KR20240094570A - 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 ldc, 양방향 ldc의 제어방법 및 양방향 ldc 시스템 - Google Patents

무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 ldc, 양방향 ldc의 제어방법 및 양방향 ldc 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240094570A
KR20240094570A KR1020220176963A KR20220176963A KR20240094570A KR 20240094570 A KR20240094570 A KR 20240094570A KR 1020220176963 A KR1020220176963 A KR 1020220176963A KR 20220176963 A KR20220176963 A KR 20220176963A KR 20240094570 A KR20240094570 A KR 20240094570A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switch
synchronous rectification
voltage
ldc
bidirectional
Prior art date
Application number
KR1020220176963A
Other languages
English (en)
Inventor
정안열
오민석
Original Assignee
에이치엘만도 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 에이치엘만도 주식회사 filed Critical 에이치엘만도 주식회사
Priority to KR1020220176963A priority Critical patent/KR20240094570A/ko
Priority to US18/385,081 priority patent/US20240204672A1/en
Publication of KR20240094570A publication Critical patent/KR20240094570A/ko

Links

Classifications

    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • 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
    • H02M3/325—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters
    • 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
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H02M1/342—Active non-dissipative snubbers
    • 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
    • H02M3/325—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/3353—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having at least two simultaneously operating switches on the input side, e.g. "double forward" or "double (switched) flyback" converter
    • 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
    • H02M3/325—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • 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
    • H02M3/325—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—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 using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • 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
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck converters
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 양단이 각각 고전압 배터리 및 저전압 배터리와 연결되고, 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 LDC(Low DC-DC Converter)에 있어서, 제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치 중 어느 하나가 온 동작 시 상기 저전압 배터리와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 상기 고전압 배터리와 연결되는 고전압단으로 전송하고, 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치가 오프 동작 시 상기 무손실 스너버 회로의 제1스위치를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행한다.

Description

무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 LDC, 양방향 LDC의 제어방법 및 양방향 LDC 시스템{Bidirectional Low DC-DC Converter including lossless snubber circuit, the control method of bidirectional LDC and bidirectional LDC system}
본 발명은 양방향 LDC, 양방향 LDC의 제어방법 및 양방향 LDC 시스템에 관한 것이다.
내연기관이 적용된 차량에 장착되는 전장부품들, 예를 들어, 전조등, 와이퍼, 제어기 등은 대부분 12V 전압으로 동작한다. 이러한 사양들은 통합 충전 시스템(ICCU, Integrated Charging Control Unit)이 적용되는 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)나 전기 자동차(EV) 시스템에도 동일하게 적용된다.
기존 ICCU는 고전압 배터리로부터 전력을 공급받아 저전압 배터리(예를 들어 12V)를 충전하거나, 전장부품들을 충전하는 단방향으로 LDC를 개발해왔다.
하지만 최근에는 ICCU의 리던던시 등 다양한 이유로 저전압 배터리를 이용하여 고전압 배터리를 충전하는 요구사항이 생기면서 LDC를 단방향에서 양방향으로 개발을 진행하는 추세이다.
한편, LDC의 저전압단은 단가를 낮추면서 동작이 가능하도록 동기 정류 스위치(SR, Synchronous Rectifier)를 적용하는데, 양방향 LDC에서 승압 동작 시 스위칭 듀티 0.5 이하 구간에서는 전류 패스가 끊기면서 동기 정류 스위치에 높은 스파이크 전압이 인가되고, 이로 인해 동기 정류 스위치가 소손이 되는 문제를 야기한다.
도 1에 도시된 종래의 LDC의 경우, 동기 정류 스위치의 스위칭 듀티가 0.5 이하인 구간에서도 문제없이 동작하기 위해 다이오드, 저항, 커패시터를 포함하는 보호 회로(10)를 포함하고 있다.
그러나, 종래 보호 회로(10)는 내부 저항을 통해 지속적으로 전류가 흐르기 때문에 손실 및 열이 발생되어 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 내부 저항의 저항값을 잘못 설계 시, 보호 회로(10)뿐 아니라 동기 정류 스위치, 나아가 LDC가 소손되는 문제가 존재한다.
본 발명의 목적은 양방향 LDC가 승압 동작하는 경우에도 손실 없이 회로의 소손을 방지하는 양방향 LDC, 양방향 LDC의 제어방법 및 양방향 LDC 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 보다 내구성 높은 양방향 LDC, 양방향 LDC의 제어방법 및 양방향 LDC 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양단이 각각 고전압 배터리 및 저전압 배터리와 연결되고, 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 LDC(Low DC-DC Converter)에 있어서, 제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치 중 어느 하나가 온 동작 시 상기 저전압 배터리와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 상기 고전압 배터리와 연결되는 고전압단으로 전송하고, 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치가 오프 동작 시 상기 무손실 스너버 회로의 제1스위치를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행한다.
상기 무손실 스너버 회로는, 상기 제1스위치; 상기 제1스위치 전단에 연결되고, 2개의 다이오드 및 제1커패시터로 구성되는 전압 클램핑 회로; 및 상기 제1스위치 후단에 연결되고, 1개의 다이오드 및 인덕터로 구성되는 환류 회로를 포함할 수 있다.
상기 양방향 LDC는, 상기 고전압단과 병렬 연결되고, 공급되는 전압을 충전하는 제2커패시터; 상기 제2커패시터에 병렬 연결되고, 풀브릿지(full-bridge)로 구성되는 복수의 스위치를 포함하는 제1스위칭부; 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치를 포함하는 제2스위칭부; 상기 제1스위칭부와 연결되는 1차 코일 및 상기 제2스위칭부와 연결되는 2차 코일로 구성되는 변압기; 상기 저전압단과 병렬 연결되고, 공급되는 전압을 충전하는 제3커패시터;를 더 포함할 수 있다.
상기 양방향 LDC는, 승압 모드에서 상기 제2스위칭부가 온 동작 시, 상기 제3커패시터에 충전된 전압이 상기 변압기에 의해 승압되어 상기 제2커패시터에 전송되는 것을 특징으로 한다.
상기 양방향 LDC는, 강압 모드에서 상기 제1스위칭부가 풀브릿지 동작 수행 시, 상기 제2커패시터에 충전된 전압이 상기 변압기에 의해 강압되어 상기 제3커패시터에 전송되는 것을 특징으로 한다.
상기 양방향 LDC는, 상기 제2스위칭부가 오프 동작 시, 상기 제1스위치가 온 동작함에 따라 상기 전압 클램핑 회로에 의해 상기 제1커패시터에 대응하는 제1전압으로 클램핑되는 것을 특징으로 한다.
상기 양방향 LDC는, 상기 제2스위칭부가 온 동작 시, 상기 환류 회로와 상기 제3커패시터로 구성된 루프로 잔류 전류가 흐르는 것을 특징으로 한다.
상기 제1동기 정류 스위치, 제2동기 정류 스위치 및 제1스위치는 프로세서로부터 수신한 제어신호에 기초하여 온 동작 혹은 오프 동작할 수 있다.
상기 제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치의 스위칭 듀티가 0.5 이하인 경우, 상기 제1스위치는 상기 프로세서로부터 수신한 제어신호에 기초하여 온 동작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양단이 각각 고전압 배터리 및 저전압 배터리와 연결되고, 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 LDC(Low DC-DC Converter)의 제어방법에 있어서, 제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치 중 어느 하나가 온 동작 시 상기 저전압 배터리와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 상기 고전압 배터리와 연결되는 고전압단으로 전송하는 단계; 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치가 오프 동작 시 상기 무손실 스너버 회로의 제1스위치를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 고전압단으로 전송하는 단계는, 승압 모드에서 상기 제2스위칭부가 온 동작 시, 상기 제3커패시터에 충전된 전압을 상기 변압기에 의해 승압하여 상기 제2커패시터에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어방법은, 강압 모드에서 상기 제1스위칭부가 풀브릿지 동작 수행 시, 상기 제2커패시터에 충전된 전압을 상기 변압기에 의해 강압하여 상기 제3커패시터에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하는 단계는, 상기 제2스위칭부가 오프 동작 시, 상기 제1스위치가 온 동작함에 따라 상기 전압 클램핑 회로에 의해 상기 제1커패시터에 대응하는 제1전압으로 클램핑하는 단계를 포함할 수 있다..
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 LDC(Low DC-DC Converter) 시스템에 있어서, 제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치 중 어느 하나가 온 동작 시 저전압 배터리와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 고전압 배터리와 연결되는 고전압단으로 전송하고, 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치가 오프 동작 시 무손실 스너버 회로의 제1스위치를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하는 양방향 LDC; 및 상기 제1동기 정류 스위치, 제2동기 정류 스위치 및 제1스위치가 온 동작 혹은 오프 동작하도록 제어하는 프로세서를 포함한다.
상기 프로세서는, 상기 고전압 배터리와 상기 저전압 배터리 각각의 전압에 따라 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치의 스위칭 듀티를 식별하고, 상기 스위칭 듀티가 0.5 이하인 경우, 상기 무손실 스너버 회로를 활성화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 LDC가 승압 동작하는 경우에도 회로의 에너지 손실이나 열 발생을 줄여 에너지 효율을 높이고, 통합 충전 시스템의 내부 온도를 일정하게 유지하여 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 LDC가 승압 동작하는 경우에도 회로의 소손을 방지하여 제품 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 LDC의 효용성을 높일 수 있고, 장기적으로는 제품의 내구성 확보가 가능하며, 양산 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 LDC를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 LDC 시스템을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 LDC를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 LDC의 동작 모습을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 LDC 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 양방향 LDC 시스템(1)(이하 시스템(1)이라 한다.)은 양방향 LDC(100)와 프로세서(200)를 포함한다.
양방향 LDC(100)는 일단은 고전압 배터리(20)와 연결되고 타단은 저전압 배터리(30)에 연결되어 전원 공급 및 배터리를 충전하도록 양단의 전압을 상호 변환하는 장치이다. 보다 구체적인 양방향 LDC(100)의 구성 및 회로 구조는 도 3을 참조하여 설명한다.
프로세서(200)는 프로그램 등 소프트웨어를 실행하여 차량의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 특히, 프로세서(200)는 통합 충전 시스템이나 배터리 관리 시스템에 장착되어 양방향 LDC(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(200)는 전자 제어 유닛(Electronic control unit, ECU), 마이크로 제어 유닛(Micro control unit, MCU), 마이크로 프로세서일 수 있다. 나아가, 프로세서(200)는 프로그램 등 소프트웨어를 실행하여 차량 내 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 이외에도 프로세서(200)는 CAN 통신, LIN 통신 등을 이용하여 ICCU 내 다른 구성요소, 차량 내 다른 구성요소와 통신할 수 있다.
한편, 도 2에는 양방향 LDC(100)에 연결되는 고전압 배터리(20)와 저전압 배터리(30)는 각각 1개인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 양방향 LDC(100)에 복수의 고전압 배터리들 및/또는 복수의 저전압 배터리가 연결될 수 있다. 혹은 통합 충전 시스템 내 각 고전압 배터리 및/또는 각 저전압 배터리 별로 양방향 LDC(100)가 장착될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 양방향 LDC(100)는 각 일단에 하나의 고전압 배터리(20)와 저전압 배터리(30)가 연결된 것으로 가정하고 설명한다.
프로세서(200)는 고전압 배터리(20), 저전압 배터리(30) 혹은 다른 차량의 구성요소로부터 강압 동작 혹은 승압 동작을 수행하는 요청신호를 수신하거나, 특정 조건 하에서 강압 동작 혹은 승압 동작의 수행이 필요한 것으로 식별할 수 있다.
이하 본 발명에서 강압 동작을 수행하는 경우 강압 모드, 승압 동작을 수행하는 경우 승압 모드라고도 한다.
앞서 서술한 바와 같이, LDC는 고전압 배터리의 고전압을 저전압으로 변환하여 전장부품들에 공급하거나, 저전압 배터리를 충전하는 장치로 일방향으로 전력을 공급할 수 있었다. 그러나, 최근 저전압 배터리로도 고전압 배터리를 충전할 수 있도록 하는 양방향 LDC가 개발되어 강압 동작(Buck)뿐 아니라 승압 동작(Boost)도 가능하게 되었다.
본 발명에서는 양방향 LDC의 승압 과정에서 저전압단의 스위치 등에 발생할 수 있는 스파크를 장치의 소손 없이 효율적으로 방지할 수 있는 무손실 스너버를 포함하는 양방향 LDC(100)에 대해 제안한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 LDC(100)의 구성 및 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 LDC(100)를 도시한 도면이다.
양방향 LDC(100)는 크게 무손실 스너버 회로(110), 고전압단과 병렬 연결되는 커패시터(C2, 120)(제2커패시터(120)라 한다.), 제1스위칭부(130), 제2스위칭부(140), 변압기(150), 저전압단과 병렬 연결되는 커패시터(C3, 160)(제3커패시터(160)라 한다.)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무손실 스너버 회로(110)는 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하기 위한 회로로써, 제1스위치(111), 제1스위치(111)의 전단에 연결되는 전압 클램핑 회로(112) 및 제1스위치(111)의 후단에 연결되는 환류 회로(113)를 포함한다.
양방향 LDC(100)는 승압 동작 중 무손실 스너버 회로(110)의 동작이 필요한 경우 제1스위치(111)를 온 동작시킨다. 이때, 양방향 LDC(100)는 프로세서(200)로부터 무손실 스너버 회로(110)의 제1스위치(111)를 온 동작시키는 제어신호를 수신할 수 있다. 제1스위치(111)는 모스펫(MOSFET) 스위치로 구현될 수 있다.
프로세서(200)는 고전압 배터리(20)의 전력, 저전압 배터리(30)의 전압, 전력 등을 이용하여 제1스위치(111), 제1스위칭부(130) 및 제2스위칭부(140)의 스위칭 듀티를 식별하고, 스위칭 듀티에 따라 제어신호를 생성하여 각 스위치를 온 동작 혹은 오프 동작하도록 제어한다. 프로세서(200)는 제2스위칭부(140)의 스위칭 듀티가 0.5 이하인 경우, 무손실 스너버 회로(110)를 활성화시킬 수 있다.
전압 클램핑 회로(112)는 제1스위치(111)의 전단에 연결되고, 2개의 다이오드(D1, D2) 및 제1커패시터(C1)로 구성된다. 환류 회로(113)는 제1스위치(111)의 후단에 연결되고, 1개의 다이오드(D3) 및 인덕터(L1)로 구성된다. 전압 클램핑 회로(112)와 환류 회로(113)가 동작하는 모습은 도 4를 참조하여 설명한다.
제2커패시터(120)는 고전압단과 병렬 연결되어, 강압 동작 시 고전압단에 연결되는 고전압 배터리(20)로부터 수신한 전압을 충전하거나, 승압 동작 시 저전압단에 연결되는 저전압 배터리(30)로부터 승압된 전압을 수신한다.
제1스위칭부(130)는 제2커패시터(120)에 병렬 연결되고, 풀브릿지(full-bridge)로 구성되는 복수의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)를 포함한다. 복수의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)는 모스펫(MOSFET) 스위치로 구현될 수 있으며, 위상 천이(Phase shift) 제어 방식에 의해 제어될 수 있다.
제1스위칭부(130)는 순서대로 1) SW1, SW4이 온 동작하고(SW2, SW3은 오프 동작), 2) SW1, SW3이 온 동작하고(SW2, SW4는 오프 동작), 3) SW2, SW3이 온 동작하고(SW1, SW4는 오프 동작), 4) SW2, SW4가 온 동작한다(SW1, SW3은 오프 동작).
이와 같이 순차적으로 스위칭 동작하는 것을 풀브릿지 동작이라고 하며, 양방향 LDC(100)는 풀브릿지 동작을 계속해서 반복하며 고전압 배터리(20)로부터 수신한 전력을 변압기(150) 측으로 전달하거나, 혹은 변압기(150)로부터 수신한 전력을 고전압 배터리(20)로 전달하여 고전압 배터리(20)를 충전한다.
제1스위칭부(130)가 풀브릿지 동작 수행 시, 강압 모드에서 제2커패시터(120)에 충전된 전압이 변압기(150)에 의해 강압되어 제3커패시터(160)에 전송된다. 이 과정에서 제2스위칭부(140)가 온 동작을 수행함은 당연하다.
제2스위칭부(140)는 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2) 중 어느 하나가 온 동작 시, 승압 모드에서 저전압 배터리(30)와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 고전압 배터리(20)와 연결되는 고전압단으로 전송한다. 마찬가지로, 이 과정에서 제1스위칭부(130)가 풀브릿지 동작을 수행함은 당연하다.
구체적으로, 승압 모드에서 제2스위칭부(140)가 온 동작 시, 제3커패시터(160)에 충전된 전압이 변압기(150)에 의해 승압되고, 제1스위칭부(30)의 풀 브릿지 동작을 통해 제2커패시터(120)에 전송된다.
이때, 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)는 프로세서(200)가 식별한 스위치 별 스위칭 듀티에 따라 동시에 온 동작할 수도 있다.
반면에, 프로세서(200)가 식별한 스위치 별 스위칭 듀티에 따라 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)가 모두 오프 동작하는 경우, 인덕터에 의한 유도전류로 인해 임펄스 전압이 발생한다. 이때 생기는 임펄스 전압은 전원 전압에 비해 아주 높은 값을 가지기 때문에 회로, 특히 동기 정류 스위치를 손상시키거나 노이즈를 발생시킬 수 있다.
이를 완화하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)가 오프 동작 시 무손실 스너버 회로(110)의 제1스위치(111)를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행한다.
이때, 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2) 중 어느 하나가 온 동작하는 것은 제2스위칭부(140)가 온 동작하는 것이고, 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)가 모두 오프 동작하는 것을 제2스위칭부(140)가 오프 동작하는 것으로 설명한다.
변압기(150)는 제1스위칭부(130)와 연결되는 1차 코일 및 제2스위칭부(140)와 연결되는 2차 코일로 구성되며, 코일 감은 권수에 따라 승압 혹은 강압 동작을 수행한다.
제3커패시터(160)는 저전압단과 병렬 연결되어, 강압 동작 시 고전압단에 연결되는 고전압 배터리(20)로부터 강압된 전압을 수신하거나, 승압 동작 시 저전압단에 연결되는 저전압 배터리(30)로부터 수신한 전압을 충전한다.
이 외에도 양방향 LDC(100)는 비교적 높은 주파수의 전류의 통과를 저지하고, 직류나 비교적 낮은 주파수의 전류만을 통과시키는 초크 코일을 추가로 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 LDC의 동작 모습을 도시한 도면이다.
도 4에서는 양방향 LDC(100)가 승압 모드인 경우 동작 과정을 도시한다. 이때, 양방향 LDC(100)의 회로 구성은 도 3과 동일한 바, 각 구성의 참조 번호나 기능은 도 3을 참조하여 서술한 내용을 인용한다.
먼저 도 4의 좌측 상단 회로를 살펴보면, 제1동기 정류 스위치(SR1)는 온 동작하고, 제2동기 정류 스위치(SR2)는 오프 동작하여 저전압 배터리(30)로부터 변압기(150)로 전력이 전달된다. 이때, 무손실 스너버 회로(110)의 제1스위치(111)는 오프 동작한다.
그 다음 우측 상단 회로에서 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)가 오프 동작할 때, 제1스위치(111)는 온 동작한다. 앞서 서술한 바와 같이, 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)의 온 동작/오프 동작은 스위칭 듀티에 의해 결정되는데, 일반적으로 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)의 스위칭 듀티가 0.5 이하인 경우, 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)가 모두 오프 동작하는 경우가 발생한다.
이때, 발생하는 유도 기전력은 전압 클램핑 회로(112)에서 제1커패시터(C1)에 대응하는 제1전압으로 클램핑되고, 전류는 전압 클램핑 회로(112)와 환류 회로(113)를 돌면서 서서히 소멸된다. 이때, 이러한 전류가 흐르는 경로를 환류 경로(free-wheeling path)라 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 전압 클램핑 회로(112)와 환류 회로(113)에 저항 소자가 포함되지 않은 바, 발열이 일어난다거나 저항 설계에 기초한 회로 소손의 발생 염려가 없다.
그 다음 우측 하단 회로에서 제1동기 정류 스위치(SR1)는 오프 동작하고, 제2동기 정류 스위치(SR2)는 온 동작하여 저전압 배터리(30)로부터 변압기(150)로 전력이 전달된다. 이때, 무손실 스너버 회로(110)의 제1스위치(111)는 오프 동작한다.
이와 같이 다시 제2스위칭부(140)가 온 동작 시, 환류 회로(113)와 제3커패시터(160)로 구성된 루프에 잔류 전류가 흐른다. 잔류 전류는 제2스위칭부(140)가 오프 동작함에 따라 발생한 전류가 무손실 스너버 회로(110)에서 흐르다가 미처 소멸되지 못한 전류이다. 제1스위치(111)가 오프 동작 함으로써 남은 전류는 자연스레 환류 회로(113)와 제3커패시터(160)로 구성된 루프로 돌게 된다. 이 경우에도 회로 내 저항 소자가 포함되지 않은 바, 발열이 일어난다거나 저항 설계에 기초한 회로 소손의 발생 염려가 없다.
그 다음 좌측 하단 회로에서 우측 상단 회로와 마찬가지로 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)가 오프 동작할 때, 제1스위치(111)는 온 동작한다.
제2스위칭부(140)가 오프 동작함으로써 발생하는 유도 기전력은 전압 클램핑 회로(112)에서 제1커패시터(C1)에 대응하는 제1전압으로 클램핑되고, 전류는 전압 클램핑 회로(112)와 환류 회로(113)를 돌면서 서서히 소멸된다. 이때, 완전히 소멸되지 않은 잔류 전류는 제2스위칭부(140)가 다시 온 동작할 때 환류 회로(113)와 제3커패시터(160)로 구성된 루프에 흐를 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 동작 흐름 다양한 동작 과정 중 하나의 예시에 지나지 않으며, 도 4에 국한되어 수행되는 것은 아니다. 따라서, 제2스위칭부(140)의 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2)가 번갈아가면서 연속적으로 온 동작/ 오프 동작하거나, 제2스위칭부(140)의 제1동기 정류 스위치(SR1) 및 제2동기 정류 스위치(SR2) 모두가 온 동작하는 등 다양한 경우가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 LDC가 승압 동작하는 경우에도 회로의 에너지 손실이나 열 발생을 줄여 에너지 효율을 높이고, 통합 충전 시스템의 내부 온도를 일정하게 유지하여 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 LDC가 승압 동작하는 경우에도 회로의 소손을 방지하여 제품 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향 LDC의 효용성을 높일 수 있고, 장기적으로는 제품의 내구성 확보가 가능하며, 양산 품질이 향상될 수 있다.
1: 양방향 LDC 시스템
20: 고전압 배터리
30: 저전압 배터리
100: 양방향 LDC
110: 무손실 스너버 회로
111: 제1스위치
112: 전압 클램핑 회로
113: 환류 회로
120: 제2커패시터
130: 제1스위칭부
140: 제2스위칭부
150: 변압기
160: 제3커패시터
200: 프로세서

Claims (20)

  1. 양단이 각각 고전압 배터리 및 저전압 배터리와 연결되고, 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 LDC(Low DC-DC Converter)에 있어서,
    제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치 중 어느 하나가 온 동작 시 상기 저전압 배터리와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 상기 고전압 배터리와 연결되는 고전압단으로 전송하고,
    상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치가 오프 동작 시 상기 무손실 스너버 회로의 제1스위치를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하는 양방향 LDC.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무손실 스너버 회로는,
    상기 제1스위치;
    상기 제1스위치 전단에 연결되고, 2개의 다이오드 및 제1커패시터로 구성되는 전압 클램핑 회로; 및
    상기 제1스위치 후단에 연결되고, 1개의 다이오드 및 인덕터로 구성되는 환류 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고전압단과 병렬 연결되고, 공급되는 전압을 충전하는 제2커패시터;
    상기 제2커패시터에 병렬 연결되고, 풀브릿지(full-bridge)로 구성되는 복수의 스위치를 포함하는 제1스위칭부;
    상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치를 포함하는 제2스위칭부;
    상기 제1스위칭부와 연결되는 1차 코일 및 상기 제2스위칭부와 연결되는 2차 코일로 구성되는 변압기;
    상기 저전압단과 병렬 연결되고, 공급되는 전압을 충전하는 제3커패시터;를 더 포함하는 양방향 LDC.
  4. 제3항에 있어서,
    승압 모드에서 상기 제2스위칭부가 온 동작 시, 상기 제3커패시터에 충전된 전압이 상기 변압기에 의해 승압되어 상기 제2커패시터에 전송되는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC.
  5. 제3항에 있어서,
    강압 모드에서 상기 제1스위칭부가 풀브릿지 동작 수행 시, 상기 제2커패시터에 충전된 전압이 상기 변압기에 의해 강압되어 상기 제3커패시터에 전송되는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2스위칭부가 오프 동작 시, 상기 제1스위치가 온 동작함에 따라 상기 전압 클램핑 회로에 의해 상기 제1커패시터에 대응하는 제1전압으로 클램핑되는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2스위칭부가 온 동작 시, 상기 환류 회로와 상기 제3커패시터로 구성된 루프로 잔류 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1동기 정류 스위치, 제2동기 정류 스위치 및 제1스위치는 프로세서로부터 수신한 제어신호에 기초하여 온 동작 혹은 오프 동작하는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치의 스위칭 듀티가 0.5 이하인 경우, 상기 제1스위치는 상기 프로세서로부터 수신한 제어신호에 기초하여 온 동작하는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC.
  10. 양단이 각각 고전압 배터리 및 저전압 배터리와 연결되고, 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 LDC(Low DC-DC Converter)의 제어방법에 있어서,
    제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치 중 어느 하나가 온 동작 시 상기 저전압 배터리와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 상기 고전압 배터리와 연결되는 고전압단으로 전송하는 단계;
    상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치가 오프 동작 시 상기 무손실 스너버 회로의 제1스위치를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하는 단계를 포함하는 양방향 LDC의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무손실 스너버 회로는, 상기 제1스위치; 상기 제1스위치 전단에 연결되고, 2개의 다이오드 및 제1커패시터로 구성되는 전압 클램핑 회로; 및 상기 제1스위치 후단에 연결되고, 1개의 다이오드 및 인덕터로 구성되는 환류 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 양방향 LDC는, 상기 고전압단과 병렬 연결되고, 공급되는 전압을 충전하는 제2커패시터; 상기 제2커패시터에 병렬 연결되고, 풀브릿지(full-bridge)로 구성되는 복수의 스위치를 포함하는 제1스위칭부; 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치를 포함하는 제2스위칭부; 상기 제1스위칭부와 연결되는 1차 코일 및 상기 제2스위칭부와 연결되는 2차 코일로 구성되는 변압기; 상기 저전압단과 병렬 연결되고 공급되는 전압을 충전하는 제3커패시터;를 더 포함하는 양방향 LDC의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 고전압단으로 전송하는 단계는,
    승압 모드에서 상기 제2스위칭부가 온 동작 시, 상기 제3커패시터에 충전된 전압을 상기 변압기에 의해 승압하여 상기 제2커패시터에 전송하는 단계를 포함하는 양방향 LDC의 제어방법.
  14. 제12항에 있어서,
    강압 모드에서 상기 제1스위칭부가 풀브릿지 동작 수행 시, 상기 제2커패시터에 충전된 전압을 상기 변압기에 의해 강압하여 상기 제3커패시터에 전송하는 단계를 더 포함하는 양방향 LDC의 제어방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하는 단계는,
    상기 제2스위칭부가 오프 동작 시, 상기 제1스위치가 온 동작함에 따라 상기 전압 클램핑 회로에 의해 상기 제1커패시터에 대응하는 제1전압으로 클램핑하는 단계를 포함하는 양방향 LDC의 제어방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2스위칭부가 온 동작 시, 상기 환류 회로와 상기 제3커패시터로 구성된 루프로 잔류 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC의 제어방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제1동기 정류 스위치, 제2동기 정류 스위치 및 제1스위치는 프로세서로부터 수신한 제어신호에 기초하여 온 동작 혹은 오프 동작하는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치의 스위칭 듀티가 0.5 이하인 경우, 상기 제1스위치는 상기 프로세서로부터 수신한 제어신호에 기초하여 온 동작하는 것을 특징으로 하는 양방향 LDC의 제어방법.
  19. 양방향 LDC(Low DC-DC Converter) 시스템에 있어서,
    제1동기 정류 스위치 및 제2동기 정류 스위치 중 어느 하나가 온 동작 시 저전압 배터리와 연결되는 저전압단의 전압을 승압하여 고전압 배터리와 연결되는 고전압단으로 전송하고, 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치가 오프 동작 시 무손실 스너버 회로의 제1스위치를 온 동작하여 전압 클램핑 동작 및 환류 동작을 수행하는 양방향 LDC; 및
    상기 제1동기 정류 스위치, 제2동기 정류 스위치 및 제1스위치가 온 동작 혹은 오프 동작하도록 제어하는 프로세서를 포함하는 양방향 LDC 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 고전압 배터리와 상기 저전압 배터리 각각의 전압에 따라 상기 제1동기 정류 스위치 및 상기 제2동기 정류 스위치의 스위칭 듀티를 식별하고,
    상기 스위칭 듀티가 0.5 이하인 경우, 상기 무손실 스너버 회로를 활성화시키는 양방향 LDC 시스템.
KR1020220176963A 2022-12-16 2022-12-16 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 ldc, 양방향 ldc의 제어방법 및 양방향 ldc 시스템 KR20240094570A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220176963A KR20240094570A (ko) 2022-12-16 2022-12-16 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 ldc, 양방향 ldc의 제어방법 및 양방향 ldc 시스템
US18/385,081 US20240204672A1 (en) 2022-12-16 2023-10-30 Bidirectional low dc-dc converter including lossless snubber circuit, control method of bidirectional ldc and bidirectional ldc system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220176963A KR20240094570A (ko) 2022-12-16 2022-12-16 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 ldc, 양방향 ldc의 제어방법 및 양방향 ldc 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240094570A true KR20240094570A (ko) 2024-06-25

Family

ID=91472244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220176963A KR20240094570A (ko) 2022-12-16 2022-12-16 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 ldc, 양방향 ldc의 제어방법 및 양방향 ldc 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20240204672A1 (ko)
KR (1) KR20240094570A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240204672A1 (en) 2024-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5035978B2 (ja) 車両用ｄｃｄｃコンバータ装置
KR102565896B1 (ko) 전기 또는 하이브리드 차량용 전기 충전 시스템
JP5786325B2 (ja) 電力変換回路システム
US20040179381A1 (en) Two-way DC-DC converter
JP5015807B2 (ja) 電源制御装置
US20070041222A1 (en) Dc-dc converter
WO2005057768A1 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
WO2012168983A1 (ja) 充電装置
WO2020158053A1 (ja) 電源システム及びそれを備えた車両
US11230201B2 (en) System of charging battery of vehicle and method for controlling the same
CN101712284A (zh) 用于将功率逆变器与变压器联接的汽车电气系统
KR101734210B1 (ko) 양방향 직류-직류 컨버터
US20050088865A1 (en) High power switching converter
KR20220085934A (ko) 양방향 절연형 dc-dc 컨버터 및 그 제어장치와 운용방법
JP3042528B1 (ja) 充電装置
US11431253B2 (en) Large capacity bidirectional isolated DC-DC converter and control method thereof
US20220166332A1 (en) Parallel interleaving operated bidirectional dc-dc converter and method and apparatus for controlling the same
KR20240094570A (ko) 무손실 스너버 회로를 포함하는 양방향 ldc, 양방향 ldc의 제어방법 및 양방향 ldc 시스템
JP2023518581A (ja) 双方向ｄｃ－ｄｃコンバータ
US20230121220A1 (en) Converter system for transferring power
EP1010867A1 (en) A voltage-regulator circuit for the electromagnetic driving of the valves of an internal combustion engine
KR101817903B1 (ko) 전기 자동차용 고강압 직류/직류 전력변환기
JP2000102177A (ja) ハイブリッド車用充電装置
CN110654251A (zh) 用于给牵引电网中的高压电池组充电的方法和牵引电网
KR102338378B1 (ko) 차량용 배터리 충전 시스템