KR20230117832A - 3상전원 기반의 충전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원으로 구성된 3상전원; 상기 3상전원의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51); 상기 3상전원의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52); 상기 3상전원의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41); 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)을 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템을 제안한다.

Description

3상전원 기반의 충전시스템{3-phase power-based charging system}
본 발명은 3상전원 기반의 대전류 충전시스템에 관한 것이다. 최근에 건설기계 중장비 분야를 중심으로 저전압 대전류 충전시스템이 필요하다. 특히 건설기계 분야의 대표적인 중장비인 지게차 등은 전압은 DC 48 [V]/ 60 [V]/ 72 [V] 급이고 전류는 100 [A]/ 150 [A]/ 200 [A]/ 400 [A] 급을 사용하고 있으며, 3상전원을 기반으로 저전압 대전류 출력을 위해서 단상전원 기반의 전원장치를 복수 개를 이용하는 3상전원 기반의 대전류 충전시스템에 관한 것이다.
최근 지구온난화 및 미세먼지 저감을 위하여 건설기계 중장비 분야의 급속충전의 필요성이 증가하고 있다. 이를 위하여 전압은 DC 48 [V]/ 60 [V]/ 72 [V] 급이고 전류는 100 [A]/ 150 [A]/ 200 [A]/ 400 [A] 급이고, 전력은 5kW 내지 20kW급의 충전을 수행하는 건설기계 중장비 분야의 급속충전장치 개발의 필요성이 증가하고 있다.
관련된 선행문헌으로 대한민국 등록특허공보 제10-1202814호 (공고일 2012. 11. 19.)(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 전기 자동차용 급속 충전기를 제안하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 전기적인 절연을 실현하는 트랜스포머; 입력전압과 출력전류를 동위상으로 유지하는 PFC 컨버터; 배터리 유닛; DC-DC 컨버터; 제1 스위치(MC1)와 반대로 연동되는 제2 스위치(MC2)로 이루어지는 마그네틱 컨텍 유니트; 상기 제1 스위치(MC1)가 ON 되고, 제2 스위치(MC2)가 OFF되는 경우, DC-DC 컨버터의 출력 전압과 버퍼링 배터리 유닛의 출력전압의 합이 출력되며; 상기 제1 스위치(MC1)가 OFF 되고, 제2 스위치(MC2)가 ON되는 경우, DC-DC 컨버터의 출력 전압이 출력되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 급속 충전기를 공개하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1958596호 (공고일 2019. 03. 14.)(이하 [특허문헌2]라함)에서는 전기자동차용 순환 충전 시스템을 제안하였다. 상기 [특허문헌2]에서는 모터 발전부; 주 배터리 및 예비 배터리; 발전기의 회전 속도를 감지하는 엔코더; 발전기 속도 제어부; 종속 모듈은 전달부; 속도 유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 순환 충전 시스템를 공개하였다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0129317호 (공개일 2020. 11. 18.)(이하 [특허문헌3]이라함)에서는 전기자동차의 급속충전 시스템 동작상태 진단장치를 제안하였다. 상기 [특허문헌3]에서는 급속충전릴레이의 스위칭제어를 위한 제어전압(RLY_CTRL)을 출력하는 릴레이제어부; 제1,2,3 비교기를 포함하는 비교부; 비교부에서 출력되는 전압으로 상기 급속충전 시스템의 동작상태를 진단하는 제1진단부를 포함하는 전기자동차의 급속충전시스템 동작상태 진단장치를 공개하였다.
상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]은 3상 전원을 사용하는 전기자동차 급속충전장치의 기술을 공개하였지만, 3상전원을 기반으로 저전압 대전류 출력을 위해서 단상전원 기반의 전원장치를 복수 개를 이용하는 전원장치에 대한 선행기술은 발견할 수 없었다.
특허문헌1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1202814호 (공고일 2012. 11. 19.) 특허문헌2 : 대한민국 등록특허공보 제10-1958596호 (공고일 2019. 03. 14.) 특허문헌3 : 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0129317호 (공개일 2020. 11. 18.)
본 발명에서는 3상전원 기반의 대전류 충전시스템을 제안하고자 한다. 기존의 3상전원 기반의 대전류 충전시스템의 경우, 3상 정류부 ▷ 3상 역률개선 컨버터 ▷ DC-DC 컨버터 ▷ 배터리부의 전력변환 장치를 가지는 것일 일반적이다. 이러한 경우에서는 상기 3상 역률개선 컨버터, 상기 DC-DC 컨버터의 설계가 대전류 설계를 기반으로 하여야 하고, 컨버터의 변압기 및 인덕터의 크기가 커지는 문제점이 있다. 본 발명에서는 건설기계 중장비 등에 적용할 수 있도록 전압은 DC 48 [V]/ 60 [V]/ 72 [V] 급이고 전류는 100 [A]/ 150 [A]/ 200 [A]/ 400 [A] 급을 사용하도록 단상전원 기반의 전원장치을 3의 배수(3,6,9 등) 개를 사용하여 대전류 충전시스템을 구성하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다. 특히 중선선(Neutral Line)을 이용하지 않으면서 3상 델타(△)형 또는 와이(Y)형 전원에서 대전류를 만들 수 있는 건설기계 중장비의 대전류 배터리 충전시스템을 해결하고자 하는 과제로 한다.
이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.
본 발명에서는 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원으로 구성된 3상전원; 상기 3상전원의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51); 상기 3상전원의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52); 상기 3상전원의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41); 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)을 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템을 과제의 해결수단으로 한다.
즉, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르는 3상전원 기반의 충전시스템은, 제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10); 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51); 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52); 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41); 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르는 3상전원 기반의 충전시스템은, 제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15); 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51); 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52); 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41); 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)는 AC-DC 역률개선부 및 DC-DC 컨버터부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)의 출력전류는 100A 이상의 대전류 출력이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 3상전원 기반의 충전시스템의 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)는 중성선(Neutral Line)을 사용하지 않는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 3상전원 기반의 충전시스템에서 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)가 1 주기인 t1 내지 t4가 360도에서 운전하는 경우, 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/3 주기인 t1 내지 t2인 0 내지 120도 범위에서 제어(Vcon1)되며; 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/3 주기인 t2 내지 t3인 120 내지 240도 범위에서 제어(Vcon2)되며; 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/3 주기인 t3 내지 t4인 240 내지 360도 범위에서 제어(Vcon3)되는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르는 3상전원 기반의 충전시스템은, 제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10); 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51); 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52); 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44); 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50); 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)가 1 주기인 360도에서 운전하는 경우, 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/6 주기인 0 내지 60도 범위에서 제어되며; 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24)는 1/6 주기인 60 내지 120도 범위에서 제어되며; 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/6 주기인 120 내지 180도 범위에서 제어되며; 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34)는 1/6 주기인 180 내지 240도 범위에서 제어되며; 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/6 주기인 240 내지 300도 범위에서 제어되며; 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44)는 1/6 주기인 300 내지 360도 범위에서 제어되는 것을 특징으로 한다.
또다른 한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제4 측면에 따르는 3상전원 기반의 충전시스템은, 제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15); 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51); 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52); 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21); 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31); 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41); 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44); 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며; 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50); 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)가 1 주기인 360도에서 운전하는 경우, 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/6 주기인 0 내지 60도 범위에서 제어되며; 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24)는 1/6 주기인 60 내지 120도 범위에서 제어되며; 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/6 주기인 120 내지 180도 범위에서 제어되며; 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34)는 1/6 주기인 180 내지 240도 범위에서 제어되며; 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/6 주기인 240 내지 300도 범위에서 제어되며; 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44)는 1/6 주기인 300 내지 360도 범위에서 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 3상전원 기반의 충전시스템은 첫째, 복수의 단상전원 기반의 전원장치을 사용하여 대전류 배터리 충전시스템을 만들 수 있으며, 둘째, 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21); 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31); 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)를 기반으로 하기 때문에 모듈화가 가능하며, 셋째, 모듈화로 인하여 특정(特定) 모듈에서 고장이 발생하는 경우 교환이 용이하고, 넷째, 비교적 소용량의 단상전원 기반의 전원장치를 복수개 사용하기 때문에 가격경쟁력이 있으며, 다섯째, 5kW 내지 20kW급, 전류는 100 [A]/ 150 [A]/ 200 [A]/ 400 [A] 급의 대전류 출력이 가능하며, 여섯째 모듈의 확장성으로 인하여 용이하게 대전류 배터리 충전 시스템을 구축할 수 있으며, 일곱째, 상기 복수의 단상전원 기반의 전원장치가 교번(交番)하여 제어함을 통하여 출력전압 및 출력전류 리플(Ripple)을 용이하게 저감시킬 수 있는 특별히 상승된 효과가 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 3상 델타(△)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제1 실시예.
도 2는 3상 델타(△)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제2 실시예.
도 3은 3상 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제1 실시예.
도 4는 3상 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제2 실시예.
도 5는 3상 델타(△)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템의 교번(交番)제어를 수행하는 실시예.
도 6은 3상 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템의 교번(交番)제어를 수행하는 실시예.
도 7은 3상 델타(△)형 또는 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템의 교번(交番)제어를 수행하는 경우 제어신호(Vcon1,Vcon2,Vcon3) 및 출력전류(Io1,Io2,Io3,Io)의 모드별 동작파형.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 하지만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 3상 델타(△)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제1 실시예를 나타낸다. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)를 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템을 제안하였다.
도 2는 3상 델타(△)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제2 실시예를 나타낸다. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44), 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)를 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템을 제안하였다.
도 3은 3상 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제1 실시예를 나타낸다. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)를 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템을 제안하였다.
도 4는 3상 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템 제2 실시예를 나타낸다. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44), 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)를 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템을 제안하였다.
도 5는 3상 델타(△)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템의 교번(交番)제어를 수행하는 실시예를 나타낸다. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)를 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템의 교번(交番)제어시스템을 제안하였다. 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1 전원선(51)의 전류를 검출하는 제1 전류센서(61), 상기 제2 전원선(52)의 전류를 검출하는 제2 전류센서(62), 상기 제3 전원선(53)의 전류를 검출하는 제3 전류센서(63)가 배치되며 상기 제1,2,3 전류센서(61,62,63)의 전류정보는 입력단 전류검출부(71)로 검출된다. 또한 상기 배터리부(50)에서 입력되는 상기 3상전원 기반의 충전시스템의 (+) 직류출력(DC+)의 출력전압 센서(64) 및 출력전류 센서(65)에서 상기 3상전원 기반의 충전시스템의 출력 전압 및 출력 전류 정보는 출력단 전압 및 전류검출부(73)으로 검출되며, 교번(交番) 제어부(70)의 전원장치 제어신호부(73)을 바탕으로 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 제어신호(Vcon1,Vcon2,Vcon3)를 통해서 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)가 교번(交番)으로 제어함을 통하여 출력 전압 및 출력 전류 리플(Ripple)을 저감시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 6은 3상 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템의 교번(交番)제어를 수행하는 실시예를 나타낸다. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서, 제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)를 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템의 교번(交番)제어시스템을 제안하였다. 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원선(51)의 전류를 검출하는 제1 전류센서(61), 상기 제2 전원선(52)의 전류를 검출하는 제2 전류센서(62), 상기 제3 전원선(53)의 전류를 검출하는 제3 전류센서(63)가 배치되며 상기 제1,2,3 전류센서(61,62,63)의 전류정보는 입력단 전류검출부(71)로 검출된다. 또한 상기 배터리부(50)에서 입력되는 상기 3상전원 기반의 충전시스템의 (+) 직류출력(DC+)의 출력전압 센서(64) 및 출력전류 센서(65)에서 상기 3상전원 기반의 충전시스템의 출력 전압 및 출력 전류 정보는 출력단 전압 및 전류검출부(73)으로 검출되며, 교번(交番) 제어부(70)의 전원장치 제어신호부(73)을 바탕으로 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 제어신호(Vcon1,Vcon2,Vcon3)를 통해서 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)가 교번(交番)으로 제어함을 통하여 출력 전압 및 출력 전류 리플(Ripple)을 저감시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 7은 3상 델타(△)형 또는 와이(Y)형 전원을 기반으로 하는 배터리 충전시스템의 교번(交番)제어를 수행하는 경우 제어신호(Vcon1,Vcon2,Vcon3) 및 출력전류(Io1,Io2,Io3,Io)의 모드별 동작파형을 나타낸다. 상기 3상 델타(△)형 또는 와이(Y)형 전원 기반의 충전시스템에서 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)가 1 주기인 t1 내지 t4가 360도에서 운전하는 경우, 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/3 주기인 t1 내지 t2인 0 내지 120도 범위에서 제어(Vcon1)되며, 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/3 주기인 t2 내지 t3인 120 내지 240도 범위에서 제어(Vcon2)되며, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/3 주기인 t3 내지 t4인 240 내지 360도 범위에서 제어(Vcon3)되는 것을 특징으로 한다. 이로 인하여 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)의 출력 전류(Io1), 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)의 출력 전류(Io2) 및 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)의 출력 전류(Io3)의 전류가 합쳐짐을 통해서 3상전원 기반의 충전시스템의 출력 전류(Io)의 파형에서 전류 리플(Ripple)이 저감되며, 동시에 전압 리플(Ripple)도 동시에 감소하는 기술적 특징이 있다.
상기 3상전원 기반의 충전시스템의 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)는 중성선(Neutral Line)을 사용하지 않으며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)의 출력전류는 100A 이상의 대전류 출력이 가능한 장점이 있으며, 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)는 AC-DC 역률개선부 및 DC-DC 컨버터부로 구성된다.
본 발명에서는 상기 3상 델타(△)형 전원(10)에서 단상전원 기반의 전원장치의 연결을 보다 확장시키는 경우, 제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44), 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50), 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)가 1 주기인 360도에서 운전하는 경우, 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/6 주기인 0 내지 60도 범위에서 제어되며, 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24)는 1/6 주기인 60 내지 120도 범위에서 제어되며, 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/6 주기인 120 내지 180도 범위에서 제어되며, 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34)는 1/6 주기인 180 내지 240도 범위에서 제어되며, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/6 주기인 240 내지 300도 범위에서 제어되며, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44)는 1/6 주기인 300 내지 360도 범위에서 제어되는 것을 특징으로 하는 3상전원 기반의 충전시스템을 제안하였다.
본 발명에서는 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)에서 단상전원 기반의 전원장치의 연결을 보다 확장시키는 경우, 제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52), 상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21), 상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31), 상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41), 상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44), 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며, 상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50), 상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)가 1 주기인 360도에서 운전하는 경우, 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/6 주기인 0 내지 60도 범위에서 제어되며, 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24)는 1/6 주기인 60 내지 120도 범위에서 제어되며, 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/6 주기인 120 내지 180도 범위에서 제어되며, 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34)는 1/6 주기인 180 내지 240도 범위에서 제어되며, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/6 주기인 240 내지 300도 범위에서 제어되며, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44)는 1/6 주기인 300 내지 360도 범위에서 제어되는 것을 특징으로 하는 3상전원 기반의 충전시스템을 제안하고자 한다.
이를 통하여 3상전원 기반의 충전시스템에 복수의 단상전원 기반의 전원장치를 사용함으로 인하여 특정(特定) 모듈에서 고장이 발생하는 경우 교환이 용이하고, 비교적 소용량의 단상전원 기반의 전원장치를 복수개 사용하기 때문에 가격경쟁력이 있으며, 5kW 내지 20kW급, 전류는 100 [A]/ 150 [A]/ 200 [A]/ 400 [A] 급의 대전류 출력이 가능하며, 모듈의 확장성으로 인하여 용이하게 대전류 배터리 충전 시스템을 구축할 수 있으며, 상기 복수의 단상전원 기반의 전원장치가 교번(交番)하여 제어함을 통하여 출력전압 및 출력전류 리플(Ripple)을 용이하게 저감시킬 수 있는 특별히 상승된 효과를 나타낼 수 있다.
본 결과물(특허)은 2021년도 교육부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 지자체-대학 협력기반 지역혁신 사업의 결과물이다. (2021RIS-002)
10 : 3상 델타(△)형 전원
11 : 3상 델타(△)형 제1 전원
12 : 3상 델타(△)형 제2 전원
13 : 3상 델타(△)형 제3 전원
15 : 3상 와이(Y)형 전원
16 : 3상 와이(Y)형 제1 전원
17 : 3상 와이(Y)형 제2 전원
18 : 3상 와이(Y)형 제3 전원
21 : 제1-1 단상전원 기반의 전원장치
22 : 제1-1 AC-DC 역률개선부
23 : 제1-1 DC-DC 컨버터부
24 : 제1-2 단상전원 기반의 전원장치
25 : 제1-2 AC-DC 역률개선부
26 : 제1-2 DC-DC 컨버터부
31 : 제2-1 단상전원 기반의 전원장치
32 : 제2-1 AC-DC 역률개선부
33 : 제2-1 DC-DC 컨버터부
34 : 제2-2 단상전원 기반의 전원장치
35 : 제2-2 AC-DC 역률개선부
36 : 제2-2 DC-DC 컨버터부
41 : 제3-1 단상전원 기반의 전원장치
42 : 제3-1 AC-DC 역률개선부
43 : 제3-1 DC-DC 컨버터부
44 : 제3-2 단상전원 기반의 전원장치
45 : 제3-2 AC-DC 역률개선부
46 : 제3-2 DC-DC 컨버터부
50 : 배터리부
51 : 3상전원의 제1 전원선
52 : 3상전원의 제2 전원선
53 : 3상전원의 제3 전원선
61 : 제1 전류센서
62 : 제2 전류센서
63 : 제3 전류센서
64 : 출력전압 센서
65 : 출력전류 센서
70 : 교번(交番) 제어부
71 : 입력단 전류검출부
72 : 출력단 전압 및 전류검출부
73 : 전원장치 제어신호부
DC+ : (+) 직류출력
DC- : (-) 직류출력
Io : 3상전원 기반의 충전시스템의 출력 전류
Io1 : 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)의 출력 전류
Io2 : 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)의 출력 전류
Io3 : 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)의 출력 전류
Vcon1 : 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)의 제어 신호
Vcon2 : 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)의 제어 신호
Vcon3 : 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)의 제어 신호

Claims (8)

  1. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서,
    제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10);
    상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51);
    상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52);
    상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53);
    상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21);
    상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31);
    상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41);
    상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)을 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템.
  2. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서,
    제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15);
    상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51);
    상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52);
    상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53);
    상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21);
    상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31);
    상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41);
    상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50)을 포함하는 3상전원 기반의 충전시스템.
  3. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)는 AC-DC 역률개선부 및 DC-DC 컨버터부로 구성되는 것을 특징으로 하는 3상전원 기반의 충전시스템.
  4. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)의 출력전류는 100A 이상의 대전류 출력이 가능한 것을 특징으로 하는 3상전원 기반의 충전시스템.
  5. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 3상전원 기반의 충전시스템의 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)는 중성선(Neutral Line)을 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 3상전원 기반의 충전시스템.
  6. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 3상전원 기반의 충전시스템에서 상기 제1-1, 제2-1, 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(21,31,41)가 1 주기인 t1 내지 t4가 360도에서 운전하는 경우,
    제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/3 주기인 t1 내지 t2인 0 내지 120도 범위에서 제어(Vcon1)되며;
    제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/3 주기인 t2 내지 t3인 120 내지 240도 범위에서 제어(Vcon2)되며;
    제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/3 주기인 t3 내지 t4인 240 내지 360도 범위에서 제어(Vcon3)되는 것을 특징으로 하는 3상전원 기반의 충전시스템.
  7. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서,
    제1,2,3 전원(11,12,13)이 델타(△)로 구성된 3상 델타(△)형 전원(10);
    상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,2 전원(11,12)의 접속점에 연결된 제1 전원선(51);
    상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제2,3 전원(12,13)의 접속점에 연결된 제2 전원선(52);
    상기 3상 델타(△)형 전원(10)의 상기 제1,3 전원(11,13)의 접속점에 연결된 제3 전원선(53);
    상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21);
    상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24);
    상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31);
    상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34);
    상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41);
    상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44);
    상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50);
    상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)가 1 주기인 360도에서 운전하는 경우,
    제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/6 주기인 0 내지 60도 범위에서 제어되며;
    제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24)는 1/6 주기인 60 내지 120도 범위에서 제어되며;
    제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31)는 1/6 주기인 120 내지 180도 범위에서 제어되며;
    제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34)는 1/6 주기인 180 내지 240도 범위에서 제어되며;
    제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41)는 1/6 주기인 240 내지 300도 범위에서 제어되며;
    제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44)는 1/6 주기인 300 내지 360도 범위에서 제어되는 것을 특징으로 하는 3상전원 기반의 충전시스템.
  8. 3상전원 기반의 충전시스템에 있어서,
    제1,2,3 전원(16,17,18)이 와이(Y)로 구성된 3상 와이(Y)형 전원(15);
    상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제1 전원(16)과 연결된 제1 전원선(51);
    상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제2 전원(17)과 연결된 제2 전원선(52);
    상기 3상 와이(Y)형 전원(15)의 상기 제3 전원(18)과 연결된 제3 전원선(53);
    상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21);
    상기 제1 전원선(51) 및 제2 전원선(52)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24);
    상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-1 단상전원 기반의 전원장치(31);
    상기 제2 전원선(52) 및 제3 전원선(53)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제2-2 단상전원 기반의 전원장치(34);
    상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-1 단상전원 기반의 전원장치(41);
    상기 제3 전원선(53) 및 제1 전원선(51)을 입력받아 직류(DC) 전압을 출력하는 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(44);
    상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (+) 직류출력(DC+)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)의 (-) 직류출력(DC-)은 모두 병렬로 연결되며;
    상기 (+) 직류출력(DC+) 및 상기 (-) 직류출력(DC-)을 공급받아 충전하는 배터리부(50);
    상기 제1-1, 제1-2, 제2-1, 제2-2, 제3-1, 제3-2 단상전원 기반의 전원장치(21,24,31,34,41,44)가 1 주기인 360도에서 운전하는 경우,
    제1-1 단상전원 기반의 전원장치(21)는 1/6 주기인 0 내지 60도 범위에서 제어되며;
    제1-2 단상전원 기반의 전원장치(24)는 1/6 주기인 60 내지 120도 범위에서 제어되며;
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