단상 역방향 기능을 가지는 차량 탑재형 충전 장치 및 이의 제어 방법
On-Board Charger with On-Board Charger with Single-Phase Reverse Function and control method thereof
특허 요약
단상 역방향 기능을 가지는 차량 탑재형 충전 장치 및 이의 제어 방법이 개시된다. 단상 역방향 기능을 가지는 차량 탑재형 충전 장치는 충전 모드에서 3상으로 동작하며, 방전 모드에서 단상으로 동작하는 계통 연계형 인버터 회로부; 상기 충전 모드에서 상기 계통 연계형 인버터의 전류 제어 결과에 따라 가변 주파수로 동작하도록 출력전류제어를 수행하여 충전 제어를 수행하고, 상기 방전 모드에서는 최적주파수로 고정주파수 비제어 동작을 수행하는 양방향 LLC 공진형 컨버터 회로부; 및 상기 양방향 LLC 공진형 컨버터 회로부와 연결되되, 상기 충전 모드에서는 동작하지 않으며, 상기 방전 모드에서 역방향 전류 제어를 수행하는 단방향 벅 컨버터 회로부를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

충전 모드에서 3상으로 동작하며, 방전 모드에서 단상으로 동작하는 계통 연계형 인버터 회로부;상기 충전 모드에서 상기 계통 연계형 인버터의 전류 제어 결과에 따라 가변 주파수로 동작하도록 출력전류제어를 수행하여 충전 제어를 수행하고, 상기 방전 모드에서는 최적주파수로 고정주파수 비제어 동작을 수행하는 양방향 LLC 공진형 컨버터 회로부; 및 상기 양방향 LLC 공진형 컨버터 회로부와 연결되되, 상기 충전 모드에서는 동작하지 않으며, 상기 방전 모드에서 역방향 전류 제어를 수행하는 단방향 벅 컨버터 회로부를 포함하는 차량 탑재형 충전 장치.

2

제1 항에 있어서, 상기 계통 연계형 인버터 회로부는, a상에 연결되는 SaH, SaL 레그 스위치, b상에 연결되는 SbH, SbL 레그 스위치, c상에 연결되는 ScH, ScL 레그 스위치를 포함하되, 상기 방전 모드로 동작하는 경우, c상 릴레이가 오프되며, 상기 c상 릴레이 오프에 따른 ScH, ScL 레그 스위치가 오프 상태로 동작되어 단상으로 동작되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치.

3

제1 항에 있어서, 상기 단방향 벅 컨버터 회로부는 스위치(M5)와 인덕터(LF)를 포함하되, 상기 스위치(M5)는 항상 온(On) 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치.

4

제3 항에 있어서, 상기 단방향 벅 컨버터 회로부는, 상기 충전 모드에서 상기 스위치(M5)는 동작하지 않으며, 상기 인덕터(LF)는 출력 전류 필터로 사용되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치.

5

제3 항에 있어서, 상기 단방향 벅 컨버터 회로부는, 상기 방전 모드로 동작시, 상기 스위치(M5)와 다이오드를 동작시켜 역방향 전류 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치.

6

제1 항에 있어서, 상기 방전 모드에서 상기 단방향 벅 컨버터 회로부는 상기 양방향 LLC 공진형 컨버터 회로부의 출력 전압이 전압 제어 범위에 수용되도록 배터리 전압에 따라서 상기 계통 연계형 인버터 회로부의 전압전류제어를 이용하여 링크 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치.

7

제1 항에 있어서,상기 충전 모드는 계통 전압에서 배터리까지의 전류 흐름을 가지는 모드이며,상기 방전 모드는 상기 배터리에서 계통 전압으로의 전류 흐름을 가지는 모드인 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치.

8

차량 탑재형 충전 장치의 제어 방법에 있어서, (a) 충전 모드에서 3상 입력을 이용하여 링크 전압을 제어하여 LLC 컨버터를 가변 주파수로 동작하도록 충전 제어를 수행하는 단계; 및(b) 방전 모드에서 단상 입력을 이용하여 상기 LLC 컨버터를 고정 주파수로 고정하여 비제어 동작을 수행하며, 단방향 벅 컨버터가 역방향 전류 제어를 수행하는 단계를 포함하는 차량 탑재형 충전 장치의 제어 방법.

9

제8 항에 있어서, 상기 단방향 벅 컨버터는 상기 충전 모드에서는 동작하지 않는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치의 제어 방법.

10

제8 항에 있어서, 상기 충전 모드는 계통 전압에서 배터리까지의 전류 흐름을 가지도록 전류 제어를 수행하는 모드이며, 상기 방전 모드는 상기 배터리에서 계통 전압으로의 전류 흐름을 가지도록 역방향 전류 제어를 수행하는 모드인 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치의 제어 방법.

11

제8 항에 있어서, 상기 단방향 벅 컨버터는 스위치(M5)와 인덕터(LF)를 포함하되, 상기 스위치(M5)는 항상 온(On) 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치의 제어 방법.

12

제11 항에 있어서, 상기 충전 모드에서 상기 스위치(M5)는 동작하지 않으며, 상기 인덕터(LF)는 출력 전류 필터로 사용되는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치의 제어 방법.

13

제8 항에 있어서, 상기 (b) 단계에서,상기 단방향 벅 컨버터는 상기 양방향 LLC 공진형 컨버터의 출력 전압이 전압 제어 범위에 수용되도록 배터리 전압에 따라서 상기 단상 입력의 링크 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량 탑재형 충전 장치의 제어 방법.