하는데 사용되는 제1 비교기 유닛 및 상기 제1 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되는 제1 스위치 제어 유닛을 더 포함한다. 상기 제1 비교기 유닛는: 상기 전압 신호 또는 전류 신호가 이상인 경우에 상기 제1 내부 신호를 형성하도록 구성되며; 상기 제1 스위치 제어 유닛은: 상기 제1 내부 신호에 응답하여 상기 제1 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 구성된다. 본 출원의 실시예에서 제1 디지털 신호 처리기는 내부에 설치된 비교기 유닛을 통해 전압 신호 또는 전류 신호를 감지하여 해당 고장 신호를 생성한 후, 스위치 제어 유닛을 통해 적시에 제어 가능 스위치를 턴오프 할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 디지털 신호 처리기는: 상기 전단 변환 모듈의 전압 신호 또는 전류 신호를 실시간으로 검출하는데 사용되는 제2 비교기 유닛 및 상기 제2 제어 가능 스위치를 제어하는 데 사용되는 제2 스위치 제어 유닛을 더 포함하며; 상기 제2 비교기 유닛은: 상기 전압 신호 또는 전류 신호가 이상인 경우에 상기 제2 내부 신호를 형성하도록 구성된다. 상기 제2 스위치 제어 유닛은: 상기 제2 내부 신호에 응답하여 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 구성된다. 이러한 설계는 마찬가지로 제2 디지털 신호 처리기 내부의 비교기 유닛을 통해 전압 신호 또는 전류 신호를 감지하며, 또한 제2 내부 고장 신호를 형성하여 스위치 제어 유닛이 적시에 제어 가능 스위치를 턴오프하게 한다.
일부 실시예에서, 상기 전기 시스템은: 전기 절연을 위한 절연 모듈을 더 포함한다. 상기 제1 디지털 신호 처리기의 제1 출력 포트는 상기 절연 모듈을 통해 상기 제2 디지털 신호 처리기의 제2 입력 포트에 커플링 연결된다. 상기 제2 디지털 신호 처리기의 제2 출력 인터페이스는 상기 절연 모듈을 통해 상기 제1 디지털 신호 처리기의 제1 입력 인터페이스에 커플링 연결된다. 본 출원의 실시예에서, 2개의 디지털 신호 처리기 사이에 전기 절연을 구현하기 위한 절연 모듈이 설치되어, 전단과 후단 간의 상호 간섭을 방지한다.
일부 실시예에서, 상기 전기 시스템은: 상기 전단 변환 모듈과 후단 변환 모듈 사이의 연결 위치에 커플링 연결된 샘플링 회로 및 상기 샘플링 회로에 커플링 연결된 비교 회로를 더 포함한다. 상기 샘플링 회로는 상기 연결 위치의 전기 신호를 수집하는데 사용되며; 상기 비교 회로는 상기 전기 신호가 이상인 경우에 상기 제2 디지털 신호 처리기에 제3 신호를 제공하는데 사용된다. 상기 제2 디지털 신호 처리기는 또한: 상기 제3 신호에 응답하여 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 구성된다. 본 출원의 실시예에서, 출력 크로스 스위치에 의해 설정된 물리적 채널 외에, 2개의 디지털 신호 처리기 사이에는 샘플링 회로 및 비교 회로를 기반으로 하는 중복 경로도 설계되어 후단 변환 모듈은 후단 변환 모듈 동작을 빠르게 따를 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 샘플링 회로는: 제1 비교기, 제1 저항, 제2 저항, 제3 저항, 제4 저항 및 제1 커패시터를 포함한다. 그 중에서, 상기 제1 저항의 일단은 상기 연결 위치의 하이 레벨 단자에 연결되고, 상기 제1 저항의 타단은 상기 제2 저항의 일단에 연결되어 제1 연결 노드를 형성한다. 상기 제2 저항의 타단은 접지되고, 상기 제1 연결 노드는 상기 제1 비교기의 제1 입력 단자에 연결된다. 상기 제3 저항의 일단은 상기 목표 노드의 로우 레벨 단자에 연결되고, 상기 제3 저항의 타단은 상기 제1 비교기의 제2 입력 단자에 연결된다. 상기 제4 저항의 일단은 상기 제1 비교기의 제2 입력 단자에 연결되고, 상기 제4 저항의 타단은 상기 제1 비교기의 출력 단자에 연결되어 네거티브 피드백 루프를 형성한다. 상기 제1 커패시터의 일단은 상기 제1 비교기의 제2 입력 단자에 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타단은 상기 제1 비교기의 출력 단자에 연결된다. 상기 제1 비교기의 출력 단자는 또한 상기 비교 회로에 커플링 연결되어, 상기 샘플링 회로의 출력 단자를 형성하고, 상기 연결 위치의 전압에 비례하는 전압 신호를 제공하는데 사용된다. 이러한 설계에서, 적절한 저항값을 갖는 커패시터와 적절한 정전용량값을 갖는 커패시터를 제공함으로써, 샘플링 회로는 출력 단자에서 목표 증폭비를 갖는 전압 아날로그 신호를 안정적으로 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 비교 회로는: 기준 전압을 제공하기 위한 기준 전압 소스 및 제2 비교기를 포함한다. 상기 제2 비교기의 제1 입력 단자는 상기 전압 샘플링 회로의 출력 단자에 커플링 연결되고; 상기 제2 비교기의 제2 입력 단자는 상기 기준 전압 소스에 커플링 연결된다. 상기 제2 비교기의 출력 단자는 상기 제2 디지털 신호 처리기에 연결되고, 상기 목표 노드 전압이 상기 기준 전압보다 낮은 것에 응답하여, 상기 제2 비교기는 상기 출력 단자에서 제3 신호를 상기 제2 디지털 신호 처리기로 출력한다. 이러한 설계에서, 비교 회로는 능동 비교기를 기반으로 구현되며, 2개의 입력 단자 사이의 레벨 크기가 변경될 때 출력단에서 상응하는 하이 레벨 또는 로우 레벨을 출력할 수 있으므로, 제2 디지털 신호 처리기는 이에 따라 신속하게 제2 제어 가능 스위치를 턴오프한다.
일부 실시예에서, 상기 비교 회로는: 제5 저항, 제6 저항 및 제7 저항을 더 포함한다. 상기 제5 저항의 일단은 상기 기준 전압 소스에 연결되고, 상기 제5 저항의 타단은 상기 제7 저항의 일단에 연결되어 제1 연결 노드를 형성한다. 상기 제7 저항의 타단은 접지되고; 상기 제1 연결 노드는 상기 제2 비교기의 제2 입력 단자에 연결된다. 상기 제6 저항의 일단은 상기 전압 샘플링 회로의 출력 단자에 연결되고; 상기 제6 저항의 타단은 상기 제2 비교기의 제1 입력 단자에 연결된다. 본 출원의 실시예는 실제 사용에서 정상적으로 작동할 수 있는 적절한 저항값을 갖는 커패시터와 적절한 정전용량값을 갖는 커패시터를 제공함으로써 완전한 비교 회로를 구성한다.
제2 측면에서, 본 출원은 전기 장치를 제공한다. 이 전기 장치는 전술한 전기 시스템 및 상기 전기 시스템에 커플링 연결된 부하를 포함한다. 동작 중, 상기 전기 시스템은 외부 전력을 끌어와 변환하여 상기 부하에 전력을 공급한다.
위의 설명은 본 출원의 기술 방안에 대한 개요일 뿐이며, 본 출원의 기술적 수단을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 명세서의 내용에 따라 실시될 수 있으며, 또한 본 출원의 전술한 목적, 특징 및 이점을 보다 명백히 이해하기 위하여, 본 출원의 구체적인 실시예를 아래에 열거한다.
본 출원의 실시예의 기술 방안에서, 전단 변환 모듈을 제어하기 위한 제1 디지털 신호 처리기와 후단 변환 모듈을 제어하기 위한 제2 디지털 신호 처리기 사이에는 물리적 연결이 설정된다. 출력 교차 스위치를 사용하여 제1디지털 신호 처리기의 내부 신호를 짧은 시간에 제2 디지털 신호 처리기로 전송하여 2개의 디지털 신호 처리기 사이에서 보호 동작을 트리거하는 시간 간격을 효과적으로 줄일 수 있으므로, 후단 변환 모듈의 제2 제어 가능 스위치가 전단 변환 모듈의 제1 제어 가능 스위치의 동작을 신속하게 따를 수 있다.
본 명세서의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 읽으면 다양한 다른 장점 및 이점이 본 분야의 기술자에게 명백해질 것이다. 도면은 단지 바람직한 실시예를 예시하기 위한 것이며 본 출원을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여한다. 첨부된 도면에서:
도 1은 전형적인 LLC 회로와 캐스케이드 연결된 PFC 회로 전기 시스템의 개략적인 구조도이다;
도 2는 본 출원의 일부 실시예에 따른 차량의 개략적인 구조도이다;
도 3은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전기 시스템의 개략적인 구조도이다;
도 4는 본 출원의 일부 실시예에 따른 디지털 신호 처리기의 개략적인 구조도이다;
도 5는 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 디지털 신호 처리기의 개략적인 구조도이다;
도 6은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전기 시스템의 개략적인 구조도로서, 2개의 디지털 신호 처리기 사이에 절연 모듈이 설치된 상황을 도시한다;
도 7은 본 출원의 다른 일부 전기 시스템의 개략적인 구조도이다;
도 8은 본 출원의 일부 실시예에 따른 샘플링 회로의 원리 개략도이다;
도 9는 본 출원의 일부 실시예에 따른 비교 회로의 원리 개략도이다;
도 10은 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 샘플링 회로의 원리 개략도로서, SDFM 샘플링을 사용하는 샘플링 회로를 나타낸다;
도 11은 본 출원의 다른 실시예에 따른 전기 시스템의 개략적인 구조도로서, 2개의 디지털 신호 처리기 사이에 2개의 저지연 경로가 있는 상황을 도시한다;
도 12는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전기 시스템의 개략적인 구조도로서, 전기 시스템이 LLC 회로와 캐스케이드 연결된 PFC 회로인 경우를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 기술 방안의 실시예를 상세히 설명한다. 다음 실시예는 본 출원의 기술 방안을 보다 명확하게 설명하기 위해 사용된 것일 뿐이며, 따라서 예시로서만 사용되며 본 출원의 보호 범위를 제한하는 데 사용할 수 없다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 출원의 기술 분야의 기술자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다; 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 제한하려는 의도가 아니다; 본 출원의 설명 및 청구 범위 및 도면의 상기 설명에서 용어 "포함" 및 "구비", 이들의 임의의 변형은 배타적인 포함을 포함하도록 의도된다.
본 출원의 실시예에 대한 설명에서 "제1", "제2" 등의 기술 용어는 단지 서로 다른 대상을 구별하기 위해 사용된 것으로, 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하거나, 지시된 기술 특징의 개수, 특정 순서 또는 주종 관계를 암시하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 본 출원의 실시예의 설명에서, "복수"는 달리 명시적으로 그리고 구체적으로 정의되지 않는 한 둘 이상을 의미한다.
본 명세서에서 언급된 "실시예"는 실시예를 결합하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 다양한 위치에 있는 이 문구의 출현이 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 별도의 또는 대안적인 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 본 명세서에 기술된 실시예가 다른 실시예와 결합될 수 있다는 것은 본 분야의 기술자에 의해 명시적으로 그리고 묵시적으로 이해된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 연관된 개체를 설명하기 위한 연관 관계일 뿐이며, 3 유형의 관계가 존재하는 것을 표시할 수 있다. 예를 들어, A 및/또는 B는: A가 단독으로 존재하고, A와 B가 동시에 존재하고, B가 단독으로 존재하는 3가지 경우를 표시할 수 있다. 또한 본 명세서에서 "/" 문자는 일반적으로 전후의 관련 개체가 "또는" 관계임을 나타낸다.
본 출원의 실시예를 설명함에 있어서, "복수"라는 용어는 2개 이상(2개 포함)을 의미하고, 유사하게 "복수 그룹"은 2개 이상의 그룹(2개 그룹 포함)을 의미하고, "복수 시트"는 2개 시트 이상(2개 시트 포함)을 의미한다.
본 출원의 실시예를 설명함에 있어서, 기술 용어 "중심", "세로방향", "가로방향", "길이", “폭”, “두께”, "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "상부", “바닥부”, “내”, “외”, "순방향", "역방향", "축방향", "반경방향", “원주방향” 등이 지시하는 방위 또는 위치 관계는 본출원의 실시예를 설명하고 설명을 간략화하기 위함일 뿐, 표시된 장치 또는 요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동해야 하는 것이 아니므로, 본 출원의 실시예에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다.
본 출원의 실시예를 설명함에 있어서, "장착", "상호 연결", "연결", “고정”이라는 용어는 넓은 의미로 해석되어야 한다. 예를 들어, 고정 연결, 탈착식 연결, 일체형 연결이 될 수 있으며; 기계적 연결 또는 전기적 연결일 수 있으며; 직접 연결 또는 중간 매체를 통한 간접 연결, 두 구성 요소 내부의 연통 또는 두 구성 요소의 상호 작용 관계일 수 있다. 본 분야의 기술자는 특정 상황에 따라 본 출원의 실시예에서 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
현재 고효율의 전력 변환을 위해 복수의 다른 변환 모듈로 구성된 전기 시스템이 널리 사용된다. 이러한 서로 다른 모듈은 일반적으로 서로 다른 컨트롤러(예를 들어, 디지털 신호 처리기)에 의해 제어된다.
출원인은 서로 다른 모듈 사이의 컨트롤러가 일반적으로 CAN 버스 등과 같은 데이터 통신 방법에 의존하여 상호 정보 교환을 실현한다는 사실에 주의하였다. 이러한 전통적인 데이터 통신 방식은 정보 전송 과정에서 항상 일정한 지연이 있다. 예를 들어, CAN 버스의 통신 지연은 주로 전송 속도와 버스 부하 속도의 영향을 받으며, 일반적으로 100us 이상이다.
이러한 지연은 보호 트리거 등과 같은 특정 시나리오에서 전기 시스템 실행의 신뢰성을 감소시킨다. 다음은 도1과 같은 공진 회로(LLC)와 캐시케이드 연결된 역률 보정 회로(Power Factor Correction, PFC)를 사용하는 스위칭 전원 시스템을 예로 들어, 서로 다른 모듈의 컨트롤러 간 통신 시간의 영향에 대해 자세히 설명한다.
1을 참조하면, 스위칭 전원 시스템은 PFC 회로와 LLC 회로의 2개의 다른 모듈을 포함한다. 그 중 PFC 회로는 그리드에 연결되어 전력을 끌어온다. LLC 회로(도 1에는 LLC 회로의 변압기의 1차측 부분만 예시적으로 도시됨)는 부하에 필요한 목표 전압 또는 전류를 출력하는 데 사용된다.
그 중에서, PFC 회로는 6개의 제1 제어 가능 스위치 트랜지스터를 포함하며, 도 1에서 각각 Q11, Q12, Q13, Q14, Q15 및 Q16으로 표시된다. LLC 회로의 입력측 부분은 4개의 제2 제어 가능 스위치 트랜지스터를 포함하며, 도 1에서 각각 Q21, Q22, Q23 및 Q24로 표시된다. 제1 디지털 신호 처리기(DSP1) (Digital Signal Processor, DSP) 및 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)는 각각 PFC 회로 및 LLC 회로의 스위치 트랜지스터의 턴온 및 턴오프를 제어한다.
실제 실행 과정에서, 도 1의 PFC 회로의 실행이 이상인 경우, 제1 디지털 신호 처리기(DSP1)가 보호 동작을 수행하도록 트리거하여 PFC 회로가 실행을 중지하게 한다. 2개의 디지털 신호 처리기(DSP1및 DSP2) 간의 통신 지연이 존재하므로, 통신 지연 시간 동안 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)는 보호 동작을 수행하도록 트리거되지 않으므로, LLC 회로는 여전히 작동 상태에 있게 된다.
이 때 PFC 회로는 이미 실행을 중지하였으므로 둘 사이의 연결 위치에서 버스 커패시터(C)의 전압을 계속 유지할 수 없다. 그러나 작동 상태의 LLC 회로는 PFC 회로의 부하로 작용하여 버스 커패시터(C) 양단의 전압이 급격히 감소한다.
버스 커패시터(C)의 전압이 그리드의 피크 전압보다 낮으면, 그리드 전압은 PFC 회로에 있는 스위치 트랜지스터의 바디 다이오드를 통해 버스 커패시터(C1)를 직접 충전하여 매우 짧은 시간에 PFC 회로의 스위치 트랜지스터를 손상시킨다.
예를 들어, 그리드에서 Uab의 피크 전압은 약 537V이며, 버스 커패시터 양단의 전압이 너무 낮으면 그리드 전압(Uab)은 제1 제어 가능 스위치 트랜지스터(Q11 및 Q14)를 통해 버스 커패시터(C)를 충전할 수 있다. 이 때, 제1 제어 가능 스위치 트랜지스터(Q11, Q14)는 단락 상태에 처하며, 이는 매우 짧은 시간에 손상될 것이다.
서로 다른 모듈 간의 너무 긴 통신 지연으로 인한 장치 손상 문제를 해결하기 위해, 출원인은 적절한 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 구성을 추가함으로써, 가능한 한 전단 변환 모듈의 제1 디지털 신호 처리기(DSP1)와 후단 변환 모듈의 제2 디지털 신호 처리기(DSP2) 사이의 보호 동작을 트리거하기 위한 시간 간격을 일정한 시간 임계값 미만으로 단축함으로써(예를 들어, 100us를 초과하지 않음), 전단 변환 모듈과 후단 변환 모듈의 작동 상태가 동기화되지 않아서 장치가 손상되는 문제를 잘 회피할 수 있다.
여기서, 간격 시간을 단축하는 방법은 출력 크로스 스위치를 기반으로 2개의 디지털 신호 처리기 사이에 데이터 교환 채널을 설정함으로써, 제1 디지털 신호 처리기(DSP1)가 정보를 디지털 신호 처리기(DSP2)에 신속하게 제공하게 할 수 있다.
본 출원의 실시예에 개시된 전기 시스템은 차량, 선박 또는 항공기 등과 같은 전기 장치에 사용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 이는 외부 전력(예를 들어, 그리드)을 끌어와 전기 장치에 필요한 작동 전압 또는 작동 전류(예를 들어, 일정한 전압의 직류)로 변환하는 전원 시스템으로 사용할 수 있다.
이하의 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 본 출원의 일 실시예에 따른 전기 장치는 설명을 위한 일례로 차량(100)을 예로 들어 설명한다. 본 출원의 일부 실시예에 의해 제공되는 차량(100)의 개략적인 구조도인 도 2를 참조한다.
차량(100)은 연료 차량, 휘발유 차량 또는 신에너지 차량일 수 있으며, 신에너지 차량은 순수 전기차, 하이브리드 차량 또는 장거리 차량 등이 될 수 있다. 차량(100)의 내부에는 배터리(110)가 설치되며, 배터리(110)는 차량(100)의 바닥부 또는 전방부 또는 후방부에 설치될 수 있다. 배터리(110)는 차량(100)의 전원 공급을 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어 배터리(100)는 차량(100)의 작동 전원으로 사용될 수 있다. 차량(100)은 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 컨트롤러(120), 모터(130), 및 전기 시스템(140)을 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(120)는 배터리(110)가 모터(130)에 전력을 공급하도록 제어하는데 사용된다. 예를 들어, 차량(100)의 시동, 항행 및 주행을 위한 작동 전력이 필요하다. 본 출원의 일부 실시예에서, 배터리(110)는 차량(100)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 차량(100)의 구동력을 제공하기 위해 연료 또는 천연 가스를 교체하거나 부분적으로 교체하여 차량(100)에 구동 동력을 제공하기 위해 차량(100)의 구동 전원으로 사용될 수 있다.
전기 시스템(140)은 배터리(110)를 충전하기 위한 온보드 충전기일 수 있다. 그것은 PFC 캐스케이드 LLC 토폴로지의 형태를 채택할 수 있으며, 전단에 위치한 PFC 회로는 그리드에 연결되고, 후단에 위차한 LLC 회로는 출력 단자에서 직류를 출력한다. PFC 회로와 LLC 회로는 각각 2개의 디지털 신호 처리기를 통해 PWM 제어의 형태로 제어될 수 있으므로, 온보드 충전기가 그리드에서 전력을 끌어오고 이를 목표 전압 또는 전류를 가진 직류로 변환하여 배터리(110)를 충전할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 3은 본 출원의 일부 실시예의 전기 시스템의 개략적인 구조도이다. 도 3을 참조하면, 전기 시스템은 전단 변환 모듈(10), 후단 변환 모듈(20), 제1 디지털 신호 처리기(30) 및 제2 디지털 신호 처리기(40)를 포함한다.
여기서, 전단 변환 모듈(10)은 복수의 제1 제어 가능 스위치(S1)를 포함한다. 이들 제1 제어 가능 스위치(S1)의 턴온 및 턴오프는 제1 디지털 신호 처리기(30)에 의해 설정된 제어 프로그램에 따라 순서대로 제어된다. 후단 변환 모듈(20)은 또한 복수의 제2 제어 가능 스위치(S2)를 포함한다. 이들 제2 제어 가능 스위치(S2)의 턴온 및 턴오프는 제2 디지털 신호 처리기(40)에 의해 설정된 제어 프로그램에 따라 순서대로 제어된다.
전기 시스템에서 구체적으로 사용되는 "전단 변환 모듈" 및 "후단 변환 모듈"은 실제 상황의 필요에 따라 결정될 수 있으며, 이는 본 출원에 제한되지 않는다. 예를 들어, 전기 시스템은 PFC 캐스케이드 LLC 토폴로지 형태를 사용한 변환 회로, PFC 회로 캐스케이드 위상 편이 풀 브릿지(Phase-Shift Full Bridge, PSFB) 토폴로지 형태를 사용한 변환 회로, LLC 공진 회로 캐스케이드 벅-부스트 회로(BUCK-BOOST) 토폴로지 형태를 사용한 변환 회로 또는 위상 편이 풀 브리지 회로(PSFB) 캐스케이드 벅 부스트 회로(BUCK-BOOST) 토폴로지 형태를 사용한 변환 회로일 수 있다.
"제1 제어 가능 스위치" 및 "제2 제어 가능 스위치"는 턴온 및 턴오프의 2가지 상태를 전환할 수 있는 모든 유형의 전자 기기일 수 있다. 예를 들어, MOS 튜브이다. 구체적인 구현은 실제 상황의 필요에 따라 결정될 수 있으며, 이는 본 출원에서 제한되지 않는다.
따라서, 도 3은 전단 변환 모듈(10)이 제1 제어 가능 스위치(S1)를 포함하고; 후단 변환 모듈(10)이 제2 제어 가능 스위치(S2)를 포함하는 것을 예시적으로 도시하며, 제1 제어 가능 스위치(S1) 및 제2 제어 가능 스위치(S2)의 구체적인 연결 방법 및 수량은 표시되지 않는다.
계속해서 도 3을 참조하면, 제1 디지털 신호 처리기(30)는: 제1 출력 크로스 스위치(31) 및 적어도 하나의 제1 출력 포트(32)를 포함할 수 있다. 대응하여, 제2 디지털 신호 처리기(40)는 제1 출력 포트(32)에 커플링 연결된 적어도 하나의 제2 입력 포트(43)를 포함한다.
작동 중, 제1 디지털 신호 처리기(30)는 전단 변환 모듈(10)의 제1 제어 가능 스위치(S1)가 순서대로 턴온 또는 턴오프되도록 제어한다. 이상적인 상황이 감지되면, 제1 디지털 신호 처리기(30)는 제1 내부 신호를 생성하여 제1 디지털 신호 처리기(30)가 보호 동작을 수행하도록 트리거하여, 제1 제어 가능 스위치(S1)를 턴오프해서 전단 변환 모듈(10)의 작업을 중지한다.
제1 디지털 신호 처리기(30)에서 형성된 제1 내부 신호는 또한 제1 출력 크로스 스위치(31)를 통해 제1 출력 포트(32)로 전달되어 출력된다. 출력된 제1 내부 신호는 제1 출력 포트(32)와 연결된 제2 입력 포트(43)를 통해 제2 디지털 신호 처리기(40)로 빠르게 전달된다. 이로써, 제2 디지털 신호 처리기(40)는 미리 설정된 시간 내에 제1 내부 신호를 수신할 수 있고, 이에 따라 제2 제어 가능 스위치(S2)를 턴오프하는 보호 동작을 트리거하여 후단 변환 모듈이 작동을 중지하도록 한다.
"제1 출력 크로스 스위치"는 제1 디지털 신호 처리기(30) 내부에 위치하는 신호 라우팅 유닛이다(예를 들어, 디지털 신호 처리기에서 X-bar로 불리는 부품). 이는 미리 구성된 프로그램 명령에 따라 제1 디지털 신호 처리기의 내부 신호를 제1 출력 포트로 편리하게 전송하여 출력할 수 있다.
본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전기 시스템의 유리한 측면 중 하나는: 전단 변환 모듈을 제어하는 데 사용되는 제1 디지털 신호 처리기와 후단 변환 모듈을 제어하는 데 사용되는 제2 디지털 신호 처리기 사이에 출력 크로스 스위치를 기반으로 하는 고장 신호 전송 채널이 설정되는 것이다. 따라서, 제1 디지털 신호 처리기의 내부 신호는 짧은 시간에 제2 디지털 신호 처리기로 전송될 수 있으며, 이는 2개의 디지털 신호 처리기 사이의 보호 동작을 트리거하기 위한 시간 간격을 효과적으로 감소시킨다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 4는 본 출원의 일부 실시예에 따른 디지털 신호 처리기의 개략적인 구조도이다. 도 4를 참조하면, 제2 디지털 신호 처리기(40)는: 제2 출력 크로스 스위치(41) 및 적어도 하나의 제2 출력 포트(42)를 더 포함한다. 상응하게, 제1 디지털 신호 처리기(30)는 적어도 하나의 제1 입력 포트(33)를 더 포함한다.
여기서, 제1 디지털 신호 처리기(30)의 제1 입력 포트(33)는 제2 디지털 신호 처리기(40)의 제2 출력 포트(42)에 커플링 연결된다.
제2 출력 크로스 스위치(41)는 제2 디지털 신호 처리기(40) 내부에 위치하는 신호 라우팅 유닛이다(예를 들어, 디지털 신호 처리기에서 X-bar로 불리는 부품). 이는 동일하게 미리 구성된 프로그램 명령에 따라 제2 디지털 신호 처리기의 내부 신호를 제2 출력 포트로 편리하게 전송하여 출력할 수 있다.
동작 중, 제2 디지털 신호 처리기(40)는 후단 변환 모듈(20)의 동작을 제어하고 이상 발생 여부를 감지한다. 후단 변환 모듈(20)의 동작이 이상인 경우, 제2 디지털 신호 처리기(40)는 제2 내부 신호를 형성함으로써, 제2 디지털 신호 처리기(40)가 보호 동작을 수행하도록 트리거하여 제2 제어 가능 스위치(S2)를 턴오프 할 수 있다.
제2 디지털 신호 처리기(40)에서 형성된 제2 내부 신호는 제2 출력 크로스 스위치(41)를 통해 제2 출력 포트(42)로 전달될 수 있다. 그런 다음, 제2 출력 포트(42)에 연결된 제1 입력 포트(33)를 통해, 제1 디지털 신호 처리기(30)는 미리 정해진 시간 내에 제2 내부 신호를 수신하여 제1 제어 가능 스위치(S2)를 턴오프하는 보호 동작을 트리거할 수 있다.
도 4에서는 제1 입력 포트(32)/제1 출력 포트(33) 및 제2 입력 포트(42)/제2 출력 포트(43)가 디지털 신호 처리기에서 2개의 다른 포트로 예시적으로 도시된다는 점에 유의해야 한다. 다른 일부 실시예에서, 제1 입력 포트(32)/제1 출력 포트(33) 또는 제2 입력 포트(42)/제2 출력 포트(43)는 또한 하나의 포트일 수 있으며, 이는 서로 다른 시간에 입력 포트와 출력 포트의 기능을 수행하는 데 사용된다(예를 들어, 하나의 범용 입력/출력 인터페이스로 구현).
본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전기 시스템의 유리한 측면 중 하나는: 출력 크로스 스위치를 기반으로 제1 디지털 신호 처리기와 제2 디지털 신호 처리기 사이의 저지연 양방향 전송 경로를 설정하여, 제2 디지털 신호 처리기 내부에 형성된 고장 신호 역시 제1 디지털 신호 처리기로 신속하게 전송될 수 있다는 것이다.
도 5는 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 디지털 신호 처리기이다. 제1 디지털 신호 처리기(30)는: 제1 출력 크로스 스위치(31), 제1 비교기 유닛(34) 및 제1 스위치 제어 유닛(35)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 비교기 유닛(34)은 제1 디지털 신호 처리기(30)에 내장되어 전단 변환 모듈(10)의 동작을 실시간으로 감지하는 기능 모듈이다. 구체적으로, 이는 임의의 적절한 샘플링 방법을 통해 전단 변환 모듈(10)에서 하나 이상의 샘플링 노드의 전압 신호 또는 전류 신호를 획득할 수 있으며, 이에 따라 전단 변환 모듈(10)의 작동에 이상이 있는지 판단한다.
본 출원의 실시예에서 "이상"이란 감지된 전압 또는 전류 신호가 정상 작동 중의 데이터와 크게 벗어나 작동 및 장치 안전을 위협할 수 있는 상황을 의미한다. 예를 들어, 제1 비교기 유닛은 획득된 전압 신호 또는 전류 신호가 미리 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 비교하여 이상이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
제1 스위치 제어 유닛(35)은 제1 디지털 신호 처리기(30)의 제어 유닛으로, 제1 제어 가능 스위치(S1)의 턴온 및 턴오프를 제어하는 데 사용된다. 이는 다른 제어 신호(예를 들어, 하이 레벨 또는 로우 레벨 신호)를 제1 제어 가능 스위치(S1)의 제어 단자에 출력함으로써 제1 제어 가능 스위치를 제어할 수 있다.
작동 중, 전압 신호 또는 전류 신호가 이상을 감지하면(예를 들어, 전압 신호가 미리 설정된 전압 임계치를 초과함), 제1 비교기 유닛(34)은 제1 내부 신호를 형성할 수 있다. 제1 비교기 유닛(34)에 의해 생성된 제1 내부 신호에 응답하여, 제1 스위치 제어 유닛(35)은 제1 제어 가능 스위치(S1)를 턴오프하는 보호 동작을 수행할 것이다.
본 출원의 실시예가 제공하는 제1 디지털 신호 처리기는 내장된 비교기 유닛을 통해 전단 변환 모듈의 작동 상태 감지를 완료하고, 작동 이상인 경우(예를 들어 과전압 또는 과전류), 제1 내부 신호를 형성하고 제1 제어 가능 스위치를 적시에 턴오프 할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 선택적으로, 계속해서 도 5를 참조하면, 제2 디지털 신호 처리기(40)는: 제2 출력 크로스 스위치(41), 제2 비교기 유닛(44) 및 제2 스위치 제어 유닛(45)을 더 포함할 수 있다.
그 중에서, 제2비교기 유닛(44)는 제2디지털 신호 처리기(40)에 내장되어 후단 변환 모듈(20)의 동작을 실시간으로 감지하는 기능 모듈이다. 구체적으로, 이는 임의의 적절한 샘플링 방법을 통해 후단 변환 모듈(20)에서 하나 이상의 샘플링 노드의 전압 신호 또는 전류 신호를 획득하고, 이에 따라 후단 변환 모듈(20)의 동작이 이상인지 여부를 판단한다.
본 출원의 실시예에서 "이상"이란 감지된 전압 또는 전류 신호가 정상 작동 중의 데이터와 크게 벗어나 작동 및 장치 안전을 위협할 수 있는 상황을 의미한다. 예를 들어, 과전압 또는 과전류와 같은 이상 상황이다.
제2 스위치 제어 유닛(45)은 제2 디지털 신호 처리기(40)의 제어 유닛으로서, 제2 제어 가능 스위치(S2)를 턴온 또는 턴오프로 제어하는 데 사용된다. 이는 다른 제어 신호(예를 들어, 하이 레벨 또는 로우 레벨 신호)를 제2 제어 가능 스위치(S2)의 제어 단자로 출력하여 제2 제어 가능 스위치를 제어할 수 있다.
작동 중, 전압 신호 또는 전류 신호가 이상(예를 들어, 전압 신호가 미리 설정된 전압 임계값을 초과함)인 것을 감지되면, 제2 비교기 유닛(44)은 제2 내부 신호를 형성할 수 있다. 제2 비교기 유닛(44)에 의해 생성된 제2 내부 신호에 응답하여, 제2 스위치 제어 유닛(45)은 제2 제어 가능 스위치(S2)를 턴오프하는 보호 동작을 수행할 것이다.
본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 제2 디지털 신호 처리기는 내장된 비교기 유닛을 통해 후단 변환 모듈의 작동 상태 감지를 완료하고, 작동이 이상인 경우(예를 들어, 과전압 또는 과전류), 제2 내부 신호를 생성하고 제2 제어 가능 스위치를 적시에 턴오프할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 선택적으로, 도 6은 본 출원의 다른 일부 실시예에 의해 제공되는 전기 시스템이다. 도 3에 도시된 기능 모듈에 더하여, 전기 시스템은: 절연 모듈(50)을 더 포함할 수 있다.
그 중에서, 절연 모듈(50)은 전단과 후단 사이의 전기적 절연을 구현하기 위한 구성요소이다. 이는 제1 디지털 신호 처리기(30)와 제2 디지털 신호 처리기(40)에 의해 설정된 물리적 연결 사이에 설치되어 전기적 절연 효과를 달성한다.
예를 들어, 제2 디지털 신호 처리기의 제2 출력 인터페이스(42)는 절연 모듈(50)을 통해 제1 디지털 신호 처리기의 제1 입력 인터페이스(33)에 커플링 연결될 수 있다. 제1 디지털 신호 처리기의 제1 출력 포트(32)는 또한 절연 모듈(50)을 통해 제2 디지털 신호 처리기의 제2 입력 포트(43)에 커플링 연결될 수 있다.
절연 모듈(50)의 구체적인 구현은 실제 상황의 요구에 따라 결정될 수 있으며, 전단에 속하는 제1 디지털 신호 처리기와 후단에 속하는 제2 디지털 신호 처리기 사이의 전기적 절연 요구 사항을 충족할 수만 있으면 된다.
본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전기 시스템의 유리한 측면 중 하나는: 신호를 전송하는 데 사용하는 2개의 디지털 신호 처리기의 물리적 연결 사이에 추가적인 절연 모듈을 설치하여 전단과 후단 사이의 상호 간섭을 효과적으로 줄일 수 있다.
상기 실시예에서 "제1" 및 "제2"와 같은 용어는 전기 시스템에서 각각 전단 및 후단 속하는 전자 장치를 구별하기 위해 사용된 것일 뿐, 전자 장치 또는 구성 요소의 특정 구현을 제한하는 데 사용되지 않는다. 전단과 후단에서, 동일한 명칭의 전자 장치는 동일한 회로 또는 칩을 사용하거나 실제 상황의 필요에 따라 다른 구현 방식을 가질 수 있다.
도 7은 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전기 시스템이다. 도 7을 참조하면, 전기 시스템은: 전단 변환 모듈(10), 후단 변환 모듈(20), 제1 디지털 신호 처리기(30), 제2 디지털 신호 처리기(40), 샘플링 회로(60) 및 비교 회로(70)를 포함한다.
그 중에서, 전단 변환 모듈(10)은 복수의 제1 제어 가능 스위치(S1)를 포함한다. 이들 제1 제어 가능 스위치(S1)의 턴온 및 턴오프는 제1 디지털 신호 처리기(30)에 의해 설정된 제어 프로그램에 따라 순서대로 제어된다. 후단 변환 모듈(20) 또한 복수의 제2 제어 가능 스위치(S2)를 포함한다. 이들 제2 제어 가능 스위치(S2)의 턴온 및 턴오프는 다른 제2 디지털 신호 처리기(40)에 의해 설정된 제어 프로그램에 따라 순서대로 제어된다.
샘플링 회로(60)는 전단 변환 모듈(10)과 후단 변환 모듈(20) 사이의 연결 위치에 커플링 연결되고, 연결 위치에 형성된 전기 신호(예: 전압 신호 또는 전류 신호)를 수집하여 비교 회로(70)로 제공할 수 있다. 비교 회로(70)는 샘플링 회로(60)와 연결되며, 샘플링 회로(60)에 의해 수집 획득된 데이터에 따라 수집 획득된 전기 신호의 이상 여부를 판단하는 데 사용된다.
전술한 연결 위치의 전기 신호 이상(예를 들어, 미리 설정된 임계값을 초과하는 전압 또는 전류)은 다양한 원인으로 인해 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 디지털 신호 처리기(10)는 작동을 멈추고 제2 디지털 신호 처리기(20)는 여전히 동작 중인 경우, 후단 변환 모듈은 연결 위치에서 부하 역할을 하여 연결 위치 양단의 전압을 급격히 떨어뜨린다.
설명의 편의를 위해, 본 실시예에서는 전기 시스템의 회로 모듈에 대해 수행해야 하는 기능에 따라 구분하여 설명한다(예를 들어, 전술한 샘플링 회로 및 비교 회로). 본 분야의 기술자는 이러한 기능 모듈이 실제 필요에 따라 다양한 구현 방식을 가질 수 있고, 또한 하나의 구성 요소로 통합되거나 복수의 서브 유닛으로 더 분할될 수 있으며, 첨부된 도면에 예시된 기능적 모듈 분할 방법에 제한되지 않는다.
작동 중, 샘플링 회로(60)는 연결 위치의 전기 신호를 수집하고 또한 비교 회로(70)에 제공하며, 비교 회로(70)는 수집 획득된 전기 신호가 이상인지 여부를 결정한다.
수집 획득된 전기 신호에 이상이 없는 경우, 비교 회로(70)는 제2 디지털 신호 처리기의 작동에 영향을 미치지 않고 계속해서 감지할 수 있다. 수집 획득된 전기 신호가 이상인 경우, 비교 회로(70)는 제2 디지털 신호 처리기에 제3 신호를 제공한다.
비교 회로(70)에 의해 제공된 제3 신호를 수신하면, 제2 디지털 신호 처리기(40)는 제2 제어 가능 스위치(S2)를 턴오프하는 보호 동작을 트리거하여 장치의 안전을 보장한다. 제3 신호는 구체적으로 실제 상황의 필요에 따라 해당 구현 형식을 채택할 수 있다. 예를 들어, 비교 회로(70)의 출력 단자가 제2 디지털 신호 처리기(40)의 인에이블 신호 수신 단자에 연결된 경우, 제3 신호는 제2 디지털 신호 처리기(40)의 동작을 정지시키는 인에이블 신호일 수 있다.
본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전기 시스템의 유리한 측면 중 하나는: 샘플링 회로 및 비교 회로를 추가로 설치함으로써, 제1 디지털 신호 처리기가 제1 제어 가능 스위치를 턴오프하여 연결 위치의 전기 신호가 이상인 상황 하에서 제3 신호를 형성함으로써, 제2 디지털 신호 처리기가 또한 짧은 시간에 제2 제어 가능 스위치를 동보적으로 턴오프할 수 있으므로 후단 변환 모듈이 전단 변환 모듈의 동작을 신속하게 따를 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 8은 본 출원의 일부 실시예의 샘플링 회로(60)이다. 도 8을 참조하면, 선택적으로 샘플링 회로(60)는 비교기에 기반하여 구현된 샘플링 회로일 수 있다.
샘플링 회로는: 제1 비교기(U1), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제3 저항(R3), 제4 저항(R4) 및 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다.
그 중에서, 제1 저항(R1)의 일단은 연결 위치의 하이 레벨 단자(L+)에 연결되고, 제1 저항(R1)의 타단은 제2 저항(R2)의 일단에 연결되어 제1 연결 노드(N1)를 형성한다.
제2 저항(R2)의 타단은 접지되고, 제1 연결 노드(N1)는 제1 비교기(U1)의 제1 입력 단자(+)에 연결된다. 제3 저항(R3)의 일단은 연결 위치의 로우 레벨 단자(L-)에 연결되고, 제3 저항(R3)의 타단은 제1 비교기(U1)의 제2 입력 단자(-)에 연결된다.
제4 저항(R4)의 일단은 제1 비교기(U1)의 제2 입력 단자(-)에 연결되고, 제4 저항(R4)의 타단은 제1 비교기(U1)의 출력 단자(out)에 연결되어 네거티브 피드백 루프를 형성한다. 제1 커패시터(C1)의 일단은 제1 비교기(U1)의 제2 입력 단자(-)에 연결되고, 제1 커패시터(C1)의 타단은 제1 비교기(U1)의 출력 단자(out)에 연결된다.
제1 비교기(U1)의 출력 단자(out)는 비교 회로에 연결되어, 상기 샘플링 회로의 출력 단자를 형성하고, 비교 회로에 연결 위치의 전압에 비례하여 증폭되거나 감소되는 전압 신호를 제공하는 데 사용된다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 샘플링 회로는 비교기 유닛을 기반으로 출력 단자에서 비례적으로 증폭된 전압 아날로그 신호를 제공하고, 또한 복수의 커패시터 및 저항기를 설치할 수 있으며, 실제 구현 과정에서 커패시터의 커패시턴스 값과 저항의 저항 값을 조정하여 샘플링 회로는 출력 단자에서 적절한 전압 아날로그 신호를 안정적으로 출력할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 9는 본 출원의 일부 실시예의 비교 회로이다. 이 비교 회로는 도 8과 같이 아날로그 신호를 제공하는 샘플링 회로와 함께 사용할 수 있다. 도 9를 참조하면, 비교 회로(70)는: 기준 전압을 제공하기 위한 기준 전압 소스(VCC) 및 제2 비교기(U2)를 포함한다.
그 중에서, 제2 비교기(U2)의 제1 입력 단자(+)는 전압 샘플링 회로(60)의 출력 단자에 커플링 연결되어, 비례적으로 증폭된 전압 아날로그 신호를 획득한다. 제2 비교기(U2)의 제2 입력 단자(-)는 기준 전압 소스(VCC)에 커플링 연결된다. 제2 비교기(U2)의 출력 단자(out)는 비교 회로(70)의 출력 단자로 사용되며, 제2 디지털 신호 처리기(40)와 연결된다.
작동 중에, 전압 샘플링 회로(60)의 출력 단자의 전압은 2가지 상황이 존재한다. 이는 기준 전압보다 낮을 수 있거나 기준 전압 소스(VCC)에 의해 제공되는 기준 전압보다 높을 수 있다. 이에 대응하여, 제2 비교기는 제1 입력 단자(+)와 제2 입력 단자(-) 간의 전압 비교 결과에 따라 서로 다른 전기 신호를 출력할 수 있다.
제1 입력 단자(+)의 전압이 제2 입력 단자(-)의 전압보다 낮을 때, 비교 회로(70)는 출력 단자에서 전술한 제3 신호를 제2 디지털 신호 처리기(40)로 출력하여 그가 즉시 실행을 중지하게 하고 제2 제어 가능 스위치를 턴오프 할 수 있다. 제1 입력 단자(+)의 전압이 제2 입력 단자(-)의 전압보다 클 때, 비교 회로(70)는 출력 단자에서 제3 신호와 다른 전기 신호를 출력하여, 제2 디지털 신호 처리기(40)가 정상 작동 상태를 유지하게 할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 비교 회로는 비교기 유닛을 기반으로 구현되며, 기준 전압 소스(VCC)를 통해 전압 신호의 임계값을 설계함으로써, 비교기의 2개의 입력 단자 사이의 레벨이 변경되면, 출력 단자에서 상응하는 전기 신호를 출력하여 제2 디지털 신호 처리기가 이에 따라 적시에 작동을 멈춰 장치의 안전을 보장할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 선택적으로 도 9를 계속 참조하면, 기준 전압 소스(VCC) 및 제2 비교기(U2)에 더하여, 비교 회로(70)는: 제5 저항(R5), 제6 저항(R6) 및 제7 저항(R7)을 더 포함할 수 있다.
그 중에서, 제5 저항(R5)의 일단은 기준 전압 소스(VCC)에 연결되고, 제5 저항(R5)의 타단은 제7 저항(R7)의 일단에 연결되어 제2 연결 노드(N2)를 형성한다. 제7 저항(R7)의 타단은 접지된다.
제2 연결 노드(N2)는 제2 비교기(U2)의 제1 입력 단자(+)에 연결된다. 제6 저항(R6)의 일단은 전압 샘플링 회로(60)의 출력 단자에 연결되고, 제6 저항(R6)의 타단은 제2 비교기(U2)의 제2 입력 단자(-)에 연결된다. 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 비교 회로에는 또한 복수의 저항이 설치된다. 따라서 비교 회로는 저항의 저항 값을 조정하여 실제 요구를 충족할 수 있다(예를 들어 제5 저항과 제7 저항의 저항 값 비율을 조절하여 비교 회로의 전압 임계값을 유연하게 변경함).
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 선택적으로, 비교 회로(70)는 실제 상황의 요구를 충족시키기 위해 적절한 논리 장치를 추가로 설치할 수 있다. 예를 들어, 제2 비교기(U2)의 제1 입력 단자(+)의 전압이 제2 입력 단자(-)의 전압보다 낮을 때, 그 출력 단자의 출력 레벨은 하이 레벨 신호이다. 그러나, 제2 디지털 신호 처리기(40)는 다음과 같이 설계된다: 로우 레벨 인에이블 신호가 제공되면 작동을 중지할 수 있는 경우, 비교 회로(70)의 출력 단자와 제2 디지털 신호 처리기 사이에 "NO" 게이트 회로를 추가 설치할 수 있으며, 하이 레벨 신호를 로우 레벨 신호로 변환함으로써, 제1 입력 단자(+)의 전압이 제2 입력 단자(-)보다 작은 상황 하에서 제2 디지털 신호 처리기(40)는 작동을 정지할 수 있다. 이러한 설계는 다양한 실제 시나리오의 요구를 유연하게 충족할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 10은 본 출원의 다른 실시예의 샘플링 회로이다. 도 10을 참조하면, 이 샘플링 회로는 SDFM(Sigma-Delta Filter Moudle) 샘플링을 사용하는 샘플링 회로일 수 있다. 이러한 샘플링 회로는 처리기에 디지털 신호 형태의 샘플링 결과를 직접 제공할 수 있어 디지털 신호를 사용하는 시나리오에 적합하다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 선택적으로, 계속해서 도 10을 참조하면, 샘플링 회로는 분류기(Rshunt) 및 절연 신호 변조기(U3)를 포함할 수 있다.
그 중에서, 분류기(Rshunt)는 부하와 직렬로 연결되어 연결 위치의 전기 신호의 변화에 대응되는 아날로그 신호를 형성할 수 있다. 분류기(Rshunt)의 양단은 절연 신호 변조기(U3)의 아날로그 측에 연결되고 아날로그 신호가 입력된다.
절연 신호 변조기(U3)는 아날로그 입력 신호를 0과 1로 구성된 고속 디지털 비트 스트림으로 변환하는 동시에 절연층을 사용하여 입력 및 출력 회로를 절연하는 데 사용되는 변조기이다. 설명의 편의를 위해, 본 실시예에서 절연 신호 변조기(U3)의 아날로그 신호를 수신하는 부분을 "아날로그 측"이라고 하고; 디지털 신호를 출력하는 부분을 "디지털 측"이라고 한다.
작동 중, 분류기(Rshunt)의 양단에는 연결 위치 전압 신호 변화를 따르는 전압 강하를 형성할 수 있다. 이는 절연 신호 변조기(U3)에 아날로그 입력 신호로 제공된다. 절연 신호 변조기(U4)는 디지털 측에서 변환된 디지털 비트 스트림을 출력할 수 있다. 출력된 디지털 비트 스트림은 처리기에 상응하는 기능 유닛에 제공되어 SDFM 디지털 필터링 등의 후속 처리를 수행한다. 이러한 설계는 절연 신호 변조기를 사용하여 아날로그 신호를 변환하므로 전기 절연의 효과가 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 선택적으로 도 10을 계속 참조하면, 샘플링 회로는 구체적으로 다음을 포함한다: 제1 스위치 트랜지스터(Q31), 제2 스위치 트랜지스터(Q32), 제1 스위치 트랜지스터를 구동하는 제1 구동 유닛(Driver1), 제2 스위치 트랜지스터를 구동하는 제2 구동 유닛(Driver2), 부동 전원(Floating Power), 직류 전압 소스(VCC2), 제8 저항(R31), 제너 다이오드(Z1), 제2 커패시터(C31), 제3 커패시터(C32), 제4 커패시터(C33) 및 제5 커패시터(C34).
여기서, 제1 스위치 트랜지스터(Q31)의 소스 단자는 분류기(Rshunt)의 일단에 연결되어 제3 연결 노드(N3)를 형성한다. 제1 스위치 트랜지스터(Q31)의 드레인 단자는 연결 위치의 하이 레벨 단자에 연결된다. 제1 구동 유닛(Driver1)은 제1 스위치 트랜지스터(Q31)의 게이트에 연결된다.
제2 스위치 트랜지스터(Q32)의 소스 단자는 제3 연결 노드(N3)에 연결되고, 제2 스위치 트랜지스터(Q33)의 드레인 단자는 연결 위치의 로우 레벨 단자에 연결된다. 제2 구동 유닛(Driver2)는 제2 스위치 트랜지스터(Q32)의 게이트에 연결된다.
절연 신호 변조기(U3)는 아날로그 신호 수신용 AINN 및 AINP 포트, 아날로그 측 전압 수신용 AVDD 포트, 아날로그 측 접지용 AGND 포트, 디지털 측 전압 수신용 DVDD 포트, 디지털 측 접지용 DGND 포트, 디지털 비트 스트림 출력용 DOUT 포트 및 클록 신호를 수신/제공하는 CLKIN 포트를 포함한다.
분류기(Rshunt)의 양단은 각각 절연 신호 변조기(U3)의 AINN 및 AINP 포트에 연결되어 분류기 양단에 형성된 전압 강하 변화 신호를 제공한다. 절연 신호 변조기(U3)의 DOUT 포트는 대응되는 디지털 비트 스트림을 출력하여 디지털 필터링과 같은 후속 처리를 수행하는데 사용된다. 절연 신호 변조기(U3)의 CLKIN은 클록 신호를 제공/수신하는데 사용된다.
플로팅 전원(Floating Power), 제8 저항(R31), 제너 다이오드(Z1), 제2 커패시터(C31) 및 제3 커패시터(C32)는 절연 신호 변조기(U3)의 아날로그 측 전원 공급의 일부를 구성한다. 또한, 부동 전원(Floating Power)은 제1 구동 유닛(Driver1) 및 제2 구동 유닛(Driver2)에 대한 전원도 공급한다.
제너 다이오드(Z1)의 캐소드, 제2 커패시터(C31) 및 제3 커패시터(C32)의 일단은 신호 변조기(U3)의 AGND 포트에 연결된다. 제너 다이오드(Z1)의 애노드, 제2 커패시터(C31), 제3 커패시터(C32)의 타단 및 절연 신호 변조기(U3)의 AVDD 포트는 모두 제8 저항(R31)의 일단에 연결되고, 제8 저항(R31)의 타단은 플로팅 전원(Floating Power)에 연결된다.
직류 전압 소스(VCC2)(예를 들어, 3.3V 또는 5V 전압), 제4 커패시터(C33) 및 제5 커패시터(C34)는 절연 신호 변조기(U3)의 디지털 측의 전원 공급 부분을 구성한다. 직류 전압 소스(VCC2), 제4 커패시터(C33) 및 제5 커패시터(C34)의 일단은 절연 신호 변조기(U3)의 DVDD 포트에 연결된다. 제4 커패시터(C33), 제5 커패시터(C34)의 타단 및 절연 신호 변조기(U3)의 DGND 포트는 접지된다.
이러한 설계는 2개의 제어 가능한 스위치 트랜지스터를 제공하여 순서대로 턴온 및 턴오프되어 연결 위치의 전기 신호 수집을 완료한다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 11은 본 출원의 다른 일부 실시예의 전기 시스템이다. 도 11을 참조하면, 전기 시스템은 제1 디지털 신호 처리기와 제2 디지털 신호 처리기 사이의 물리적 연결 외에도, 전기 시스템은 출력 교차 스위치를 기반으로 하는 상호 고장 신호 전송을 실현할 수 있으며, 또한 전단 변환 모듈과 후단 변환 모듈 연결 위치의 전기 신호를 감지하기 위한 샘플링 회로(60) 및 비교 회로(70)가 설치된다.
작동 중, 제1 디지털 신호 처리기가 보호 동작을 트리거하여 전단 변환 모듈의 실행이 중지되면 그에 의해 생성된 제1 내부 신호는 물리적 연결을 통해 제2 디지털 신호 처리기로 전송되어 후단 변환 모듈이 빠르게 실행을 멈출 수 있다.
또한, 샘플링 회로(60) 및 비교 회로(70)는 전단 변환 모듈과 후단 변환 모듈의 연결 위치의 전기 신호를 감지할 수 있다. 전단 변환 모듈이 작동을 중지하면 비교 회로(70)는 짧은 시간에 제2 디지털 신호 처리기에 작동을 중지하라는 신호를 제공할 수 있으므로 후단 변환 모듈이 전단 변환 모듈을 따라 적시에 작동을 중지할 수 있다.
본 출원의 실시예에 의해 제공되는 전기 시스템의 유리한 측면 중 하나는: 상이한 구현 원리를 갖는 2개의 저지연 구현 방식이 서로에 대한 백업 및 중복 경로의 역할을 할 수 있다는 점이다. 저지연 구현 방식 중 하나가 고장이더라도 후단 변환 모듈이 전단 변환 모듈과의 조정을 유지할 수 있으므로 전기 시스템의 신뢰성이 향상된다.
본 분야의 기술자는 본 출원의 일부 실시예에서 제공하는 기술 방안 사이에 모순이 없는 상황에서 이러한 기술 방안을 임의로 조합하여 다른 더 많은 실시예를 형성할 수도 있다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 표시된 비교 회로는 도 11에 도시된 전기 시스템에 사용할 수 있다.
본 출원의 일부 실시예에 따르면, 도 12는 LLC 회로와 캐스케이드 연결된 PFC 회로를 사용하는 전기 시스템이다. 도 12를 참조하면, 전단 변환 모듈(10)은 PFC 회로이며, 이는 그리드에 연결하여 전력을 끌어온다. 후단 변환 모듈(20)은 LLC 회로이며(도12는 LLC 회로의 변압기의 1차측 부분만 예시적으로 도시됨), 이는 부하가 요구하는 목표 전압 또는 전류를 출력할 수 있다. 둘은 각각 제1 디지털 신호 처리기(DSP1) 및 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)에 의해 제어된다.
그 중, 전단 변환 모듈(10)은 6개의 제1 제어 가능 스위치 트랜지스터를 포함하며, 도 12에서 각각 Q11, Q12, Q13, Q14, Q15 및 Q16으로 표시된다. LLC 회로의 입력측 부분은 4개의 제2 제어 가능 스위치를 포함하며, 도 12에서 각각 Q21, Q22, Q23 및 Q24로 표시된다.
제1 디지털 신호 처리기(DSP1)의 포트 중 하나는 제1 출력 포트(Out1)로 사용되어 절연 모듈(50)을 통해 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)의 제2 입력 포트(IN2)에 연결될 수 있다.
제2 디지털 신호 처리기(DSP2)의 포트 중 하나는 또한 제2 출력 포트(Out2)로 사용되어 절연 모듈(50)을 통해 제1 디지털 신호 처리기(DSP1)의 제1 입력 포트(IN1)에 연결될 수 있다. 입력 및 출력 포트는 디지털 신호 처리기의 범용 입력/출력 인터페이스(GPIO)일 수 있다.
작동 중에, 제1 디지털 신호 처리기(DSP1) 내부의 비교기 유닛에서 감지된 이상 신호는 출력 크로스 스위치(X-bar output)를 통해 제1 출력 포트(Out1)로 전달되어 출력될 수 있다. 그런 다음, 제2 입력 포트(IN2)를 통해 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)에 제공되어, 제2 디지털 신호 처리기(DSP2) 역시 LLC 회로의 실행을 적시에 정지시킬 수 있다.
위의 작동 과정에서 알 수 있듯이, 보호 동작을 트리거하는 제1 디지털 신호 처리기(DSP1)와 제2 디지털 신호 처리기(DSP2) 사이의 시간 간격은 디지털 신호 처리기 내부의 비교기 유닛의 시간 지연에 의존하며, 이는 5us 내에서 잘 제어될 수 있다.
제1 디지털 신호 처리기(DSP1)와 제2 디지털 신호 처리기(DSP2) 사이는 또한 출력 크로스 스위치(X-바 출력)에 의해 설정된 물리적 연결을 통해 다른 고장 신호를 전송하는 데에도 사용할 수 있다. 이는 본 출원의 실시예에서 예시적으로 설명된 내부 비교기 유닛에 의해 생성된 고장 신호에 한정되지 않는다.
계속해서 도 12를 참조하면, 전기 시스템은 또한 전압 샘플링 회로(60) 및 비교 회로(70)를 포함한다.
그 중에서, 전압 샘플링 회로(60)는 버스 커패시터(C)의 양단에 연결되며, 버스 커패시터(C) 양단의 전압을 감지하는데 사용된다. 비교 회로(70)는 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)의 인에이블 제어 단자(EN) 및 전압 샘플링 회로(60)에 각각 연결된다. 이는 전압 신호와 기준 전압의 비교 결과에 따라 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)에 상응하는 인에이블 신호로 사용된다.
작동 중, 전압 샘플링 회로(60)는 버스 커패시터(C) 양단의 전압에 비례적으로 증폭된 전압 신호를 비교기 회로(70)로 출력한다.
비교 회로(70)는 전압 신호가 기준 전압보다 작은지 여부를 감지한다. 감지된 전압 신호가 기준 전압보다 크면 버스 커패시터(C)의 양단 전압이 정상임을 나타낸다. 이때, 제2 디지털 신호 처리기로 제1 인에이블 신호(예를 들어, 하이 레벨)가 제공되고, 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)는 정상 작동 상태에 있다.
전압 신호가 기준 전압보다 낮은 것을 감지하면 버스 커패시터(C)의 양단 전압이 너무 낮아 PFC 회로의 제1 제어 가능 스위치가 단락될 위험이 매우 높음을 나타낸다. 이때, 제2 디지털 신호 처리기(예: 로우 레벨)로 제2 인에이블 신호를 제공하여 제2 디지털 신호 처리기(DSP2)가 LLC 회로의 작동을 즉시 중지하도록 한다.
위의 동작 과정에서 알 수 있듯이, 보호 동작을 트리거하는 제1 디지털 신호 처리기(DSP1)와 제2 디지털 신호 처리기(DSP2) 사이의 시간 간격은 주로 전압 샘플링 회로와 비교 회로의 시간 지연에 의존하며, 이는 10us 내에서 잘 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 적절한 전압 샘플링 회로 및 비교 회로를 사용하여 3us 내에서 추가로 제어할 수도 있다.
본 출원의 일부 실시예에 의해 제공된 전기 시스템에서, 제1 디지털 신호 처리기(DSP1)가 보호 기능을 트리거하여 PFC 회로가 작동을 중지하면, 2가지 다른 방법을 제공하여 제2 디지털 신호 처리기(DSP2) 가 짧은 시간(예: 5us) 내에 LLC 회로가 작동을 중지하도록 제어하여, 버스 커패시터(C) 양단 전압이 그리드의 피크 전압보다 낮아 트랜지스터 단락 및 손상으로 이어지는 상황을 회피할 수 있다. 하드웨어 회로 및 소프트웨어 구성을 기반으로 하는 위의 2가지 보호 방법은 더 나은 중복성을 제공하여 작동 중에 전기 시스템이 작동 과정에서 스위치 트랜지스터를 단락시키지 않도록 할 수 있다.
위의 각 실시예는 본 출원의 기술 방안을 설명하기 위해 사용된 것일 뿐, 이를 제한하기 위한 것은 아니라는 것을 유의해야 하며; 전술한 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 분야의 기술자는 다음을 이해해야 한다: 전술한 각 실시예에 기재된 기술 방안을 수정하거나 기술적 특징의 일부 또는 전부에 대해 동등한 대체를 수행하는 것은 여전히 가능하며; 이러한 수정 또는 교체는 해당 기술 방안의 본질을 본 출원의 다양한 실시예의 기술 방안의 범위에서 벗어나게 하지 않으며, 이들 모두는 본 출원의 청구범위 및 설명의 범위에 포함된다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에서 언급된 각각의 기술적 특징은 어떠한 방식으로든 조합될 수 있다. 본 출원은 명세서에 개시된 특정 실시예로 제한되지 않고, 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 기술 방안을 포함한다.
100-차량; 110-배터리; 120-컨트롤러; 130-모터; 140-전기 시스템;
10-전단 변환 모듈, 20-후단 변환 모듈; 30-제1 디지털 신호 처리기; 40-제2 디지털 신호 처리기; 50-절연 모듈; 60-샘플링 회로; 70-비교 회로;
31-제1 출력 크로스 스위치; 41-제2 출력 크로스 스위치; 34-제1 비교기 유닛, 44-제2 비교기 유닛; 35-제1 스위치 제어 유닛; 45-제2 스위치 제어 유닛.

Claims (10)

  1. 전단 변환 모듈, 후단 변환 모듈, 제1 디지털 신호 처리기 및 제2 디지털 신호 처리기를 포함하는 전기 시스템에 있어서,
    상기 전단 변환 모듈은 복수의 제1 제어 가능 스위치를 포함하며;
    상기 후단 변환 모듈은 상기 전단 변환 모듈에 커플링 연결되고, 또한 복수의 제2 제어 가능 스위치를 포함하며;
    상기 제1 디지털 신호 처리기는 상기 제1 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되고, 제1 출력 크로스 스위치 및 적어도 하나의 제1 출력 포트를 포함하며;
    상기 제2 디지털 신호 처리기는 상기 제2 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되고, 상기 제1 출력 포트와 커플링 연결된 적어도 하나의 제2 출력 포트를 포함하며;
    그 중에서, 상기 제1 출력 크로스 스위치는: 제1 내부 신호를 상기 제1 출력 포트에 제공하여, 상기 제2 디지털 신호 처리기가 미리 설정된 시간 내에 상기 제1 내부 신호를 수신하도록 설정되며;
    상기 제1 내부 신호는 상기 제1 디지털 신호 처리기에서 형성된 고장 신호로서, 상기 제1 디지털 신호 처리기가 상기 제1 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거하고, 상기 제2 디지털 신호 처리기가 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 디지털 신호 처리기는: 제2 출력 크로스 스위치 및 적어도 하나의 제2 출력 포트를 더 포함하며;
    상기 제1 디지털 신호 처리기는 상기 제2 출력 포트에 커플링 연결된 적어도 하나의 제1 입력 포트를 더 포함하며;
    상기 제2 출력 크로스 스위치는: 제2 내부 신호를 상기 제2 출력 포트에 제공하여, 상기 제1 디지털 신호 처리기가 상기 미리 설정된 시간 내에 상기 제2 내부 신호를 수신하도록 설정되며;
    상기 제2 내부 신호는 상기 제2 디지털 신호 처리기에서 형성된 고장 신호로서, 상기 제1 디지털 신호 처리기가 상기 제1 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거하고, 상기 제2 디지털 신호 처리기가 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 트리거하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1 디지털 신호 처리기는:
    상기 전단 변환 모듈의 전압 신호 또는 전류 신호를 실시간으로 검출하는데 사용되는 제1 비교기 유닛;
    상기 제1 제어 가능 스위치를 제어하는데 사용되는 제1 스위치 제어 유닛을 더 포함하며,
    그 중에서, 상기 제1 비교기 유닛는: 상기 전압 신호 또는 전류 신호가 이상인 경우에 상기 제1 내부 신호를 형성하도록 구성되며;
    상기 제1 스위치 제어 유닛은: 상기 제1 내부 신호에 응답하여 상기 제1 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 디지털 신호 처리기는:
    상기 전단 변환 모듈의 전압 신호 또는 전류 신호를 실시간으로 검출하는데 사용되는 제2 비교기 유닛;
    상기 제2 제어 가능 스위치를 제어하는 데 사용되는 제2 스위치 제어 유닛을 더 포함하며,
    그 중에서, 상기 제2 비교기 유닛은: 상기 전압 신호 또는 전류 신호가 이상인 경우에 상기 제2 내부 신호를 형성하도록 구성되며;
    상기 제2 스위치 제어 유닛은: 상기 제2 내부 신호에 응답하여 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 전기 시스템은: 전기 절연을 위한 절연 모듈을 더 포함하며;
    그 중에서, 상기 제1 디지털 신호 처리기의 제1 출력 포트는 상기 절연 모듈을 통해 상기 제2 디지털 신호 처리기의 제2 입력 포트에 커플링 연결되고;
    상기 제2 디지털 신호 처리기의 제2 출력 인터페이스는 상기 절연 모듈을 통해 상기 제1 디지털 신호 처리기의 제1 입력 인터페이스에 커플링 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 전기 시스템은:
    상기 전단 변환 모듈과 후단 변환 모듈 사이의 연결 위치에 커플링 연결된 샘플링 회로를 더포함하고, 상기 샘플링 회로는 상기 연결 위치의 전기 신호를 수집하는데 사용되며;
    상기 샘플링 회로에 커플링 연결된 비교 회로를 더 포함하고, 상기 비교 회로는 상기 전기 신호가 이상인 경우에 상기 제2 디지털 신호 처리기에 제3 신호를 제공하는데 사용되며;
    그 중에서, 상기 제2 디지털 신호 처리기는 또한: 상기 제3 신호에 응답하여 상기 제2 제어 가능 스위치를 턴오프하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 샘플링 회로는: 제1 비교기; 제1 저항, 제2 저항, 제3 저항, 제4 저항 및 제1 커패시터를 포함하며;
    그 중에서, 상기 제1 저항의 일단은 상기 연결 위치의 하이 레벨 단자에 연결되고, 상기 제1 저항의 타단은 상기 제2 저항의 일단에 연결되어 제1 연결 노드를 형성하며; 상기 제2 저항의 타단은 접지되고, 상기 제1 연결 노드는 상기 제1 비교기의 제1 입력 단자에 연결되며;
    상기 제3 저항의 일단은 상기 연결 위치의 로우 레벨 단자에 연결되고, 상기 제3 저항의 타단은 상기 제1 비교기의 제2 입력 단자에 연결되며;
    상기 제4 저항의 일단은 상기 제1 비교기의 제2 입력 단자에 연결되고, 상기 제4 저항의 타단은 상기 제1 비교기의 출력 단자에 연결되어 네거티브 피드백 루프를 형성하며;
    상기 제1 커패시터의 일단은 상기 제1 비교기의 제2 입력 단자에 연결되고, 상기 제1 커패시터의 타단은 상기 제1 비교기의 출력 단자에 연결되며;
    상기 제1 비교기의 출력 단자는 또한 상기 비교 회로에 커플링 연결되어, 상기 샘플링 회로의 출력 단자를 형성하고, 상기 연결 위치의 전압에 비례하는 전압 신호를 제공하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 비교 회로는: 기준 전압을 제공하기 위한 기준 전압 소스 및 제2 비교기를 포함하며;
    그 중에서, 상기 제2 비교기의 제1 입력 단자는 상기 전압 샘플링 회로의 출력 단자에 커플링 연결되고; 상기 제2 비교기의 제2 입력 단자는 상기 기준 전압 소스에 커플링 연결되며;
    상기 제2 비교기의 출력 단자는 상기 제2 디지털 신호 처리기와 연결되고, 상기 전압 샘플링 회로의 출력 단자의 전압이 상기 기준 전압보다 낫은 경우에 상기 제2 비교기는 상기 제3 신호를 상기 제2 디지털 신호 처리기로 출력하는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 비교 회로는: 제5 저항, 제6 저항 및 제7 저항을 더 포함하며;
    그 중에서, 상기 제5 저항의 일단은 상기 기준 전압 소스에 연결되고, 상기 제5 저항의 타단은 상기 제7 저항의 일단에 연결되어 제2 연결 노드를 형성하고; 상기 제7 저항의 타단은 접지되고; 상기 제2 연결 노드는 상기 제2 비교기의 제2 입력 단자에 연결되며;
    상기 제6 저항의 일단은 상기 전압 샘플링 회로의 출력 단자에 연결되고; 상기 제6 저항의 타단은 상기 제2 비교기의 제1 입력 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기 시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 따른 상기 전기 시스템 및 상기 전기 시스템에 커플링 연결된 부하를 포함하며;
    그 중에서, 상기 전기 시스템은 외부 전력을 끌어와 변환하여 상기 부하에 전력을 공급하는, 전기 장치.
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