KR102096686B1 - Power supply apparatus using a Flyback converter circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 자동차의 메인 배터리와 회로 사이에 제공되어 별도의 보조 배터리로부터 공급되는 전류를 플라이백 컨버터 회로를 이용하여 가변한 후 이를 전기 자동차의 회로에 우선적으로 인가함으로써, 메인 배터리로부터 전류가 공급되기 전에 전기 자동차의 회로 상에 포함된 다양한 소자들의 이상 유무를 미리 진단하고, 이상 발견 시 메인 배터리의 전원 공급이 차단되도록 하는 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치에 관한 것이다.The present invention is provided between the main battery and the circuit of the electric vehicle, the current supplied from a separate auxiliary battery is varied by using a flyback converter circuit, and this is preferentially applied to the circuit of the electric vehicle, thereby supplying current from the main battery It relates to a power supply using a flyback converter circuit to diagnose the presence or absence of various elements included in the circuit of the electric vehicle in advance, and to cut off the power supply of the main battery when an abnormality is found.
Description
본 발명은 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 전기 자동차(Electric Vehicle; EV)의 메인 배터리와 회로 사이에 제공되어 별도의 보조(AUX) 배터리로부터 공급되는 전류를 플라이백 컨버터 회로를 이용하여 가변한 후 이를 전기 자동차의 회로에 우선적으로 인가함으로써, 메인 배터리로부터 전류가 공급되기 전에 전기 자동차의 회로 상에 포함된 다양한 소자들의 이상 유무를 미리 진단하고, 이상 발견 시 메인 배터리의 전원 공급이 차단되도록 하는 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply device using a flyback converter circuit, and more specifically, it is provided between a main battery and a circuit of an electric vehicle (EV) to fly a current supplied from a separate auxiliary (AUX) battery. After variable using the back converter circuit, it is preferentially applied to the circuit of the electric vehicle, and before the current is supplied from the main battery, the various elements included in the circuit of the electric vehicle are diagnosed in advance, and when an abnormality is detected, the main It relates to a power supply using a flyback converter circuit to cut off the power supply of the battery.
일반적으로, 전기 자동차(Electric vehicle; EV)라 함은 배터리로부터 에너지를 공급받는 전기 모터의 회전력을 동력으로 이용하여 움직이는 자동차를 의미하는데, 내연기관(실린더의 내부에서 기화되거나 또는 뿜어 진 화석 연료와 공기를 혼합하고 이를 폭발적으로 연소시켜, 그 힘으로 피스톤을 움직여 동력을 생산하는 엔진)을 이용한 자동차와는 달리, 1) 고가의 화석 연료가 불필요하기 때문에 경제적인 측면에서 장점이 있고, 2) 주행 시 이산화탄소 또는 배기 가스 등과 같은 대기오염 물질을 배출하지 않기 때문에 친환경적이라는 장점과, 3) 연소 엔진이 없기 엔진으로부터 전달되는 진동 혹은 소음이 거의 없다는 장점을 가진다.Generally, an electric vehicle (EV) refers to a vehicle that moves by using the rotational power of an electric motor that receives energy from a battery as an electric power, and an internal combustion engine (fossil fuel vaporized or emitted from the inside of a cylinder and Unlike automobiles that use engines that produce power by mixing air and explosively burning it and moving the piston with its power, 1) it does not require expensive fossil fuels, so it has economic advantages, and 2) driving It has the advantage of being environmentally friendly because it does not emit air pollutants such as carbon dioxide or exhaust gas, and 3) there is no combustion engine, so there is little vibration or noise transmitted from the engine.
하지만, 이러한 전기 자동차는 화석 연료 대신 다수 번의 충방전이 가능한 2차 전지(배터리)를 이용하여야 하는데, 전기 자동차의 동력을 생산하는 모터는 물론 전기 자동차 내의 전장품들 모두 2차 전지와 연결되어 있기 때문에, 만약 2차 전지에서 허용된 전압값을 벗어나는 저전압 혹은 과전압의 전류가 인가되는 경우, 과전압에 의해 모터 및 전장품들 각각의 소자들이 손상될 수 있다는 문제점을 가지게 된다.However, such an electric vehicle must use a secondary battery (battery) capable of charging and discharging a number of times instead of fossil fuels, because all electric equipment in the electric vehicle as well as a motor that produces electric vehicle power are connected to the secondary battery. , If a current of a low voltage or an overvoltage that is outside the allowed voltage value is applied in the secondary battery, there is a problem that the elements of each of the motor and the electrical components may be damaged by the overvoltage.
특히, 전기 자동차 회로의 경우 다수의 소자들이 서로 병렬적 구조로 연결되어 있기 때문에 특정 소자에 이상이 발생되는 경우, 해당 소자와 연결된 다른 소자들에게도 그 영향을 미칠 우려가 있으며, 회로 상의 모든 소자들이 배터리로부터 공급되는 전류를 그 전원으로서 이용하고 있기 때문에, 전기 자동차의 회로에 있어서 각 소자의 오동작 여부를 사전에 진단할 필요성이 대두되고 있는 실정이다.In particular, in the case of an electric vehicle circuit, since a plurality of elements are connected in parallel with each other, when an abnormality occurs in a specific element, there is a concern that other elements connected to the element may have an effect, and all elements on the circuit Since the current supplied from the battery is used as the power source, there is a need to diagnose in advance whether or not each element malfunctions in the circuit of the electric vehicle.
이에, 본 발명자는 상술된 종래의 전지 자동차 회로에서 필요로 하는 점을 해결하기 위해, 전기 자동차의 메인 배터리와 회로 사이에 제공되어 별도의 보조(AUX) 배터리로부터 공급되는 전류를 플라이백 컨버터 회로를 이용하여 증폭한 후 이를 전기 자동차의 회로에 우선적으로 인가함으로써, 메인 배터리로부터 전류가 공급되기 전에 전기 자동차의 회로 상에 포함된 다양한 소자들의 이상 유무를 미리 진단하고, 이상 유 발견 시 메인 배터리의 전원 공급이 차단되도록 하는 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치를 발명하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventor provides a flyback converter circuit that provides current provided from a separate auxiliary (AUX) battery provided between the main battery and the circuit of the electric vehicle in order to solve the above-described need for the conventional battery vehicle circuit. It is amplified by using and preferentially applied to the circuit of the electric vehicle, before the current is supplied from the main battery, the various elements included in the circuit of the electric vehicle are diagnosed in advance, and when the abnormality is found, the power of the main battery It has led to the invention of a power supply using a flyback converter circuit that allows the supply to be cut off.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 전기 자동차(Electric Vehicle; EV)의 메인 배터리와 회로 사이에 제공되어 별도의 보조(AUX) 배터리로부터 공급되는 전류를 플라이백 컨버터 회로를 이용하여 가변한 후 이를 전기 자동차의 회로에 우선적으로 인가함으로써, 메인 배터리로부터 전류가 공급되기 전에 전기 자동차의 회로 상에 포함된 다양한 소자들의 이상 유무를 미리 진단하고, 이상 발견 시 메인 배터리의 전원 공급이 차단되도록 하는 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치를 제공하고자 한다.The present invention has been derived to solve the above-described problems, and the present invention is provided between a main battery and a circuit of an electric vehicle (EV) to provide a current supplied from a separate auxiliary (AUX) battery as a flyback converter circuit. After variable by using this, it is preferentially applied to the circuit of the electric vehicle, and before the current is supplied from the main battery, the various elements included in the circuit of the electric vehicle are diagnosed in advance, and when an abnormality is detected, the power of the main battery An object of the present invention is to provide a power supply using a flyback converter circuit that blocks supply.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치는 전원을 공급받는 전원부, 제1 권선 및 신호 스위치를 포함하는 입력 회로, 상기 제1 권선에 상응하게 제공되는 제2 권선을 포함하며, 상기 입력 회로와 플라이백 컨버터 회로를 형성하는 출력 회로 및 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU)으로부터 신호를 인가 받아, 상기 신호 스위치의 상태를 천이시켜 상기 제1 권선의 신호 전달 경로를 변경시키는 제어부를 포함할 수 있다.A power supply device using a flyback converter circuit according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit receiving power, an input circuit including a first winding and a signal switch, and a second winding provided corresponding to the first winding In response, a signal is applied from an output circuit and a micro controller unit (MCU) forming the input circuit and a flyback converter circuit, and the signal transmission path of the first winding is changed by transitioning the state of the signal switch. It may include a control unit.
일 실시예에서, 상기 제어부의 제어 신호에 의해 상기 신호 스위치가 온 상태로 천이되는 경우, 상기 플라이백 컨버터 회로를 통해 전압이 가변된 전류가 부하에 우선적으로 인가될 수 있다.In one embodiment, when the signal switch is transitioned to the ON state by the control signal of the controller, a current with a variable voltage may be preferentially applied to the load through the flyback converter circuit.
일 실시예에서, 상기 전원부는 상기 전기 자동차 회로와 연결된 메인 배터리 또는 보조(AUX) 배터리 중 어느 하나 이상의 배터리로부터 선택적으로 전원을 공급할 수 있다.In one embodiment, the power supply unit may selectively supply power from any one or more of a main battery or an auxiliary (AUX) battery connected to the electric vehicle circuit.
일 실시예에서, 상기 부하는 전기 자동차(Electric Vehicle; EV) 회로일 수 있다.In one embodiment, the load may be an electric vehicle (EV) circuit.
일 실시예에서, 상기 출력 회로를 통해 상기 전기 자동차 회로에 인가되는 전압값은 20V 내지 40V 사이에 해당할 수 있다.In one embodiment, the voltage value applied to the electric vehicle circuit through the output circuit may correspond to between 20V and 40V.
일 실시예에서, 상기 출력 회로의 전압값은 상기 입력 회로의 전압값보다 높게 형성될 수 있다.In one embodiment, the voltage value of the output circuit may be formed higher than the voltage value of the input circuit.
일 실시예에서, 상기 전원 공급 장치는 상기 출력 회로 상에 도통되는 전류의 전압값을 측정하는 모니터링부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the power supply may further include a monitoring unit for measuring the voltage value of the current conducted on the output circuit.
일 실시예에서, 상기 모니터링부는 상기 출력 회로 상에 제공된 발광 소자의 빛의 세기를 감지하여 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 포토 커플러(photo coupler) 일 수 있다.In one embodiment, the monitoring unit may be a photo coupler that senses the light intensity of the light emitting element provided on the output circuit and transmits the detection result to the control unit.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 포토 커플러를 통해 전달되는 감지 결과가 기 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 신호 스위치를 오프 상태로 천이시킬 수 있다.In one embodiment, when the detection result transmitted through the photo coupler exceeds a preset threshold, the controller may transition the signal switch to the off state.
일 실시예에서, 상기 모니터링부는 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Convertor; ADC) 일 수 있다.In one embodiment, the monitoring unit may be an analog digital converter (ADC).
일 실시예에서, 상기 신호 스위치는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Silicon field effect transistor; MOSFET) 일 수 있다.In one embodiment, the signal switch may be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치는 전기 자동차 회로 상에 적용되어 메인 배터리에서 전기 자동차 회로에 인가되는 전류보다 우선적으로 전류를 인가하게 되는데, 이를 통해 전기 자동차 회로 상의 각 소자들의 이상 유무를 사전에 진단할 수 있으며 만약 이상 유무가 발견될 시 메인 배터리로부터의 전류 공급이 차단되도록 하여 전기 자동차 회로 상의 각 소자들을 보호할 수 있는 효과 및 메인 배터리의 불필요한 전력 낭비를 방지할 수 있는 효과를 가진다.A power supply device using a flyback converter circuit according to an embodiment of the present invention is applied on an electric vehicle circuit to apply a current preferentially to a current applied to the electric vehicle circuit from the main battery. It is possible to diagnose the presence of each element in advance, and if an abnormality is found, the current supply from the main battery is cut off to protect each element on the electric vehicle circuit and prevent unnecessary waste of power in the main battery. It has the effect to do.
또한, 본 발명은 전기 자동차의 메인 배터리 또는 별도의 보조 배터리 중에서 선택적으로 전원을 공급받을 수 있는 독립적인 회로에 해당하기 때문에, 기존 전기 자동차 회로 상에 간편하게 적용시킬 수 있는 장점을 가진다.In addition, since the present invention corresponds to an independent circuit capable of selectively receiving power from a main battery of an electric vehicle or a separate auxiliary battery, it has an advantage of being easily applied on an existing electric vehicle circuit.
또한, 본 발명은 플라이백 컨버터 회로를 구현함으로써 보조 배터리의 출력 전압(12V)을 20V 내지 40V의 전압을 가변하여 이를 전기 자동차 회로에 인가시킬 수 있는데, 이때 인가되는 전압은 메인 배터리에서 출력되는 전압에 비해 전압값이 낮은 로우 전압(Low voltage)에 해당하기 때문에 전기 자동차 회로 상의 소자 손상에 영향을 끼치지 않는다는 장점을 가진다.In addition, the present invention can be applied to the electric vehicle circuit by varying the voltage of the output voltage (12V) of the secondary battery 20V to 40V by implementing a flyback converter circuit, wherein the voltage applied is the voltage output from the main battery Compared to the low voltage, the voltage value has the advantage of not affecting device damage on the electric vehicle circuit.
또한, 본 발명은 신호 스위치(MOSFET)을 제어하는 별도의 제어부를 포함함으로써, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)로부터 인가되는 신호에 따라 신호 스위치를 즉각적으로 제어할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention has the effect of controlling the signal switch immediately according to the signal applied from the microcontroller unit (MCU) by including a separate control unit for controlling the signal switch (MOSFET).
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)의 동작 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a
2 is a view schematically showing an operation sequence of the
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are provided to help understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)는 전원부(110), 입력 회로(120), 출력 회로(130) 및 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있으며, 일 실시예에서 모니터링부(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a
먼저, 전원부(110)는 부하(3)와 연결된 메인 배터리(1) 혹은 보조(AUX) 배터리(2) 로부터 선택적으로 전원을 공급받고, 이를 후술되는 입력 회로(120)에 제공하는 역할을 수행할 수 있다.First, the
여기에서, 부하(3)는 일반적으로 전원을 공급받아 작동하는 각종 소자는 물론 다수의 소자들이 서로 연결된 회로를 의미할 수도 있고, 일 실시예에서 부하(3)는 전기 자동차(Electric Vehicle; EV) 회로 혹은 플러그인 하이브리드 전기 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle; PHEV) 회로 등을 의미할 수 있다.Here, the
또한, 메인 배터리(1)라 함은 상술한 부하(3)와 직접적으로 연결된 배터리를 의미할 수 있으며, 예를 들어 전기 자동차에 내장된 대용량 2차 전지 등을 의미할 수 있다.In addition, the main battery 1 may refer to a battery directly connected to the
또한, 보조 배터리(2)라 함은 전기 자동차의 옥스(AUX) 단자에 도통되는 12V 정도의 보조적인 옥스 전압을 의미할 수 있으며, 이때 보조 배터리(2)가 메인 배터리(1)와 차별되는 점은 메인 보조 배터리(2)는 독립(isolation)적인 배터리에 해당하기 때문에 메인 배터리(1)와는 별개로 보조 배터리(2)에서 부하(3)에 전원을 공급하여 부하(3)가 동작되도록 할 수 있다는 점이다.In addition, the
한편, 본 발명에서 메인 배터리(1) 및 보조 배터리(2)는 기존의 전기 자동차에 포함된 기술을 이용하기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, in the present invention, since the main battery 1 and the
다시 전원부(110)의 설명으로 돌아와서, 전원부(110)는 상술한 메인 배터리(1) 혹은 보조 배터리(2)로부터 선택적으로 전원을 공급받을 수 있는데, 이는 본 발명에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)는 일종의 독립적인 별도의 회로일 수 있기 때문이며, 메인 배터리(1)와 연결되지 않더라도 보조 배터리(2)로부터 전원을 공급받아 동작될 수 있도록 하기 위함이다.Returning to the description of the
다음으로, 입력 회로(120)는 제1 권선(121) 및 신호 스위치(122)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상술한 전원부(110)로부터 제공되는 전원을 후술되는 출력 회로(130)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.Next, the
여기에서, 제1 권선(winding wire, 121)이라 함은 일반적으로 구리선 혹은 알루미늄 전선의 외측에 절연 물질이 코팅되고, 전자기기 내부에 코일 형태로 다수 번 감겨 져 상술한 전원부(110)로부터 제공되는 전류(직류 혹은 교류)를 제2 권선(131)에 전달하는 역할을 수행하는 소자를 의미할 수 있으며, 종래의 공지된 기술을 이용하기 때문에 제1 권선(121)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, the first winding (winding wire, 121) is generally coated with an insulating material on the outside of the copper wire or aluminum wire, is wound in the coil form a number of times inside the electronic device is provided from the above-described
신호 스위치(122)는 후술되는 제어부(140)의 제어 신호를 통해 제1 권선(121)에 전류가 도통되도록 하는 역할을 수행할 수 있으며, 이때 신호 스위치(122)는 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor; MOSFET)에 해당할 수 있다.The
따라서, 신호 스위치(122)(MOSFET에 해당하는 경우)의 상태가 오프(OFF) 상태에서 온(ON) 상태로 변경되는 경우, 신호 스위치(122) 내에서 n 채널이 형성되면서 전류가 도통되고, 그에 따라 전원부(110)로부터 제공되는 전류가 제1 권선(121)에 인가될 수 있다.Accordingly, when the state of the signal switch 122 (if applicable to a MOSFET) is changed from an OFF state to an ON state, current is conducted while an n channel is formed in the
다음으로, 출력 회로(130)는 상술한 제1 권선(121)에 상응하게 제공되는 제2 권선(131)을 포함하며, 상술한 입력 회로(120)와 플라이백 컨버터 회로를 형성하는 역할을 수행할 수 있다.Next, the
여기에서, 플라이백 컨버터 회로로 함은 절연형 스위치 방식 전원 공급 장치(Switched Mode Power Supply; SMPS)를 의미할 수 있으며, 본 발명에서 신호 스위치(122), 즉 MOSFET이 스위치로서의 역할을 수행하는 플라이백 컨버터 회로일 수 있다.Here, the flyback converter circuit may refer to an isolated switch type power supply (SMPS), and in the present invention, a
또한, 제2 권선(131)은 제1 권선(121)과 마찬가지로 구리선 혹은 알루미늄 전선의 외측에 절연 물질이 코팅되고, 전자기기 내부에 코일 형태로 다수 번 감겨 져 제1 권선(121)으로부터 전달되는 전류의 전압을 가변하는 역할을 수행할 수 있다.In addition, the second winding 131, like the first winding 121, is coated with an insulating material on the outside of a copper wire or an aluminum wire, and is wound several times in the form of a coil inside the electronic device to be transferred from the first winding 121. It can serve to change the voltage of the current.
여기에서, 제1 권선(121)과 제2 권선(131)의 권선비에 따라 제2 권선(131)을 통해 출력되는 전류의 전압값이 가변될 수 있으며, 제2 권선(131)을 통해 출력되는 전류는 부하(3)에 인가되어 부하(3)를 작동시키는 동력원으로 이용될 수 있다.Here, the voltage value of the current output through the
예를 들어, 제1 권선(121)을 통해 전달되는 전류는 보조 배터리(2)의 전압(약 12V)에 해당할 수 있으며, 이는 제2 권선(131)을 통해 약 20V 정도의 전압값을 가지도록 증폭될 수 있다.For example, the current delivered through the
한편, 제2 권선(131)은 종래의 공지된 기술을 이용하기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, since the
일 실시예에서, 출력 회로(130)를 통해 부하(3)에 인가되는 전류의 전압값은 20V 내지 40V 사이에 해당에 되도록 설정할 수 있는, 이는 일반적으로 전기 자동차의 메인 배터리(1)에서 사용되는 전압(대략 300V 이상)에 비해 매우 저전압 상태에 해당하며, 이렇게 설정하는 이유는 본 발명의 해당 저전압의 전류를 메인 배터리(1)의 전류보다 부하(3)에 먼저 인가시킴으로써 부하(3) 내의 각종 소자들의 사전 테스트를 하기 위함이다.In one embodiment, the voltage value of the current applied to the
다음으로, 제어부(140)는 전기 자동차의 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU)(4)으로부터 인가되는 제어 신호를 수신하고, 수신한 제어 신호에 따라 상술한 신호 스위치(122)의 상태를 온에서 오프로, 혹은 오프에서 온으로 등과 같이 천이시킴으로써 제1 권선(121)의 신호 전달 경로를 변경시키는 역할을 수행할 수 있는데, 이는 제어부(140)가 상술한 플라이백 컨버터 회로를 제어하는 일종의 플라이백 컨버터 컨트롤러임을 의미할 수 있다.Next, the
이러한 제어부(140)는 상술한 역할 외에도, 후술되는 모니터링부(150)로부터 전달되는 결과값을 통해 신호 스위치(122)의 상태를 오프 상태로 천이시키는 역할도 수행할 수 있다.In addition to the above-described roles, the
다음으로, 모니터링부(150)는 출력 회로(130) 상에 도통되는 전류의 전압값을 측정하는 역할을 수행할 수 있는데, 일 실시예에서 모니터링부(150)는 포토 커플러(photo coupler)에 해당할 수 있다.Next, the
여기에서, 포토 커플러라 함은 입력 회로(120) 상에 빛의 세기를 감지하는 감지 센서가 배치되고 출력 회로(130) 상에 제공된 발광 소자의 광도를 측정하여 이를 제어부(140)에 전달하는 역할을 수행하는 소자를 의미할 수 있다.Here, the photo coupler serves to detect the intensity of light on the
그에 따라, 제어부(140)에서는 포토 커플러를 통해 전달되는 감지 결과가 기 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 판단하고, 만약 초과하는 것으로 판단되는 경우 제어부(140)는 신호 스위치(122)의 상태를 오프 상태로 천이시켜 출력 회로(130)를 통해 더이상 전류가 인가되지 않도록 할 수 있다.Accordingly, the
일 실시예에서, 상술한 모니터링부(150)는 일종의 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Convertor; ADC)에 해당할 수 있으며, 출력 회로(130) 상의 측정된 아날로그 전압(예를 들어, 20V 전압)을 약 0.02V 단위로 지속적으로 읽어들여 이를 제어부(140)가 판단할 수 있는 디지털 전압값으로 변환하는 역할을 수행할 수 있다.In one embodiment, the above-described
한편, 상술한 모니터링부(150)에 해당하는 포토 커플러 혹은 아날로그 디지털 컨버터는 종래의 공지된 기술을 이용하기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, the photo coupler or analog-to-digital converter corresponding to the above-described
다음으로는 도 2를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)의 동작 순서를 구체적으로 살펴보기로 한다.Next, the operation sequence of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)의 동작 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing an operation sequence of the
도 2를 살펴보면, 먼저 전원부(110)에서 부하(3)의 메인 배터리(1) 혹은 보조 배터리(2)로부터 전원을 공급 받는다(S201).Referring to FIG. 2, first, the
그 다음, 전기 자동차의 마이크로 컨트롤러 유닛(4)에서 제어부(140)에 제어 신호를 인가하고(S202), 제어부는 신호 스위치(122)의 상태를 온 상태로 천이시킨다(S203).Then, the control signal is applied to the
그 다음, 전원부(110)의 전류가 제1 권선(121)을 통해 제2 권선(131)으로 전달되는데 이때 전류의 전압값은 제1 권선(121) 및 제2 권선(131) 간의 권선비에 상응하게 가변된 후(S204), 전압값이 가변된 전류는 출력 회로(130)를 통해 부하(3)에 전달된다(S205).Then, the current of the
이때, 모니터링부(150)에서 출력 회로 상에 도통되는 전류의 전압값을 측정하는데(S206), 만약 해당 전류의 전압값이 임계값을 초과하는 경우 제어부(140)는 신호 스위치(122)의 상태를 오프 상태로 천이시키고(S207), 만약 해당 전류의 전압값이 임계값을 초과하지 않는 경우에는 상술한 S204 단계 및 S205 단계를 반복하여 수행하게 된다.At this time, the
또한, 상술한 과정을 통해 부하(3) 상의 각 소자들의 이상이 발견되지 않는 경우, 제어부(140)는 신호 스위치(122)의 상태를 오프 상태로 천이시키고, 메인 배터리(1)로부터 출력되는 고전압의 전류(일반적으로 전기 자동차에 도통되는 300V 이상의 전류)가 부하(3)에 인가되어 부하(3)가 작동하게 된다.In addition, when no abnormality of each element on the
살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치(100)는 메인 배터리(1)에서 부하(3)에 고전압(약 300V 이상)을 인가하기 전에 미리 저전압(약 20V 내지 40V 사이)에 해당하는 전류를 인가함으로써 부하(3) 내의 각 소자들의 이상 유무를 사전에 진단할 수 있으며, 이때 인가되는 전류의 전압값은 메인 배터리(1)로부터 인가되는 전류의 전압값에 비해 매우 적은 값에 해당하기 부하(3) 특히, 전기 자동차 회로 상의 소자 손상에 영향을 끼치지 않는다는 장점을 가질 수 있다.As described above, the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You can understand that you can.
1 : 메인 배터리
2 : 보조 배터리
3 : 부하
4 : 마이크로 컨트롤러 유닛
100 : 플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치
110 : 전원부
120 : 입력 회로
121 : 제1 권선
122 : 신호 스위치
130 : 출력 회로
131 : 제2 권선
140 : 제어부
150 : 모니터링부1: Main battery
2: secondary battery
3: load
4: microcontroller unit
100: power supply using a flyback converter circuit
110: power supply
120: input circuit
121: first winding
122: signal switch
130: output circuit
131: second winding
140: control unit
150: monitoring unit
Claims (10)
제1 권선 및 신호 스위치를 포함하는 입력 회로;
상기 제1 권선에 상응하게 제공되는 제2 권선을 포함하며, 상기 입력 회로와 플라이백 컨버터 회로를 형성하는 출력 회로; 및
마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU)으로부터 신호를 인가 받아, 상기 신호 스위치의 상태를 천이시켜 상기 제1 권선의 신호 전달 경로를 변경시키는 제어부;를 포함하고, 그리고
상기 제어부의 제어 신호에 의해 상기 신호 스위치가 온 상태로 천이되는 경우, 상기 메인 배터리로부터 공급되는 전류보다 상기 보조 배터리로부터 공급되어 상기 플라이백 컨버터 회로를 통해 전압이 가변되는 전류가 상기 부하에 우선적으로 인가되는 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.
A power supply unit selectively receiving power from a main battery or an auxiliary (AUX) battery connected to an electric vehicle (EV) circuit, and allowing the load to operate by supplying power to a load independently from the main battery;
An input circuit including a first winding and a signal switch;
An output circuit including a second winding provided corresponding to the first winding and forming a flyback converter circuit with the input circuit; And
Includes a control unit for receiving a signal from the micro-controller unit (Micro Controller Unit; MCU), transitioning the state of the signal switch to change the signal transmission path of the first winding; and
When the signal switch is turned on by the control signal of the control unit, the current supplied from the auxiliary battery and having a variable voltage through the flyback converter circuit rather than the current supplied from the main battery preferentially affects the load. Characterized in that,
Power supply using flyback converter circuit.
상기 출력 회로를 통해 상기 전기 자동차 회로에 인가되는 전압값은 20V 내지 40V 사이에 해당하는 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.
According to claim 1,
The voltage value applied to the electric vehicle circuit through the output circuit is characterized in that between 20V to 40V,
Power supply using flyback converter circuit.
상기 출력 회로의 전압값은 상기 입력 회로의 전압값보다 높은 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.
According to claim 1,
The voltage value of the output circuit is characterized in that higher than the voltage value of the input circuit,
Power supply using flyback converter circuit.
상기 전원 공급 장치는,
상기 출력 회로 상에 도통되는 전류의 전압값을 측정하는 모니터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.
According to claim 1,
The power supply,
It characterized in that it further comprises a; monitoring unit for measuring the voltage value of the current conducting on the output circuit,
Power supply using flyback converter circuit.
상기 모니터링부는,
상기 출력 회로 상에 제공된 발광 소자의 빛의 세기를 감지하여 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 포토 커플러(photo coupler); 인 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.
The method of claim 6,
The monitoring unit,
A photo coupler that senses the light intensity of the light emitting element provided on the output circuit and transmits the detection result to the control unit; Characterized in that,
Power supply using flyback converter circuit.
상기 제어부는,
상기 포토 커플러를 통해 전달되는 감지 결과가 기 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 신호 스위치를 오프 상태로 천이시키는 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.
The method of claim 7,
The control unit,
When the detection result transmitted through the photo coupler exceeds a preset threshold, characterized in that the signal switch transitions to the off state,
Power supply using flyback converter circuit.
상기 모니터링부는,
아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Convertor; ADC); 인 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.
The method of claim 6,
The monitoring unit,
Analog Digital Converter (ADC); Characterized in that,
Power supply using flyback converter circuit.
상기 신호 스위치는,
금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Silicon field effect transistor; MOSFET); 인 것을 특징으로 하는,
플라이백 컨버터 회로를 이용한 전원 공급 장치.According to claim 1,
The signal switch,
A metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET); Characterized in that,
Power supply using flyback converter circuit.
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|---|---|---|---|
| KR1020160015108A KR102096686B1 (en) | 2016-02-05 | 2016-02-05 | Power supply apparatus using a Flyback converter circuit |
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| KR20170093554A KR20170093554A (en) | 2017-08-16 |
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| JP2010068660A (en) * | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Toyota Industries Corp | Device for protecting overheating of switching element |
| JP2015030335A (en) | 2013-08-01 | 2015-02-16 | 富士電機株式会社 | Load drive system |
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2016
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