KR20250048028A - 충전기, 충전기 제어 방법 및 차량 - Google Patents

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차오 왕
씽후이 왕
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Abstract

제어기(1), 교류 측 커패시터 어셈블리(2), 역률 보상 회로(3), 버스 커패시터 어셈블리(4), 및 DC-DC 컨버터(5)를 포함하는 충전기. 버스 커패시터 어셈블리(4)는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함한다. 교류 측 커패시터 어셈블리(4)는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 둘 모두에 연결된다. 충전기가 단상 교류 충전 모드에 있을 때, 제어기(1)는 교류 전압의 크기에 따라 역률 보상 회로(3)의 고주파 브리지 암의 온 듀티비를 동적으로 조정하여, 교류 측 커패시터 어셈블리(4)의 전압을 방전시키고, 교류 전류의 역률 보상을 수행하고, 역률 보상 회로로부터 출력되는 직류 전류를 DC-DC 컨버터(5)에 입력한다. 충전기 제어 방법 및 차량이 제공된다.

Description

충전기, 충전기 제어 방법 및 차량
관련 출원에 대한 상호 참조
본 개시내용은 2022년 8월 30자로 출원되고 발명의 명칭이 "충전기, 충전기 제어 방법, 차량"인 중국 특허출원 제202211050020.0호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 언급된 출원의 전체 내용은 참고로 본 명세서에 포함된다.
기술 분야
본 개시내용은 전력 전자 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전기, 충전기 제어 방법 및 차량에 관한 것이다.
충전기는 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 전력 시스템으로서, 일반적으로 전단에 역률 보상 회로(power factor correction circuit) 회로와 후단에 DC-DC 컨버터를 포함한다. AC 측과 DC측 사이의 순시 전력 차이를 밸런싱하도록 구성된 버스 커패시터가 PFC 회로와 DC-DC 컨버터 사이에 배열된다. 동작 동안에 충전기에서 공통 모드 전류 누설 문제가 발생한다. 따라서, 충전기에는 버스 커패시터와 AC 측 커패시터가 추가된다. 버스 커패시터의 중간점은 AC 측 커패시터의 중간점(midpoint)에 단락되어 3상 충전 동안 공통 모드 전류 누설 문제를 완화한다. 그러나, 버스 커패시터의 중간점을 AC 측 커패시터의 중간점으로 단락시키는 것은 새로운 문제를 도입한다. 예를 들어, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, 입력 전압이 제로(zero)를 교차할 때 입력 전류에 왜곡이 발생한다. 즉, 입력 전압이 제로를 교차할 때, 전류가 큰 양의 펄스 피크 또는 큰 음의 펄스 피크를 가지거나, 전류 파형이 심하게 왜곡되어 입력 전압을 잘 따라가지 못한다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 개시내용은 충전기, 충전기 제어 방법 및 차량을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시내용의 제1 양태에 따르면, 교류 측(AC 측) 커패시터 어셈블리, 역률 보상(PFC : power factor correction) 회로, 직류-직류(DC-DC) 컨버터, 버스 커패시터 어셈블리 및 제어기를 포함하는 충전기를 제공한다.
AC 측 커패시터 어셈블리의 일단은 AC 전원에 연결되도록 구성된다.
PFC 회로의 제1 단은 AC 전원 및 AC 측 커패시터 어셈블리의 일단에 연결되도록 구성된다.
버스 커패시터 어셈블리는 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 포함한다.
제1 커패시터의 일단은 PFC 회로의 제2 단 및 DC-DC 컨버터의 일단 둘 모두에 연결된다.
제2 커패시터의 일단은 제1 커패시터의 타단에 연결된다. 제2 커패시터의 타단은 PFC 회로의 제3단 및 DC-DC 컨버터의 타단 둘 모두에 연결된다.
제어기는 PFC 회로 및 DC-DC 컨버터 둘 모두에 연결되고, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, AC 전원의 전압에 기초하여 PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클(duty cycle)을 동적으로 조정하여, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하고, PFC 회로로부터 출력된 DC를 DC-DC 컨버터에 입력하여, DC-DC 컨버터가 DC에 대해 전압 변환을 수행하여 DC를 충전될 디바이스로 출력하게 하도록 구성된다.
제1 커패시터의 타단 및 제2 커패시터의 일단은 둘 모두 AC 측 커패시터 어셈블리의 타단에 연결된다.
선택적으로, PFC 회로는 M상 고주파 브리지 암들, M개의 코일들, 및 전력 주파수 브리지 암을 포함한다.
M상 고주파 브리지 암들의 제1 버스 단자는 제1 커패시터에 연결된다. M상 고주파 브리지 암들의 제2 버스 단자는 제2 커패시터에 연결된다.
M개의 코일들의 제1 단들은 일대일 대응 방식으로 M상 고주파 브리지 암들의 중간점들에 연결된다. M개의 코일들의 제2 단들은 AC 전원의 활선(live wire)에 연결된다.
전력 주파수 브리지 암의 일단은 제1 버스 단자 및 제1 커패시터 둘 모두에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 타단은 제2 버스 단자 및 제2 커패시터 둘 모두에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 중간점은 AC 전원의 중성선(neutral wire)에 연결되도록 구성된다.
M ≥ 1이고, AC 측 커패시터 어셈블리는 M개의 제3 커패시터들을 포함한다. M개의 제3 커패시터들의 제1 단들은 M개의 코일들의 제2 단들에 일대일 대응 방식으로 연결된다. M개의 제3 커패시터들의 제2 단들은 함께 연결되어 중성점을 형성한다. 중성점은 저항기를 통해 제1 커패시터 및 제2 커패시터 둘 모두에 연결된다.
선택적으로, 제어기는 M상 고주파 브리지 암들의 각각에 연결되고,
AC 전원의 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 이하이면, 목표 고주파 브리지 암이 턴 오프되도록 제어하고 - 목표 고주파 브리지 암은 단상 AC 충전 모드에서 사용되는 하나 이상의 고주파 브리지 암들을 포함함-;
충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전압이 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 전압이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 AC 전원에 대해 PFC를 수행하고 - 제1 미리 설정된 전압은 제2 미리 설정된 전압보다 작음 -;
충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압보다 크고, 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여, AC 측 캐패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 전압의 절대 값이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여, AC 전원에 대한 PFC를 수행하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는,
목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하고; 및
목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암과 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하도록 추가로 구성된다.
선택적으로, 목표 고주파 브리지 암은 다수의 고주파 브리지 암들을 포함한다.
제어기는, 미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하고, 미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 오프되도록 제어하고 상부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는 전력 주파수 브리지 암에 연결되고, 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때 전력 주파수 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하고 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하되, 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때 전력 주파수 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하고 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하도록 구성된다.
제2 양태에 따르면, 본 개시내용은 다음 단계들을 포함하는 충전기 제어 방법을 제공한다.
충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, AC 전원의 전압에 기초하여 PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클이 동적으로 조정되어, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행한다.
PFC 회로로부터 출력된 DC는 DC-DC 컨버터로 입력되어, DC-DC 컨버터가 DC에 대해 전압 변환을 수행하여 DC를 충전될 디바이스로 출력하게 한다.
충전기는 AC 측 커패시터 어셈블리, PFC 회로, 버스 커패시터 어셈블리 및 DC-DC 컨버터를 포함한다. PFC 회로의 제1 단은 AC 전원에 연결되도록 구성된다. 버스 커패시터 어셈블리는 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 포함한다. 제1 커패시터의 일단은 PFC 회로의 제2 단 및 DC-DC 컨버터의 일단 둘 모두에 연결된다. 제1 커패시터의 타단은 제2 커패시터의 일단에 연결된다. 제2 커패시터의 타단은 PFC 회로의 제3 단 및 DC-DC 컨버터의 타단 둘 모두에 연결된다. AC 측 커패시터 어셈블리의 일단은 AC 전원 및 PFC 회로의 제1 단 둘 모두에 연결되고, AC 측 커패시터 어셈블리의 타단은 제1 커패시터 및 제2 커패시터 둘 모두에 연결된다.
선택적으로, PFC 회로는 M상 고주파 브리지 암들, M개의 코일들, 및 전력 주파수 브리지 암을 포함하고, M ≥ 1이다.
M상 고주파 브리지 암들의 제1 버스 단자는 제1 커패시터에 연결된다. M상 고주파 브리지 암들의 제2 버스 단자는 제2 커패시터에 연결된다. M개의 코일들의 제1 단들은 M상 고주파 브리지 암들의 중간점들에 일대일 대응 방식으로 연결된다. M개의 코일들의 제2 단들은 AC 전원의 활선에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 일단은 제1 버스 단자 및 제1 커패시터 둘 모두에 연결되고, 전력 주파수 브리지 암의 타단은 제2 버스 단자 및 제2 커패시터 둘 모두에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 중간점은 AC 전원의 중성선에 연결되도록 구성된다. AC 측 커패시터 어셈블리는 M개의 제3 커패시터들을 포함한다. M개의 제3 커패시터들의 제1 단들은 M개의 코일들의 제2 단들에 일대일 대응 방식으로 연결된다. M개의 제3 커패시터들의 제2 단들은 함께 연결되어 중성점을 형성한다. 중성점은 저항기를 통해 제1 커패시터 및 제2 커패시터 둘 모두에 연결된다.
AC 전원의 전압에 기초하여 PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클이 동적으로 조정되어, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하는 단계는 다음 단계들을 포함한다.
AC 전원의 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 이하이면, 목표 고주파 브리지 암은 턴 오프되도록 제어된다. 목표 고주파 브리지 암은 단상 AC 충전 모드에서 사용되는 하나 이상의 고주파 브리지 암들을 포함한다.
충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전압이 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어되고 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어되어 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 전압이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어되어 AC 전원에 대해 PFC를 수행한다. 제1 미리 설정된 전압은 제2 미리 설정된 전압보다 작다.
충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 전압의 절대 값이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 AC 전원에 대해 PFC를 수행한다.
선택적으로, 방법은 다음의 단계들을 더 포함한다.
목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어된다.
목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어된다.
제3 양태에 따르면, 본 개시내용은 본 개시내용의 제1 양태에 제공된 충전기를 포함하는 차량을 제공한다.
상기 기술적 솔루션에서, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클이 AC 전원의 전압에 기초하여 동적으로 조정되어 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하고, PFC 회로로부터 출력되는 DC를 DC-DC 컨버터에 입력하여 DC에 대해 전압 변환을 수행하여 DC를 충전될 디바이스로 출력하게 한다. 이런 식으로, 충전기가 단상 AC 충전 모드일 때, PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클이 동적으로 조정되어, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압이 방전될 수 있어서, AC가 제로를 교차할 때 전류 왜곡이 발생하는 것을 방지하고, 원래의 PFC 기능을 보장할 수 있다.
본 개시내용의 다른 특징 및 이점은 상세한 설명의 후속 부분에서 상세히 설명된다.
첨부된 도면은 본 개시내용의 추가 이해를 제공하기 위한 것이며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 첨부 도면과 하기의 구체적인 구현예는 본 개시내용에 대해 한정을 구성하는 것이 아니라 설명하기 위해 함께 사용된다. 도면들에서:
도 1은 예시적인 실시예에 따른 충전기의 구조 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 충전기의 회로의 토폴로지 다이어그램이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 단상 교류(AC) 충전 모드에서의 충전기의 간략화된 회로의 토폴로지 다이어그램이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 충전기 제어 방법의 흐름도이다.
첨부 도면을 참조하여 본 개시내용의 구체적인 실시예가 이하에서 상세히 설명된다. 본 명세서에 설명된 특정 구현예는 단지 본 개시내용을 설명 및 기술하기 위해 사용되며, 본 개시내용을 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 충전기의 구조 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 충전기는 제어기(1), 교류 측(AC 측) 커패시터 어셈블리(2), 역률 보상(PFC) 회로(3), 버스 커패시터 어셈블리(4), 및 직류-직류(DC-DC) 컨버터(5)를 포함한다.
AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 일단은 AC 전원(6)에 연결되도록 구성된다. PFC 회로(3)의 제1 단은 AC 전원(6) 및 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 일단에 연결되도록 구성된다.
버스 커패시터 어셈블리(4)는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 포함한다. 제1 커패시터(C1)의 일단은 PFC 회로(3)의 제2 단 및 DC-DC 컨버터(5)의 일단 둘 모두에 연결된다. 제2 커패시터(C2)의 일단은 제1 커패시터(C1)의 타단에 연결된다. 제2커패시터(C2)의 타단은 PFC 회로(3)의 제3 단 및 DC-DC 컨버터(5)의 타단 둘 모두에 연결된다. 제1 커패시터(C1)의 타단 및 제2 커패시터(C2)의 일단은 둘 모두 교류 측 커패시터 어셈블리(2)의 타단에 연결된다.
제어기(1)는 PFC 회로(3)와 DC-DC 컨버터(5) 둘 모두에 연결되고, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, AC 전원의 전압에 기초하여 PFC 회로(3)의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클을 동적으로 조정하여 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하고, PFC 회로(3)로부터 출력되는 DC를 DC-DC 컨버터(5)에 입력하여 DC-DC 컨버터(5)가 DC에 대해 전압 변환을 수행하여 충전될 디바이스에 DC를 출력하게 한다. 충전될 디바이스는 예를 들어, 전력 배터리 또는 부하일 수 있다. AC는 사인파 모양의(sinusoidal) AC 또는 코사인파 모양의(cosinoidal) AC일 수 있다.
상기의 기술적 솔루션에서, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클은 AC 전원의 전압에 기초하여 동적으로 조정되어 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하고, PFC 회로로부터 출력되는 DC를 DC-DC 컨버터에 입력하여, DC-DC 컨버터가 DC에 대해 전압 변환을 수행하여 DC를 충전될 디바이스로 출력하게 한다. 이런 식으로, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클이 동적으로 조정되어, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압이 방전될 수 있어서, AC가 제로를 교차할 때 전류 왜곡이 발생하는 것을 방지하고, 원래의 PFC 기능을 보장할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기의 PFC 회로(3)는 M상 고주파 브리지 암들(B1), M개의 코일들(KM) 및 전력 주파수 브리지 암(B2)을 포함할 수 있고, M≥1이다.
M상 고주파 브리지 암들(B1)의 제1 버스 단자는 제1 커패시터(C1)에 연결된다. M상 고주파 브리지 암들(B1)의 제2 버스 단자는 제2 커패시터(C2)에 연결된다. M개의 코일(KM)의 제1 단들은 M상 고주파 브리지 암들(B1)의 중간점에 일대일 대응 방식으로 연결된다. M개의 코일들(KM)의 제2 단들은 AC 전원(6)의 활선(live wire)에 연결된다(도 2에 도시된 바와 같이, M개의 코일들(KM)은 각각 코일(km1), 코일(km2) 및 코일(km3)이되, 코일(km1)의 제2 단은 AC 전원(6)의 활선(A)에 연결되고, 코일(km2)의 제2 단은 AC 전원(6)의 활선(B)에 연결되며, 코일(km3)의 제2 단은 AC 전원(6)의 활선(C)에 연결된다). 전력 주파수 브리지 암(B2)의 일단은 제1 버스 단자 및 제1 커패시터(C1) 둘 모두에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 타단은 제2 버스 단자 및 제2 커패시터(C2) 둘 모두에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암(B2)의 중간점은 AC 전원(6)의 중성선(N)에 연결되도록 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 교류 측 커패시터 어셈블리(2)는 M개의 제3 커패시터들(C3)을 포함한다. M개의 제3 커패시터들(C3)의 제1 단들은 M개의 코일들(KM)의 제2 단들에 일대일 대응 방식으로 연결된다. M개의 제3 커패시터들(C3)의 제2 단들은 함께 연결되어 중성점을 형성한다. 중성점은 저항기(R)를 통해 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2) 둘 모두에 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기의 DC-DC 컨버터(5)는 변압기(51), 제1 상 브리지 암(52), 제2 상 브리지 암(53), 제3 상 브리지 암(54), 제4 상 브리지 암(55) 및 제4 커패시터(C4)를 포함한다. 제1 상 브리지 암(52)의 중간점은 변압기(51)의 1차측의 제1 단에 연결된다. 제2 상 브리지 암(53)의 중간점은 변압기(51)의 1차측의 제2 단에 연결된다. 제3 상 브리지 암(54)의 중간점은 변압기(51)의 2차측의 제1 단에 연결된다. 제4 상 브리지 암(55)의 중간점은 변압기의 2차측의 제2 단에 연결된다. 제1 상 브리지 암(52)과 제2 상 브리지 암(53)의 제1 버스 단자는 제1 커패시터(C1)에 연결된다. 제1 상 브리지 암(52)과 제2 상 브리지 암(53)의 제2 버스 단자는 제2 커패시터(C2)에 연결된다. 제3 상 브리지 암(54)과 제4 상 브리지 암(55)의 제1 버스 단자는 제4 커패시터(C4)의 일단과 충전될 디바이스의 양극 둘 모두에 연결된다. 제3 상 브리지 암(54)과 제4 상 브리지 암(55)의 제2 버스 단자는 제4 커패시터(C4)의 타단과 충전될 디바이스의 음극 둘 모두에 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 충전기는 제1 스위치(K1), 제2 스위치(K2), 제3 스위치(K3) 및 제4 스위치(K4)를 더 포함할 수 있다. 제4 스위치(K4)는 가동단(movable end)(K41), 제1 고정단(fixed end)(K42) 및 제2 고정단(K43)을 포함한다. 가동단(K41)은 제1 고정단(K42) 또는 제2 고정단(K43)에 선택적으로 연결되도록 구성된다.
제1 스위치(K1), 제2 스위치(K2) 및 제3 스위치(K3)가 모두 닫히고, 제4 스위치(K4)의 가동단(K41)이 제2 고정단(K43)에 연결된 경우, 충전기는 3상 AC 충전 모드이다.
제1 스위치(K1)가 닫히고 제2 스위치(K2)와 제3 스위치(K3)가 둘 모두 개방되거나, 제1 스위치(K1)와 제2 스위치(K2)가 둘 모두 닫히고 제3 스위치(K3)가 개방되고, 제4 스위치(K4)의 가동단(K41)이 제1 고정단(K42)에 연결된 경우, 충전기는 단상 교류 충전 모드(도 3에 도시됨)에 있다.
제어기(1)(도 2에 도시되지 않음)는 M상 고주파 브리지 암(B1) 각각에 연결되고, 다음과 같이 구성된다:
단상 AC 충전 모드인 경우, AC 전원의 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 이하이면, 목표 고주파 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고; 충전기의 입력 전압(즉, AC 전원의 출력 전압, 이에 대응하여 AC 전원의 전압이 충전기의 입력 전압임)이 양의 반주기에 있고, AC 전원의 전압이 0보다 클 때, 전압이 제1 미리 설정된 전압 보다 크고, 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여, AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 전압을 방전시키고, 전압이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여, AC 전원의 PFC를 수행하고, 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있고 AC 전원의 전압이 0보다 작을 때, 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여, AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 전압을 방전시키고, 전압의 절대 값이 제2 미리 설정된 전압 보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여, AC 전원에 대한 PFC를 수행한다.
본 개시내용에서, 목표 고주파 브리지 암은 단상 AC 충전 모드에서 사용되는 하나 이상의 고주파 브리지 암들을 포함한다. 구체적으로, 제1 스위치(K1)가 닫히고, 제2 스위치(K2) 및 제3 스위치(K3)가 둘 모두 개방될 때, 목표 고주파 브리지 암은 M상 고주파 브리지 암(B1)의 좌측에 고주파 브리지 암을 구비한다. 즉, 하나의 목표 고주파 브리지 암이 배열된다. 제1 스위치(K1)와 제2 스위치(K2)가 둘 모두 닫히고, 제3 스위치(K3)가 개방될 때, 제4 스위치(K4)의 가동단(K41)이 제1 고정단(K42)에 연결되는 경우, 목표 고주파 브리지 암은 M상 고주파 브리지 암(B1)의 좌측에 고주파 브리지 암 및 중간에 고주파 브리지 암을 포함한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 목표 고주파 브리지 암이 배열된다.
추가하여, 제1 미리 설정된 전압은 제2 미리 설정된 전압보다 작다. 제1 미리 설정된 전압은 0보다 크고 0에 가깝다. 제2 미리 설정된 전압은 AC 전원의 최대 전압보다 작다.
제1 듀티 사이클은 제2 듀티 사이클보다 작을 수 있거나, 또는 제2 듀티 사이클보다 크거나 같을 수 있으며, 이는 본 개시내용에서 특별히 제한되지 않는다. 일 구현예에서, 제1 듀티 사이클은 제2 듀티 사이클보다 작다. 제2 듀티 사이클은 PFC 회로(3)의 입력 전압에 대한 출력 전압의 비율과 대략 동일하다.
본 구현예에서는, 충전기의 입력 전압(즉, AC 전원의 출력 전압)이 양의 반주기에 있든 음의 반주기에 있든 AC 전원의 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 이하인 한, 충전기의 입력 전압은 제로를 교차하는 것으로 간주한다. 이 경우, 전류 왜곡이 발생을 방지하기 위해, 먼저 목표 고주파 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어된다. 그런 다음, 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전압이 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 상대적으로 작은 듀티 사이클(즉, 제2 듀티 사이클보다 작은 제1 듀티 사이클)에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어된다. 이 기간 동안, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암은 항상 오프 상태에 있다. 이런 식으로, 목표 고주파 브리지 암과 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암에 연결된 코일을 통해 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압이 상대적으로 느린 속도로 제2 커패시터(C2)로 방전될 수 있으므로, 누설 전류가 제로 교차를 부드럽게 천이하여 전류 왜곡을 피할 수 있다. 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 상대적으로 작은 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어된다. 이 기간 동안, 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암은 항상 오프 상태에 있다. 이런 식으로, 목표 고주파 브리지 암과 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암에 연결된 코일을 통해 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압이 상대적으로 느린 속도로 제1 커패시터(C1)로 방전될 수 있으므로, 누설 전류 제로 교차가 부드럽게 천이되어 전류 왜곡을 피할 수 있다.
다음으로, 본래의 PFC 기능을 보장하기 위해, 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전압이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어되어, AC 전원에 대한 PFC를 수행한다. 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 전압의 절대 값이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어되어 AC 전원에 대해 PFC를 수행한다.
도 2에서는 M=3이 예시되었으나, 도 2에서 브리지 암들의 수량, 코일들의 수량 및 제3 커패시터의 수량은 예시에 불과함을 당업자는 이해할 것이다.
추가하여, 충전기의 입력 전압이 양의 반주기 또는 음의 반주기에 있을 때, 전력 주파수 브리지 암(B2)의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암은 항상 오프 상태일 수 있다. 전력 주파수 브리지 암(B2)의 상부 브리지 암과 하부 브리지 암이 항상 오프 상태에 있을 때, 바디 다이오드를 이용하여 자동 프리휠링(freewheeling)이 수행될 수 있다.
브리지 암의 턴 온 손실이 바디 다이오드의 프리휠링 손실보다 작기 때문에, 전력 주파수 브리지 암의 브리지 암 손실을 줄이기 위해, 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전력 주파수 브리지 암(B2)의 하부 브리지 암은 턴 온되고, 상부 브리지 암은 턴 오프되며, 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 전력 주파수 브리지 암(B2)의 상부 브리지 암은 턴 온되고, 하부 브리지 암은 턴 오프될 수 있다. 구체적으로, 제어기(1)는 전력 주파수 브리지 암(B2)에 연결되고, 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전력 주파수 브리지 암(B2)의 하부 브리지 암이 턴 온 되고 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때 전력 주파수 브리지 암(B2)의 상부 브리지 암이 턴 온 되고, 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하도록 구성된다.
추가하여, 목표 고주파 브리지 암이 다수의 고주파 브리지 암들을 포함할 때, 입력 전류 리플 오프셋을 감소시키고 충전기의 전자기 간섭을 감소시키기 위하여, 목표 고주파 브리지 암의 다수의 고주파 브리지 암이 교번하여 턴 온 된다. 구체적으로, 제어기(1)는 미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되고, 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하고, 미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 오프 되고, 상부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하도록 구성된다.
예시적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 목표 고주파 브리지 암은 M상 고주파 브리지 암(B1)의 좌측에 고주파 브리지 암을 포함하고, 중간에 고주파 브리지 암을 포함한다. 이 경우, 미리 설정된 각도는 90도일 수 있다.
추가하여, 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암의 스위칭 손실을 줄이기 위해, 상기 제어기(1)는 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 지속적으로 턴 온 된 후 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암과 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어한다.
이에 대응하여, 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암의 스위칭 손실을 줄이기 위해, 상기 제어기(1)는 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 지속적으로 턴 온 된 후, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암과 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어한다.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 충전기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 방법은 아래의 S401 및 S402를 포함할 수 있다.
단계 S401에서, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때 PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클은 AC 전원의 전압에 기초하여 동적으로 조정되어 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행한다.
단계 S402에서, PFC 회로로부터 출력된 DC는 DC-DC 컨버터로 입력되어, DC-DC 컨버터가 DC를 전압 변환을 수행하여 충전될 디바이스로 DC를 출력하게 한다.
충전기는 AC 측 커패시터 어셈블리, PFC 회로, 버스 커패시터 어셈블리 및 DC-DC 컨버터를 포함한다. PFC 회로의 제1 단은 AC 전원에 연결되도록 구성된다. 버스 커패시터 어셈블리는 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 포함한다. 제1 커패시터의 일단은 PFC 회로의 제2 단 및 DC-DC 컨버터의 일단 둘 모두에 연결된다. 제1 커패시터의 타단은 제2 커패시터의 일단에 연결된다. 제2 커패시터의 타단은 PFC 회로의 제3 단 및 DC-DC 컨버터의 타단 둘 모두에 연결된다. AC 측 커패시터 어셈블리의 일단은 AC 전원 및 PFC 회로의 제1 단 둘 모두에 연결되고, 타단은 제1 커패시터 및 제2 커패시터 둘 모두에 연결된다.
상기 기술적 솔루션에서, 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클은 AC 전원의 전압에 기초하여 동적으로 조정되어 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하고, PFC 회로로부터 출력되는 DC를 DC-DC 컨버터에 입력하고, DC-DC 컨버터가 DC에 대해 전압 변환을 수행하여 DC를 충전될 디바이스로 출력하게 한다. 이런 식으로, 충전기가 단상 AC 충전 모드일 때, PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클이 동적으로 조정되어, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압이 방전될 수 있어서, AC가 제로를 교차할 때 전류 왜곡이 발생하는 것을 방지하고, 원래의 PFC 기능을 보장할 수 있다.
선택적으로, PFC 회로는 M상 고주파 브리지 암들, M개의 코일들, 및 전력 주파수 브리지 암을 포함하고, M ≥ 1이다.
M상 고주파 브리지 암들의 제1 버스 단자는 제1 커패시터에 연결된다. M상 고주파 브리지 암들의 제2 버스 단자는 제2 커패시터에 연결된다. M개의 코일들의 제1 단들은 일대일 대응 방식으로 M상 고주파 브리지 암들의 중간점들에 연결된다. M개의 코일들의 제2 단들은 AC 전원의 활선에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 일단은 제1 버스 단자 및 제1 커패시터에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 타단은 제2 버스 단자 및 제2 커패시터에 연결된다. 전력 주파수 브리지 암의 중간점은 AC 전원의 중성선에 연결되도록 구성된다. AC 측 커패시터 어셈블리는 M개의 제3 커패시터들을 포함한다. M개의 제3 커패시터들의 제1 단들은 M개의 코일들의 제2 단들에 일대일 대응 방식으로 연결된다. M개의 제3 커패시터들의 제2 단들은 함께 연결되어 중성점을 형성한다. 중성점은 저항기를 통해 제1 커패시터 및 제2 커패시터 둘 모두에 연결된다.
PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클이 AC 전원의 전압에 기초하여 동적으로 조정되어, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하는 것은 다음의 단계들을 포함한다.
AC 전원의 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 이하이면 목표 고주파 브리지 암은 턴 오프되도록 제어된다. 목표 고주파 브리지 암은 단상 AC 충전 모드에서 사용되는 하나 이상의 고주파 브리지 암들을 포함한다.
충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전압이 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암은 턴 오프 되도록 제어되고 하부 브리지 암은 턴 온 되도록 제어되어, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 전압이 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 하부 브리지 암이 온 상태로 제어되어 AC 전원에 대해 PFC를 수행한다. 제1 미리 설정된 전압은 제2 미리 설정된 전압보다 작다.
충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암은 턴 오프 되도록 제어되고, 상부 브리지 암은 턴 온 되도록 제어되어 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 전압의 절대 값이 제2 미리 설정된 전압보다 크면 제2 듀티 사이클에서 상부 브리지 암은 턴 온 되도록 제어되어 AC 전원에 대해 PFC를 수행한다.
선택적으로, 방법은 다음의 단계들을 더 포함한다.
목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어된다.
목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어된다.
선택적으로, 목표 고주파 브리지 암은 다수의 고주파 브리지 암들을 포함한다.
제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어되고, 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어되는 단계는, 다음의 단계를 포함한다.
미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암은 턴 오프 되도록 제어되고, 하부 브리지 암은 교번하여 턴 온 되도록 제어된다.
제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어되고, 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어되는 단계는 다음과 같은 단계를 포함한다.
미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암은 턴 오프 되도록 제어되고, 상부 브리지 암은 교번하여 턴 온 되도록 제어된다.
선택적으로, 방법은 다음의 단계들을 더 포함한다.
충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 전력 주파수 브리지 암의 하부 브리지 암은 턴 온 되도록 제어되고, 상부 브리지 암은 턴 오프 되도록 제어된다.
충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 전력 주파수 브리지 암의 상부 브리지 암은 턴 온 되도록 제어되고, 하부 브리지 암은 턴 오프 되도록 제어된다.
본 개시내용의 실시예들에서의 충전기 제어 방법과 관련하여, 충전기와 관련된 실시예들에서 단계들의 구체적인 구현예를 상세히 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 개시내용은 본 발명에 따라 제공되는 충전기를 포함하는 차량을 더 제공한다.
본 개시내용의 바람직한 구현예들은 첨부된 도면들을 참조하여 상기에서 상세히 설명된다. 그러나, 본 개시내용은 구현예들에서의 특정 세부사항들로 제한되지 않는다. 본 개시내용의 기술적 사상의 범위 내에서 본 개시내용의 기술적 솔루션에 대해 다수의 단순한 변형이 이루어질 수 있으며, 이러한 단순한 변형은 본 개시내용의 보호범위에 속한다.
추가하여, 특정 구현예에서 설명된 특정 기술적 특징은 모순이 없는 경우에 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있음에 유의해야 한다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 다양한 가능한 조합 방식들이 본 개시내용에서 설명되지 않는다.
추가하여, 본 개시내용의 다양한 상이한 구현예들은 또한 본 개시내용의 사상을 벗어나지 않고 상이한 방식들로 조합될 수 있고, 그 조합들은 여전히 본 개시에 개시된 내용으로서 간주되어야 한다.

Claims (10)

  1. 충전기로서,
    교류 측(AC 측) 커패시터 어셈블리(2) - 상기 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 일단은 AC 전원(power supply)(6)에 연결되도록 구성됨 -;
    역률 보상(PFC : power factor correction) 회로(3) - 상기 PFC 회로(3)의 제1 단은 상기 AC 전원(6) 및 상기 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 일단에 연결되도록 구성됨 -;
    직류-직류(DC-DC) 컨버터(5);
    버스 커패시터 어셈블리(4)로서, 상기 버스 커패시터 어셈블리(4)는,
    제1 커패시터(C1) - 상기 제1 커패시터(C1)의 일단은 상기 PFC 회로(3)의 제2 단 및 상기 DC-DC 컨버터(5)의 일단 둘 모두에 연결됨 -; 및
    제2 커패시터(C2) - 상기 제2 커패시터(C2)의 일단은 상기 제1 커패시터(C1)의 타단에 연결되고, 상기 제2 커패시터(C2)의 타단은 상기 PFC 회로(3)의 제3 단 및 상기 DC-DC 컨버터(5)의 타단 둘 모두에 연결됨 -;를 포함하는, 상기 버스 커패시터 어셈블리(4), 및
    제어기(1) - 상기 제어기(1)는 상기 PFC 회로(3) 및 상기 DC-DC 컨버터(5) 둘 모두에 연결되고, 상기 충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, 상기 AC 전원(6)의 전압에 기초하여 상기 PFC 회로(3)의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클을 동적으로 조정하여, 상기 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 전압을 방전시키고 상기 AC 전원(6)에 대해 PFC를 수행하고, 상기 PFC 회로(3)로부터 출력된 DC를 상기 DC-DC 컨버터(5)에 입력하여 상기 DC-DC 컨버터(5)가 DC에 대해 전압 변환을 수행하고 상기 DC를 충전될 디바이스(to-be-charged device)에 출력하게 하도록 구성됨 -;를 포함하고, 및
    상기 제1 커패시터(C1)의 타단 및 상기 제2 커패시터(C2)의 일단은 둘 모두 상기 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 타단에 연결되는, 충전기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PFC 회로(3)는,
    M상 고주파 브리지 암들(B1) - 상기 M상 고주파 브리지 암들(B1)의 제1 버스 단자는 상기 제1 커패시터(C1)에 연결되고, 상기 M상 고주파 브리지 암들(B1)의 제2 버스 단자는 상기 제2 커패시터(C2)에 연결됨 -;
    M개의 코일들(KM) - 상기 M개의 코일들(KM)의 제1 단들은 상기 M상 고주파 브리지 암(B1)의 중간점에 일대일 대응 방식으로 연결되고, 상기 M개의 코일들(KM)의 제2 단들은 상기 AC 전원(6)의 활선(live wire)에 연결됨 -; 및
    전력 주파수 브리지 암(B2) - 상기 전력 주파수 브리지 암(B2)의 일단은 상기 제1 버스 단자 및 상기 제1 커패시터(C1) 둘 모두에 연결되고, 상기 전력 주파수 브리지 암(B2)의 타단은 상기 제2 버스 단자 및 상기 제2 커패시터(C2) 둘 모두에 연결되고, 및 상기 전력 주파수 브리지 암(B2)의 중간점은 상기 AC 전원(6)의 중성선(neutral wire)(N)에 연결되도록 구성됨 -,을 포함하고,
    여기서, M≥1이고; 상기 AC 측 커패시터 어셈블리(2)는 M개의 제3 커패시터(C3)를 포함하고; 상기 M개의 제3 커패시터(C3)의 제1 단들은 상기 M개의 코일들(KM)의 제2 단들에 일대일 대응 방식으로 연결되고; 상기 M개의 제3 커패시터(C3)의 제2 단들은 함께 연결되어 중성점을 형성하고; 상기 중성점은 저항기를 통해 상기 제1 커패시터(C1) 및 상기 제2 커패시터(C2) 둘 모두에 연결되는, 충전기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어기(1)는 상기 M상 고주파 브리지 암(B1)들의 각각에 연결되고,
    상기 AC 전원의 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 이하이면, 목표 고주파 브리지 암이 턴 오프되도록 제어하고 - 상기 목표 고주파 브리지 암은 단상 AC 충전 모드에서 사용되는 하나 이상의 고주파 브리지 암들을 포함함 -;
    상기 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 상기 전압이 상기 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 전압을 방전시키고, 상기 전압이 상기 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 상기 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 전원에 대해 상기 PFC를 수행하고 - 상기 제1 미리 설정된 전압은 상기 제2 미리 설정된 전압보다 작음-;
    상기 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 상기 전압의 절대 값이 상기 제1 미리 설정된 전압보다 크고 상기 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 상기 제1 듀티 사이클에서 상기 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고 상기 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 측 커패시터 어셈블리(2)의 전압을 방전시키고, 상기 전압의 절대 값이 상기 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 상기 제2 듀티 사이클에서 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 전원에 대한 PFC를 수행하도록 구성되는, 충전기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어기(1)는,
    상기 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 상기 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하고; 및
    상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 상기 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암과 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하도록 추가로 구성되는, 충전기.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 목표 고주파 브리지 암은 복수의 고주파 브리지 암들을 포함하고; 및
    상기 제어기(1)는, 미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 상기 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하고, 상기 미리 설정된 각도와 제1 듀티 사이클에서 상기 목표 고주파 브리지 암의 상기 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고 상기 상부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하도록 구성되는, 충전기.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(1)는 상기 전력 주파수 브리지 암(B2)에 연결되고, 상기 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때 상기 전력 주파수 브리지 암(B2)의 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하고, 상기 상부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하되, 상기 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때 상기 전력 주파수 브리지 암(B2)의 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하고, 상기 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하도록 구성되는, 충전기.
  7. 충전기 제어 방법에 있어서,
    충전기가 단상 AC 충전 모드에 있을 때, AC 전원의 전압에 기초하여 PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클을 동적으로 조정하여, AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 상기 AC 전원에 대해 PFC를 수행하는 단계; 및
    상기 PFC 회로로부터 출력된 DC를 DC-DC 컨버터에 입력하여, 상기 DC-DC 컨버터가 상기 DC에 대해 전압 변환을 수행하여 상기 DC를 충전될 디바이스로 출력 하도록 하는 단계;를 포함하고, 및
    상기 충전기는, 상기 AC 측 캐패시터 어셈블리, 상기 PFC 회로, 버스 캐패시터 어셈블리, 및 상기 DC-DC 컨버터를 포함하고, 상기 PFC 회로의 제1 단은 상기 AC 전원에 연결되고, 상기 버스 캐패시터 어셈블리는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터를 포함하고, 상기 제1 캐패시터의 일단은 상기 PFC 회로의 제2 단 및 상기 DC-DC 컨버터의 일단 둘 모두에 연결되고, 상기 제1 캐패시터의 타단은 상기 제2 캐패시터의 일단에 연결되고, 상기 제2 캐패시터의 타단은 상기 PFC 회로의 제3 단 및 상기 DC-DC 컨버터의 타단 둘 모두에 연결되고, 상기 AC 측 캐패시터 어셈블리의 일단은 상기 AC 전원 및 상기 PFC 회로의 상기 제1 단 둘 모두에 연결되고, 상기 AC 측 캐패시터 어셈블리의 타단은 상기 제1 캐패시터 및 상기 제2 캐패시터 둘 모두에 연결되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 PFC 회로는, M상 고주파 브리지 암들, M개의 코일들, 및 전력 주파수 브리지 암을 포함하고, M≥1 이고,
    상기 M상 고주파 브리지 암들의 제1 버스 단자는 상기 제1 커패시터에 연결되고; 상기 M상 고주파 브리지 암들의 제2 버스 단자는 상기 제2 커패시터에 연결되고; 상기 M개의 코일들의 제1 단들은 상기 M상 고주파 브리지 암들의 중간점들에 일대일 대응 방식으로 연결되고; 상기 M개의 코일들의 제2 단들은 상기 AC 전원의 활선에 연결되고; 상기 전력 주파수 브리지 암의 일단은 상기 제1 버스 단자 및 상기 제1 커패시터에 연결되고; 상기 전력 주파수 브리지 암의 타단은 상기 제2 버스 단자 및 상기 제2 커패시터에 연결되고; 상기 전력 주파수 브리지 암의 중간점은 상기 AC 전원의 중성선에 연결되도록 구성되고; 상기 AC 측 커패시터 어셈블리는 M개의 제3 커패시터들을 포함하고; 상기 M개의 제3 커패시터들의 제1 단들은 상기 M개의 코일들의 제2 단들에 일대일 대응 방식으로 연결되고; 상기 M개의 제3 커패시터들의 제2 단들은 함께 연결되어 중성점을 형성하고; 상기 중성점은 저항기를 통해 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터 둘 모두에 연결되고;
    상기 AC 전원의 전압에 기초하여 PFC 회로의 고주파 브리지 암의 듀티 사이클을 동적으로 조정하여 상기 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고 AC 전원에 대해 PFC를 수행하는 단계는,
    상기 AC 전원의 전압의 절대 값이 제1 미리 설정된 전압 이하이면, 목표 고주파 브리지 암이 턴 오프되도록 제어하는 단계 - 상기 목표 고주파 브리지 암은 상기 단상 AC 충전 모드에서 사용되는 하나 이상의 고주파 브리지 암들을 포함함 -;
    상기 충전기의 입력 전압이 양의 반주기에 있을 때, 상기 전압이 상기 제1 미리 설정된 전압보다 크고 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 제1 듀티 사이클에서 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 턴 오프되도록 제어하고 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 상기 전압이 상기 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 제2 듀티 사이클에서 상기 하부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 전원에 대해 상기 PFC를 수행하는 단계 - 상기 제1 미리 설정된 전압은 상기 제2 미리 설정된 전압보다 작음 -; 및
    상기 충전기의 입력 전압이 음의 반주기에 있을 때, 상기 전압의 절대 값이 상기 제1 미리 설정된 전압보다 크고 상기 제2 미리 설정된 전압보다 작으면, 상기 제1 듀티 사이클에서 상기 목표 고주파 브리지 암의 상기 하부 브리지 암이 턴 오프 되도록 제어하고, 상기 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 측 커패시터 어셈블리의 전압을 방전시키고, 상기 전압의 절대 값이 상기 제2 미리 설정된 전압보다 크면, 상기 제2 듀티 사이클에서 상기 상부 브리지 암이 턴 온 되도록 제어하여 상기 AC 전원에 대한 상기 PFC를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 목표 고주파 브리지 암의 하부 브리지 암이 상기 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하는 단계; 및
    상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암이 상기 제2 듀티 사이클에서 미리 설정된 지속기간 동안 지속적으로 턴 온 된 후, 상기 목표 고주파 브리지 암의 상부 브리지 암과 하부 브리지 암이 교번하여 턴 온 되도록 제어하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 충전기를 포함하는 차량.
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