KR200181443Y1 - Charger contained inverting function - Google Patents

Charger contained inverting function Download PDF

Info

Publication number
KR200181443Y1
KR200181443Y1 KR2019990026166U KR19990026166U KR200181443Y1 KR 200181443 Y1 KR200181443 Y1 KR 200181443Y1 KR 2019990026166 U KR2019990026166 U KR 2019990026166U KR 19990026166 U KR19990026166 U KR 19990026166U KR 200181443 Y1 KR200181443 Y1 KR 200181443Y1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inverter
converter
voltage
stable
charger
Prior art date
Application number
KR2019990026166U
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박노식
박성준
Original Assignee
주식회사한창트랜스
박성준
박노식
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
Priority claimed from KR1019990049834A external-priority patent/KR100322763B1/en
Application filed by 주식회사한창트랜스, 박성준, 박노식 filed Critical 주식회사한창트랜스
Priority to KR2019990026166U priority Critical patent/KR200181443Y1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR200181443Y1 publication Critical patent/KR200181443Y1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 고안은 인버터 겸용 충전기에 관한 것으로, 단방향으로 DC/DC 전력변환이 가능한 푸쉬 풀 컨버터(110)와; 단방향으로 DC/DC 전력변환이 가능한 포워드 컨버터(120)와; 상기 푸쉬 풀 컨버터(110)와 포워드 컨버터(120)를 제어하여, 양방향성을 갖는 단일의 DC/DC 컨버터처럼 동작시켜 안정된 직류전원이 형성되도록 제어하는 컨버터 제어부(140)와; 양방향 전력 전달이 가능한 풀 브릿지 인버터(130)와; 상기 풀 브릿지 인버터(130)를 제어하여 상기 푸쉬 풀 컨버터(110)의 출력을 안정된 교류전원으로 변환하거나, 상기 풀 브릿지 인버터(130)를 브릿지 정류회로로 동작시켜, 정류한 출력을 상기 포워드 컨버터(120)의 입력으로 인가하는 인버터 제어부(150)와; 인버터 모드와 충전기 동작모드를 결정하도록 연동되는 모드선택 스위치(160)로 구성되어, 인버터 모드가 선택되면, 축전지(182)의 직류 저전압이 상기 푸쉬 풀 컨버터(130)와 컨버터 제어부(140)의 제어에 의해 안정된 직류 고전압으로 변환되고, 이 직류 고전압은 상기 풀 브릿지 인버터(130)와 인버터 제어부(150)의 제어에 의해 안정된 교류전압으로 출력되고, 충전기 동작모드가 선택되면, 외부 교류 전원이 상기 풀 브릿지 인버터(130)와 인버터 제어부(150)의 제어에 의해 안정된 직류 전압으로 변환되고, 이 직류 전압은 상기 포워드 컨버터(120)와 컨버터 제어부(140)의 제어에 의해 안정된 직류 저전압을 형성하여 축전지(182)에 충전되는 인버터 겸용 충전기를 기술적 요지로 한다. 이에따라 1개의 제품으로 인버터 및 충전기로의 동시사용이 가능하다는 잇점이 있다.The present invention relates to an inverter combined charger, the push pull converter 110 capable of DC / DC power conversion in one direction; A forward converter 120 capable of unidirectional DC / DC power conversion; A converter control unit 140 for controlling the push pull converter 110 and the forward converter 120 so as to operate as a single DC / DC converter having bidirectionality to form a stable DC power source; A full bridge inverter 130 capable of bidirectional power transfer; The full bridge inverter 130 is controlled to convert the output of the push pull converter 110 into a stable AC power source, or the full bridge inverter 130 is operated as a bridge rectifier circuit to convert the rectified output into the forward converter ( An inverter controller 150 applied as an input of the 120; And a mode selection switch 160 interlocked to determine the inverter mode and the charger operation mode. When the inverter mode is selected, the DC low voltage of the battery 182 is controlled by the push-pull converter 130 and the converter controller 140. Is converted into a stable DC high voltage, and this DC high voltage is output at a stable AC voltage under the control of the full bridge inverter 130 and the inverter controller 150. When a charger operation mode is selected, an external AC power is supplied to the full AC voltage. The DC voltage is converted into a stable DC voltage by the control of the bridge inverter 130 and the inverter controller 150. The DC voltage forms a stable DC low voltage by the control of the forward converter 120 and the converter controller 140 to form a storage battery ( An inverter combined charger charged in 182 is a technical gist. As a result, one product can be used simultaneously as an inverter and a charger.

Description

인버터 겸용 충전기{charger contained inverting function}Inverter Charger {charger contained inverting function}

본 고안은 인버터 겸용 충전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이동식 전원 공급장치를 사용함에 있어서 1개의 제품으로 인버터와 충전기로 동시에 사용가능한 인버터 겸용 충전기에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter combined charger, and more particularly, to an inverter combined charger that can be used simultaneously as an inverter and a charger in one product in the use of a mobile power supply.

일반적으로, 이동식 전원 공급기의 경우 대부분이 자동차용 축전지의 저전압을 이용하여 필요한 고전압의 교류전압을 발생시켜 사용한다. 이러한 이동식 전원 공급기는 축전지의 저전압을 일단 직류 고전압으로 변환시키고, 다시 상기 직류 고전압을 교류 고전압으로 변환시켜 원하는 출력을 발생시킨다. 상기 축전지의 저전압 즉, 직류 저전압을 직류 고전압으로 변환하는 장치를 통칭하여 승압형 DC/DC 컨버터라 하고, 상기 직류 고전압을 교류 고전압으로 변환시키는 장치 즉, 직류를 교류로 변환하는 장치를 통칭하여 인버터라고 한다. 그리고 상기 승압형 DC/DC 컨버터로는 통상 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터가 적용된다.In general, in the case of the mobile power supply, most of them use the low voltage of the automotive battery to generate the required high voltage AC voltage. The mobile power supply converts the low voltage of the battery into a high DC voltage first, and then converts the high DC voltage into an AC high voltage to generate a desired output. A device for converting a low voltage of the battery, that is, a DC low voltage into a DC high voltage, is called a boost type DC / DC converter. It is called. In addition, a push pull converter is generally applied as the boost type DC / DC converter.

도1(a)은 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 간략히 살펴보면, 변압기의 1차측에 대칭적으로 두개의 스위치(Q1, Q2)가 연결되어 있고, 변압기의 2차측은 브리지 정류회로와 LC필터로 구성되어 있다.Figure 1 (a) is a view for explaining the configuration of the push pull converter, briefly, two switches (Q1, Q2) are symmetrically connected to the primary side of the transformer, the secondary side of the transformer Is composed of bridge rectifier circuit and LC filter.

상기 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터는 두개의 스위치(Q1, Q2)가 반주기마다 교대로 ON 하여 축전지의 전력 에너지를 부하로 전달시킨다. 즉 한개의 스위치가 ON 되어 변압기에 전원전압이 인가되며, 반대쪽 스위치의 콜렉터에는 전원전압의 2배가 인가된다. 따라서 전원전압이 높을 경우에는 부품 선정시 내압에 주의하여야 한다. 통상 차량용 축전지를 이용하여 교류전압을 발생시키는 경우에는 높은 승압비가 요구되며, 이는 입력단 전압이 낮은 관계로 입력단 전류는 상당히 크게된다. 이러한 전력 변환기에서는 한개의 스위치의 추가는 막대한 도전 손실을 초래한다. 따라서 저전압 입력과 고전압 출력을 요구하는 전력회로에서는 하나의 스위치로 구성되어, 전류가 큰 경우 도전손실을 줄일 수 있는 장점이 있는 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터가 적용된다.In the push pull converter, two switches Q1 and Q2 are alternately turned on every half cycle to transfer power energy of the battery to the load. That is, one switch is turned ON to apply the power supply voltage to the transformer and twice the power supply voltage to the collector of the opposite switch. Therefore, when the power supply voltage is high, care must be taken when selecting components. In general, in the case of generating an AC voltage using a vehicle battery, a high boost ratio is required, and the input terminal current is considerably large because the input terminal voltage is low. In such a power converter, the addition of one switch results in enormous conduction losses. Therefore, in a power circuit requiring a low voltage input and a high voltage output, a push pull converter having a merit of reducing the conduction loss in the case of a large current is applied as a single switch.

상기 축전지가 모두 방전되는 경우에는 축전지를 충전시켜야 하는바, 별도의 충전기가 필요하게 되며 상기 충전은 통상 포워드(Forward) 컨버터를 적용하여 실행된다.When all of the batteries are discharged, the batteries need to be charged, and a separate charger is required, and the charging is usually performed by applying a forward converter.

상기 포워드(Forward) 컨버터는 도1(b)에 도시된 바와 같이, 주스위치가 동시에 ON 되면 전원전압이 변압기의 1차측에 인가되고, 이로 인해 2차 권선에서 발생되는 전압은 출력 다이오드를 통해서 정류되고 출력필터에 의해 평활되어 부하에 공급 된다. 이와같이 부하에 전력이 공급되는 동안 주스위치가 OFF 되면 변압기의 누설인덕턴스에 축적된 에너지 및 여자에너지는 환류다이오드를 통해 입력전원측으로 환류된다. 이때 변압기의 1차권선전압은 환류다이오드에 의해 입력전원전압으로 크램프 되므로 주스위치의 양단에 걸리는 전압은 전원전압이 되고, 전류패스를 형성하는 회로는 두개의 스위치로 구성되므로 입력전압이 높은 경우 스위치의 포화전압은 무시할 수 있다. 따라서 포워드(Forward) 컨버터는 입력전원전압이 높은 경우에 적합한 회로가 된다.As shown in FIG. 1 (b), when the main switch is turned on at the same time, the forward converter is applied with the power supply voltage to the primary side of the transformer, and thus the voltage generated in the secondary winding is rectified through the output diode. It is smoothed by the output filter and supplied to the load. In this way, if the main switch is turned off while power is being supplied to the load, the energy and excitation energy accumulated in the leakage inductance of the transformer are returned to the input power source through the reflux diode. At this time, the primary winding voltage of the transformer is clamped to the input power supply voltage by the reflux diode, so the voltage across the main switch becomes the power supply voltage, and the circuit forming the current path is composed of two switches. The saturation voltage of can be ignored. Therefore, the forward converter is a suitable circuit when the input supply voltage is high.

그러나 상기의 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터와 포워드(Forward) 컨버터는 에너지전달이 입력측에서 출력측으로 전달이 되므로 인버터 기능과 충전기 기능이 개별적으로 작동되어, 사용자는 인버터와 충전기를 따로 구입하여 사용하여야 하는 불편함이 존재한다.However, in the push pull converter and the forward converter, since energy transfer is transferred from the input side to the output side, the inverter function and the charger function are operated separately, and the user has to purchase and use the inverter and the charger separately. There is discomfort.

따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이동식 전원 공급장치를 사용함에 있어서, 축전지의 직류 저전압을 이용하여 교류 고전압이 출력되고, 동시에 교류전압을 이용하여 축전지를 충전시키는 동작이 하나의 제품에서 이루지므로, 1개의 제품으로 인버터와 충전기로 동시에 사용가능한 인버터 겸용 충전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and in using a mobile power supply, an AC high voltage is output using the DC low voltage of the battery, and at the same time, the operation of charging the battery using the AC voltage is performed. Since it consists of one product, it aims to provide the inverter combined charger which can be used simultaneously as an inverter and a charger in one product.

그리고, 상기 축전지가 과방전되는 경우와 축전지가 과충전되는 경우 시스템이 자동으로 OFF되는 인버터 겸용 충전기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide an inverter combined charger in which the system is automatically turned off when the battery is over discharged and when the battery is overcharged.

도1 - 종래기술에 따른 DC/DC 컨버터의 회로 구성도.1 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to the prior art.

도2 - 본 고안에 따른 인버터 겸용 충전기의 전체 시스템 구성도.Figure 2-overall system configuration of the inverter combined charger according to the present invention.

도3 - 양방향 전력전달이 가능한 DC/DC 컨버터의 회로도.3-Circuit diagram of a DC / DC converter capable of bidirectional power transfer.

도4 - 양방향 전력전달이 가능한 풀 브릿지 인버터의 회로도.4-Circuit diagram of a full bridge inverter capable of bidirectional power transfer.

도5 - 부하전류에 대한 테브난 등가회로도.5-Thevenin's equivalent circuit diagram for load current.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 양방향 DC/DC 컨버터 110 : 푸쉬 풀 컨버터100: bidirectional DC / DC converter 110: push pull converter

111 : 변압기 120 : 포워드 컨버터111: transformer 120: forward converter

121 : 콘덴서 130 : 풀 브릿지 인버터121: capacitor 130: full bridge inverter

140 : 컨버터 제어부 150 : 인버터 제어부140: converter control unit 150: inverter control unit

160 : 모드선택 스위치 170 : 방식선택 스위치160: mode selection switch 170: mode selection switch

180 : 스타트 스위치 181 : DC전원 표시등180: start switch 181: DC power indicator

182 : 축전지 183 : 인버터 표시등182: storage battery 183: inverter light

184 : 폴트 표시등 185 : AC출력 표시등184: fault indicator 185: AC output indicator

186 : AC입력 표시등 187 : 충전 표시등186: AC input indicator 187: charging indicator

188 : 충전완료 표시등188: Charging complete indicator

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 단방향으로 DC/DC 전력변환이 가능한 푸쉬 풀 컨버터와; 단방향으로 DC/DC 전력변환이 가능한 포워드 컨버터와; 상기 푸쉬 풀 컨버터와 포워드 컨버터를 제어하여, 양방향성을 갖는 단일의 DC/DC 컨버터처럼 동작시켜 안정된 직류전원이 형성되도록 제어하는 컨버터 제어부와; 양방향 전력 전달이 가능한 풀 브릿지 인버터와; 상기 풀 브릿지 인버터를 제어하여 상기 푸쉬 풀 컨버터의 출력을 안정된 교류전원으로 변환하거나, 상기 풀 브릿지 인버터를 브릿지 정류회로로 동작시켜, 정류한 출력을 상기 포워드 컨버터의 입력으로 인가하는 인버터 제어부와; 인버터 모드와 충전기 동작모드를 결정하도록 연동되는 모드선택 스위치로 구성되어, 인버터 모드가 선택되면, 축전지의 직류 저전압이 상기 푸쉬 풀 컨버터와 컨버터 제어부의 제어에 의해 안정된 직류 고전압으로 변환되고, 이 직류 고전압은 상기 풀 브릿지 인버터와 인버터 제어부의 제어에 의해 안정된 교류전압으로 출력되고, 충전기 동작모드가 선택되면, 외부 교류 전원이 상기 풀 브릿지 인버터와 인버터 제어부의 제어에 의해 안정된 직류 전압으로 변환되고, 이 직류 전압은 상기 포워드 컨버터와 컨버터 제어부의 제어에 의해 안정된 직류 저전압을 형성하여 축전지에 충전되는 인버터 겸용 충전기를 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the above object is a push-pull converter capable of DC / DC power conversion in one direction; A forward converter capable of DC / DC power conversion in one direction; A converter controller for controlling the push pull converter and the forward converter to operate as a single DC / DC converter having bidirectionality to form a stable DC power source; A full bridge inverter capable of bidirectional power transfer; An inverter controller which controls the full bridge inverter to convert the output of the push pull converter into a stable AC power source, or operates the full bridge inverter as a bridge rectifier circuit to apply the rectified output as an input of the forward converter; And a mode selection switch that is interlocked to determine the inverter mode and the charger operation mode. When the inverter mode is selected, the DC low voltage of the battery is converted into a stable DC high voltage by the control of the push-pull converter and the converter control unit. Is output at a stable AC voltage under the control of the full bridge inverter and the inverter control unit. When the charger operation mode is selected, external AC power is converted into a stable DC voltage under the control of the full bridge inverter and the inverter control unit. As a technical gist of the inverter, a charger using an inverter which forms a stable direct current low voltage under the control of the forward converter and the converter control unit and is charged in a storage battery.

여기서, 상기 푸쉬 풀 컨버터와 포워드 컨버터는, 변압기를 공유하도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the push pull converter and the forward converter are preferably configured to share a transformer.

그리고, 상기 인버터 제어부는, 인버터 모드 선택시, 상기 풀 브릿지 인버터의 출력 교류전원을 인가받아 전압과 전류 및 파형 형태가 설정치에 미달하는 경우, 상기 컨버터 제어부에 피드백 제어신호를 송출시키고, 풀 브릿지 인버터에 제어신호를 송출하여 안정된 교류전원이 출력되도록 하고, 충전기 동작모드 선택시, 동작이 멈추어 지도록 구성되는 것이 바람직하다.When the inverter mode is selected, the inverter control unit receives an output AC power of the full bridge inverter and transmits a feedback control signal to the converter control unit when the voltage, current, and waveform form are below a set value. It is preferable that the control signal is sent to the controller so that a stable AC power is output, and the operation is stopped when the charger operation mode is selected.

또한, 충전기 동작모드 선택시 충전방식을 정전류 충전 또는 정전압 충전으로 선택 가능한 방식 선택스위치를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In addition, when the charger operating mode is selected, it is preferable that the charging method is configured to include a method selection switch selectable by the constant current charging or constant voltage charging.

이에따라, 인버터 모드를 선택하여 축전지의 저전압을 안정된 정현파 AC 전압으로 출력시키고, 충전기 동작모드를 선택하여 외부 AC 외부전원과 연결하여 축전지를 충전시키는 동작을 하나의 제품으로 구현시키는 잇점이 있다.Accordingly, an inverter mode is selected to output a low voltage of the battery as a stable sinusoidal AC voltage, and a charger operation mode is selected to connect an external AC external power source to charge the battery as an advantage.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 고안을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 고안에 따른 인버터 겸용 충전기의 전체 시스템 구성도이고, 도2은 양방향 전력전달이 가능한 DC/DC 컨버터(이하 양방향 DC/DC 컨버터라 함)의 회로도이고, 도4는 양방향 전력전달이 가능한 풀 브릿지 인버터의 회로도이고, 도5는 부하 전류에 대한 테브난 등가회로도이다.2 is an overall system configuration diagram of a combined charger charger according to the present invention, Figure 2 is a circuit diagram of a DC / DC converter (hereinafter referred to as a bi-directional DC / DC converter) capable of bi-directional power transfer, Figure 4 is a bi-directional power transfer 5 is a circuit diagram of a possible full bridge inverter, and FIG. 5 is a Thevenin equivalent circuit diagram for a load current.

도시된 바와같이, 본 고안에 따른 인버터 겸용 충전기는 크게 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터(110)와, 상기 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터(110)의 입력단을 출력단으로 하고, 출력단을 입력단으로 하는 포워드(Forward) 컨버터(120)가 변압기(111)를 공유하여 일체화되어 양방향으로 전력전달이 가능한 양방향 DC/DC 컨버터(100)와, 풀 브릿지 인버터(130)와, 컨버터 제어부(140)와, 인버터 제어부(150)와, 모드선택 스위치(160) 그리고 방식선택 스위치(170)로 구성된다.As shown, the inverter combined charger according to the present invention is largely the push pull converter (110), the forward of the push pull converter (110) as the output terminal, the output terminal as the input terminal forward (Forward) The converter 120 is a bidirectional DC / DC converter 100, the full bridge inverter 130, the converter control unit 140, the inverter control unit which is integrated by sharing the transformer 111, which enables power transfer in both directions And a mode selection switch 160 and a mode selection switch 170.

먼저 인버터로 동작시 각 장치들의 구성 및 역할을 설명하기로 한다.First, the configuration and role of each device when operating as an inverter will be described.

모드 선택스위치(160)를 이용하여 인버터 모드가 선택되고, 스타트 스위치(180)를 ON 시키면, DC 전원표시등(181)이 점등되고 축전지(182)와 직렬로 연결된 양방향 DC/DC 컨버터(100)가 상기 축전지(182)의 직류전원을 전달받는다. 이때 상기 축전지(182)와 직렬로 연결된 컨버터 제어부(140)에서는 축전지(182)의 전압값(Vs)과 전류값(Is)을 전달받아 컨버터 제어부(140)에 미리 설정된 설정값과 비교한다. 컨버터 제어부(140)에서는 축전지(182)의 저전압으로부터 고전압을 형성하기 위하여 푸쉬 풀(Push Pull) 컨버터(110)를 승압형 컨버터로 동작시킨다. 컨버터 제어부(140)에서는 푸쉬 풀 컨버터(110)의 트랜지스터 Q1과 Q2를 적당한 주기로 ON, OFF 시켜 축전지(182)의 에너지를 변압기(111)로 전달시킨다. 변압기(111)의 2차측으로 유도된 전압은 포워드 컨버터(120)의 다이오드 D1과 D2 그리고 트랜지스터 Q3과 Q4의 프리휠링 다이오드 D3과 D4로 형성되는 브리지 정류회로에 의해 정류되고, 이렇게 정류된 전압은 콘덴서(121)의 양단에 인가된다. 따라서 콘덴서(121)의 양단에는 직류링크전압, VDC가 형성된다. 이때 컨버터 제어부(140)는 상기 VDC또는 브릿지 정류회로의 출력전류, Io를 검출하여 설정값과 비교한 다음, VDC또는 Io가 설정치와 일치되도록 트랜지스터 Q1과 Q2의 ON, OFF 주기를 제어한다. 즉, 전압을 피드백하여 트랜지스터 Q1과 Q2의 스위칭폭을 제어하여 축전지(182) 입력전원의 변동이나 부하의 변동에 관계없이 직류 링크전압인 VDC가 안정되게 출력되도록 제어한다.When the inverter mode is selected by using the mode selection switch 160 and the start switch 180 is turned on, the DC power indicator 181 lights up and the bidirectional DC / DC converter 100 connected in series with the battery 182. Receives the DC power of the storage battery 182. At this time, the converter control unit 140 connected in series with the storage battery 182 receives the voltage value Vs and the current value Is of the storage battery 182 and compares it with a preset value set in the converter control unit 140. The converter control unit 140 operates the push pull converter 110 as a boost converter to form a high voltage from the low voltage of the storage battery 182. The converter controller 140 transmits the energy of the storage battery 182 to the transformer 111 by turning on and off the transistors Q1 and Q2 of the push-pull converter 110 at appropriate intervals. The voltage induced to the secondary side of the transformer 111 is rectified by a bridge rectifier circuit formed of the diodes D1 and D2 of the forward converter 120 and the freewheeling diodes D3 and D4 of the transistors Q3 and Q4. It is applied to both ends of the capacitor 121. Therefore, the DC link voltage and V DC are formed at both ends of the capacitor 121. At this time, the converter control unit 140 detects the output current, Io of the V DC or the bridge rectifier circuit, compares it with a setting value, and then controls the ON and OFF periods of the transistors Q1 and Q2 so that V DC or Io matches the setting value. . That is, the feedback voltage is controlled to control the switching widths of the transistors Q1 and Q2 so that the DC link voltage V DC is stably output regardless of the fluctuation of the input power or the load of the storage battery 182.

설정치와 동일한 VDC링크전압이 상기 승압형 컨버터로 동작되는 푸쉬 풀 컨버터(110)에서 안정되게 출력되면 상기 전압이 풀 브릿지 인버터(130)로 전달된다. 상기 풀 브릿지 인버터(130)는 상기 양방향 DC/DC 컨버터(100)에서 전달된 안정된 전압 VDC를 입력원으로 하여 작동되고, 상기 풀 브릿지 인버터(130)에 인버터 제어부(150)가 직렬로 연결되어 상기 풀 브릿지 인버터(130)의 출력전압을 제어한다.When the V DC link voltage equal to the set value is stably output from the push pull converter 110 operated as the boost converter, the voltage is transferred to the full bridge inverter 130. The full bridge inverter 130 is operated using the stable voltage V DC transmitted from the bidirectional DC / DC converter 100 as an input source, and the inverter controller 150 is connected in series to the full bridge inverter 130. The output voltage of the full bridge inverter 130 is controlled.

인버터 제어부(150)에서의 출력전압의 지령치가 정이면 풀 브릿지 인버터(130)의 트랜지스터 QA와 QD가 ON되어 정의 출력전압이 발생되나, 여기서 트랜지스터 QA와 QD를 OFF 할때 풀 브릿지 인버터(130)의 출력전류가 정이되면 출력전류는 DB와 DC를 통하여 흐르므로 출력전류가 영이 될때까지 출력전압의 극성은 부가되고, 출력전류가 부이면 DA와 DD를 통한 전류루프로 인하여 출력전압 극성은 부가된다. 따라서 트랜지스터를 모두 OFF한 상태에서는 출력전류 극성에 따라 출력전압의 극성이 좌우된다.When the command value of the output voltage from the inverter control unit 150 is positive, the transistors Q A and Q D of the full bridge inverter 130 are turned on to generate a positive output voltage, but when the transistors Q A and Q D are turned off, the full bridge When the output current of the inverter 130 is positive, the output current flows through D B and D C. Therefore, the polarity of the output voltage is added until the output current becomes zero. If the output current is negative, the current loop through D A and D D is negative. Due to this, the output voltage polarity is added. Therefore, when all the transistors are turned off, the polarity of the output voltage depends on the polarity of the output current.

그러므로 출력전류의 영향을 받지 않기 위해서는 상기 인버터 제어부(150)에서 정의 출력전압을 발생하기 위해 ON되었던 트랜지스터 QA와 QD를 OFF 시킴과 동시에 QB와 QC를 ON 시키도록 제어신호를 전달시켜 부의 출력전압이 출력되도록 제어한다. 따라서 발생시키고자 하는 출력전압의 극성에 따라 상기 인버터 제어부(150)에서 풀 브릿지 인버터(130)의 트랜지스터 QA, QD와 QB, QC를 ON,OFF 시킴으로써 상기 풀 브릿지 인버터(130)의 출력단에서 교류가 출력된다.Therefore, in order not to be affected by the output current, the inverter controller 150 transmits a control signal to turn off the transistors Q A and Q D that were turned on to generate a positive output voltage and to turn on the Q B and Q C at the same time. Control to output negative output voltage. Therefore, the inverter controller 150 turns on and off the transistors Q A , Q D , Q B , and Q C of the full bridge inverter 130 according to the polarity of the output voltage to be generated. AC is output at the output.

상기 인버터 제어부(150)는 상기 풀 브릿지 인버터(130)의 트랜지스터 QA,QB,QC,QD의 스위칭 주기를 제어하여 상기 풀 브릿지 인버터(130) 입력단으로 입력된 직류 입력전원을 교류출력전원으로 변환시켜 출력시킨다. 그리고 상기 풀 브릿지 인버터(130)가 동작되면 인버터 제어부(150)에서 인버터 표시등(183)이 점등되도록 제어한다. 그리고 상기 풀 브릿지 인버터(130)의 출력단에서 출력전류(I1O,IC2)와 출력전압(VC)이 인버터 제어부(150)에 전달되어 인버터 제어부(150)의 설정치와 비교하여 설정치에 도달하지 못하면 상기 컨버터 제어부(140) 및 풀 브릿지 인버터(130)에 제어 신호를 보내게 된다.The inverter control unit 150 controls the switching cycle of the transistors Q A , Q B , Q C , Q D of the full bridge inverter 130 to output DC input power input to the full bridge inverter 130 input terminal. Convert it to a power source and output it. When the full bridge inverter 130 is operated, the inverter controller 150 controls the inverter indicator light 183 to be turned on. And the output current (I 1O, I C2) and output voltage (V C) at the output terminal of the full bridge inverter 130 is transmitted to the inverter controller 150 does not reach the set value compared to the set point of the inverter controller 150 If not, it sends a control signal to the converter control unit 140 and the full bridge inverter 130.

컨버터 제어부(140)에서는 상기 인버터 제어부(150)의 제어신호를 전달받아 양방향 DC/DC 컨버터(100)의 트랜지스터 Q1,Q2의 스위칭 폭을 제어하여 출력전압을 제어하며, 풀 브릿지 인버터(130)에 전달된 제어신호는 트랜지스터 QA,QB,QC,QD의 스위칭 폭을 제어하여 안정된 정현파가 출력되도록 제어시킨다.The converter control unit 140 receives the control signal of the inverter control unit 150 to control the output voltage by controlling the switching widths of the transistors Q1 and Q2 of the bidirectional DC / DC converter 100 to the full bridge inverter 130. The transferred control signal controls the switching widths of the transistors Q A , Q B , Q C , and Q D to output a stable sine wave.

여기서 상기 풀 브릿지 인버터(130)의 출력전류 제어방식은 출력단에서 콘덴서 전류(IC2)를 검출하고 그 값과 인버터 제어부(150) 설정치 값을 입력변수로 하여 델타(DELTA)변조를 시행함으로써 비선형부하에서도 THD가 개선된 정현파가 출력되도록 인버터 제어부(150)를 구성하였다. 여기서 상기의 과정이 진행되는 동안 축전지(182)가 과방전되는 경우에는 상기 컨버터 제어부(140)의 제어에 의하여 폴트표시등(184)이 점등됨과 동시에 시스템이 OFF 되도록 구성되어 과방전에 의한 축전지(182)의 손상이 방지된다. 그리고 상기 시스템을 재가동 할 시에는 리셋 스위치를 누르면 된다.Here, the output current control method of the full bridge inverter 130 detects the capacitor current (I C2 ) at the output terminal and performs a delta (DELTA) modulation by using the value and the value of the inverter controller 150 as an input variable. In addition, the inverter controller 150 is configured to output a sinusoidal wave with improved THD. Here, when the battery 182 is over-discharged during the above process, the fault indicator 184 lights up and the system is turned off under the control of the converter controller 140. ) Damage is prevented. Then press the reset switch to restart the system.

상기의 과정을 통하여 풀 브릿지 인버터(130)에서 출력된 정현 교류전원은 코일(L1)과 콘덴서(C2)로 형성된 필터를 거친 후 AC 출력부로 출력된다. 이때 AC 출력표시등(185)이 점등된다.The sinusoidal AC power output from the full bridge inverter 130 through the above process passes through a filter formed by the coil L 1 and the condenser C 2 and is then output to the AC output unit. At this time, the AC output indicator 185 is turned on.

다음은 충전기로 동작시 각 장치들의 구성 및 역할을 설명하기로 한다.The following describes the configuration and role of each device when operating as a charger.

외부 전원에 AC 입력 단자를 연결시키고, 모드 선택스위치(160)에서 충전기 동작모드를 선택하고, 방식 선택 스위치(170)에서 정전압 충전, 정전류 충전, 또는 급속 충전중 하나의 모드를 선택한 다음 스타트 스위치(180)를 ON 시킨다. 스타트 스위치(180)가 ON되면 AC입력 표시등(186)이 ON 되고, 외부 교류전원이 콘덴서(C2)와 코일(L1)을 거친 후 풀 브릿지 인버터(130)의 입력단으로 입력된다.Connect the AC input terminal to an external power source, select the charger operation mode in the mode selector switch 160, select one of constant voltage charging, constant current charging, or rapid charging in the method selector switch 170, and then start the switch ( 180) ON. When the start switch 180 is turned on, the AC input indicator 186 is turned on, and the external AC power is input to the input terminal of the full bridge inverter 130 after passing through the capacitor C 2 and the coil L 1 .

이때 인버터 제어부(150)는 인버터 제어부(150)의 과전류 검출부에 교류전원이 가해져, 인버터 제어부(150)가 인터록이 걸리게 되어 작동을 하지 않으므로 인버터 표시등(183)은 OFF된 상태를 유지한다. 즉 풀 브릿지 인버터(130)의 트랜지스터 QA,QB,QC,QD는 동작이 멈추어지고, 다이오드 DA,DB,DC,DD가 브릿지 정류회로를 형성하어 입력부를 통하여 전달된 교류전원을 직류전원으로 변환시켜 출력단으로 출력시킨다.At this time, the inverter control unit 150 is applied with an AC power to the overcurrent detection unit of the inverter control unit 150, the inverter control unit 150 is interlocked and does not operate, so the inverter indicator light 183 maintains the OFF state. That is, the transistors Q A , Q B , Q C , Q D of the full bridge inverter 130 are stopped, and diodes D A , D B , D C , D D form a bridge rectifier circuit, and are transmitted through the input unit. Convert AC power to DC power and output it to the output terminal.

상기 풀 브릿지 인버터(130)의 출력단으로 전달된 직류전원은 양방향 DC/DC 컨버터(100)의 입력단 다시 말하면, 포워드(Forward) 컨버터(120)의 입력단으로 전달된다. 포워드 컨버터(120)를 형성한 트랜지스터 Q3과 Q4가 컨터버 제어부(140)의 제어신호를 전달받아 스위칭하여 양방향 DC/DC 컨버터(100)의 입력단으로 전달된 직류전원을 변압기(111)로 전달시킨다.The DC power delivered to the output terminal of the full bridge inverter 130 is transmitted to an input terminal of the bidirectional DC / DC converter 100, that is, to an input terminal of the forward converter 120. Transistors Q3 and Q4 forming the forward converter 120 receive and control the control signal of the converter controller 140 to transfer DC power delivered to the input terminal of the bidirectional DC / DC converter 100 to the transformer 111. .

축전지(182)를 충전시킬 때에는 저전압, 대전류가 필요하기 때문에 컨버터 제어부(140)에서는 상기 양방향 DC/DC 컨버터(100)를 강압형의 포워드 컨버터(120)로 동작시킨다. 이와 같이 동작시키기 위하여 트랜지스터 Q1과 Q2는 인터록이 걸리고, 트랜지스터 Q1과 Q2에 내장된 프리휠링 다이오드가 양파정류회로를 구성하여 축전지(182)의 충전이 시작된다. 이때 축전지(182)의 충전이 시작되면 충전표시등(187)이 점등된다.Since the low voltage and the high current are required to charge the storage battery 182, the converter controller 140 operates the bidirectional DC / DC converter 100 as a step-down forward converter 120. In order to operate in this way, the transistors Q1 and Q2 are interlocked, and the freewheeling diodes built in the transistors Q1 and Q2 form an onion rectifier circuit, and charging of the storage battery 182 is started. At this time, when charging of the battery 182 starts, the charging indicator 187 is turned on.

여기서 상기 컨버터 제어부(140)는 양방향 DC/DC 컨버터(100)의 출력단 즉, 축전지(182) 양단의 전압(Vs) 및 전류(Is)를 검출하여 앞서 설정된 설정치와 비교하고, 설정치와 일치하지 않을 경우에는 양방향 DC/DC 컨버터(100)의 트랜지스터 Q3와 Q4에 제어신호를 보낸다. 상기 제어신호에 의해 설정치와 일치하는 전압, 전류가 출력되도록 트랜지스터 Q3과 Q4의 스위칭 폭이 제어되고, 출력전압이 설정치와 일치되면 안정된 직류전원이 출력되어 축전지(182)가 충전된다.Here, the converter controller 140 detects the voltage Vs and the current Is of the output terminal of the bidirectional DC / DC converter 100, that is, both ends of the battery 182, and compares the set value with the previously set value. In this case, a control signal is sent to the transistors Q3 and Q4 of the bidirectional DC / DC converter 100. By the control signal, the switching widths of the transistors Q3 and Q4 are controlled to output the voltage and current corresponding to the set value. When the output voltage matches the set value, the stable DC power is output and the battery 182 is charged.

상기와 같은 과정을 통하여 축전지(182)가 만충전이 되면 충전완료 표시등(188)이 점등되고, 과충전이 되거나 이상발생시 인터록의 작용에 의해 시스템이 자동으로 OFF되어 폴트 표시등(184)이 점등되고, 이를 해소하고 난후에 리셋 스위치를 눌러야만 시스템이 재작동되도록 구성된다.When the battery 182 is fully charged through the above process, the charge completion indicator 188 is turned on, and when overcharged or abnormal, the system is automatically turned off by the action of the interlock, the fault indicator 184 is turned on. After resolving this, the system is configured to restart only by pressing the reset switch.

상기의 구성에 의한 본 고안은, 인버터 작용과 충전기 작용이 하나의 장치에 구성되어 축전지를 이용하여 로드부를 가동시키고, 축전지가 방전되는 경우 교류전원을 이용하여 즉시 충전이 가능하므로 인버터와 충전기를 따로 구비하여야 하는 번거로움이 해소되는 효과가 있다.The present invention by the above configuration, the inverter action and the charger action is configured in a single device to operate the rod using a battery, and when the battery is discharged can be immediately charged by using an AC power source separately from the inverter and the charger There is an effect that the hassle to be provided is eliminated.

그리고 제어방법에 있어서 피드백 제어와 델타 변조방식을 채용하므로써 기동특성이나 동특성이 현저히 개선되는 효과가 또한 있다.In addition, by adopting the feedback control and the delta modulation method in the control method, there is an effect that the starting characteristic and the dynamic characteristic are remarkably improved.

인버터 모드 선택시나, 충전기 동작모드 선택시 공히 과충전 과방전, 과전류에 의한 인터록이 따로 설치되어 이들중 한가지라도 해당이 되면 시스템의 동작이 자동으로 중지되므로 시스템의 오작동에 의한 회로의 손상이나 축전지의 손상이 방지되는 효과가 또한 있다.When the inverter mode is selected or when the charger operation mode is selected, the interlock due to overcharge, over discharge, and over current is installed separately, and even if one of them is applied, the system operation is automatically stopped. This also has the effect of being prevented.

Claims (4)

단방향으로 DC/DC 전력변환이 가능한 푸쉬 풀 컨버터(110)와;A push pull converter 110 capable of DC / DC power conversion in one direction; 단방향으로 DC/DC 전력변환이 가능한 포워드 컨버터(120)와;A forward converter 120 capable of unidirectional DC / DC power conversion; 상기 푸쉬 풀 컨버터(110)와 포워드 컨버터(120)를 제어하여, 양방향성을 갖는 단일의 DC/DC 컨버터처럼 동작시켜 안정된 직류전원이 형성되도록 제어하는 컨버터 제어부(140)와;A converter control unit 140 for controlling the push pull converter 110 and the forward converter 120 so as to operate as a single DC / DC converter having bidirectionality to form a stable DC power source; 양방향 전력 전달이 가능한 풀 브릿지 인버터(130)와;A full bridge inverter 130 capable of bidirectional power transfer; 상기 풀 브릿지 인버터(130)를 제어하여 상기 푸쉬 풀 컨버터(110)의 출력을 안정된 교류전원으로 변환하거나, 상기 풀 브릿지 인버터(130)를 브릿지 정류회로로 동작시켜, 정류한 출력을 상기 포워드 컨버터(120)의 입력으로 인가하는 인버터 제어부(150)와;The full bridge inverter 130 is controlled to convert the output of the push pull converter 110 into a stable AC power source, or the full bridge inverter 130 is operated as a bridge rectifier circuit to convert the rectified output into the forward converter ( An inverter controller 150 applied as an input of the 120; 인버터 모드와 충전기 동작모드를 결정하도록 연동되는 모드선택 스위치(160)로 구성되어,It is composed of a mode selection switch 160 that is interlocked to determine the inverter mode and the charger operation mode, 인버터 모드가 선택되면,When inverter mode is selected, 축전지(182)의 직류 저전압이 상기 푸쉬 풀 컨버터(110)와 컨버터 제어부(140)의 제어에 의해 안정된 직류 고전압으로 변환되고, 이 직류 고전압은 상기 풀 브릿지 인버터(130)와 인버터 제어부(150)의 제어에 의해 안정된 교류전압으로 출력되고,The direct current low voltage of the storage battery 182 is converted into a stable direct current high voltage by the control of the push pull converter 110 and the converter control unit 140, and the direct current high voltage of the full bridge inverter 130 and the inverter control unit 150 is changed. Output by stable AC voltage by control, 충전기 동작모드가 선택되면,When the charger operation mode is selected, 외부 교류 전원이 상기 풀 브릿지 인버터(130)와 인버터 제어부(150)의 제어에 의해 안정된 직류 전압으로 변환되고, 이 직류 전압은 상기 포워드 컨버터(120)와 컨버터 제어부(140)의 제어에 의해 안정된 직류 저전압을 형성하여 축전지(182)에 충전됨을 특징으로 하는 인버터 겸용 충전기.The external AC power is converted into a stable DC voltage by the control of the full bridge inverter 130 and the inverter controller 150, and the DC voltage is a DC which is stable by the control of the forward converter 120 and the converter controller 140. The inverter combined charger, characterized in that to form a low voltage to charge the battery 182. 제 1항에 있어서, 상기 푸쉬 풀 컨버터(110)와 포워드 컨버터(120)는, 변압기(111)를 공유하는 것을 특징으로 하는 인버터 겸용 충전기.The charger as claimed in claim 1, wherein the push-pull converter (110) and the forward converter (120) share a transformer (111). 제 1항에 있어서, 상기 인버터 제어부(150)는,The method of claim 1, wherein the inverter controller 150, 인버터 모드 선택시, 상기 풀 브릿지 인버터(130)의 출력 교류전원을 인가받아 전압과 전류 및 파형 형태가 설정치에 미달하는 경우, 상기 컨버터 제어부(140)에 피드백 제어신호를 송출시키고, 풀 브릿지 인버터(130)에 제어신호를 송출하여 안정된 교류전원이 출력되도록 하고,When the inverter mode is selected, when the output AC power of the full bridge inverter 130 is applied and the voltage, current, and waveform form are less than the set value, a feedback control signal is sent to the converter controller 140, and a full bridge inverter ( 130) to send a control signal to output a stable AC power, 충전기 동작모드 선택시, 동작이 멈추어짐을 특징으로 하는 인버터 겸용 충전기.Inverter-compatible charger characterized in that the operation is stopped when the charger operation mode is selected. 제 1항에 있어서, 충전기 동작모드 선택시 충전방식을 정전류 충전 또는 정전압 충전으로 선택 가능한 방식 선택스위치(170)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인버터 겸용 충전기.The charger as claimed in claim 1, further comprising a method selector switch (170) for selecting a charging mode as a constant current charging or a constant voltage charging.
KR2019990026166U 1999-11-11 1999-11-26 Charger contained inverting function KR200181443Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR2019990026166U KR200181443Y1 (en) 1999-11-11 1999-11-26 Charger contained inverting function

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990049834A KR100322763B1 (en) 1999-11-11 1999-11-11 charger contained inverting function
KR2019990026166U KR200181443Y1 (en) 1999-11-11 1999-11-26 Charger contained inverting function

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990049834A Division KR100322763B1 (en) 1999-11-11 1999-11-11 charger contained inverting function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR200181443Y1 true KR200181443Y1 (en) 2000-05-15

Family

ID=26635665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2019990026166U KR200181443Y1 (en) 1999-11-11 1999-11-26 Charger contained inverting function

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR200181443Y1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160013551A (en) * 2014-07-28 2016-02-05 현대자동차주식회사 Charging control method for eco-friendly vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160013551A (en) * 2014-07-28 2016-02-05 현대자동차주식회사 Charging control method for eco-friendly vehicle
KR101592742B1 (en) 2014-07-28 2016-02-18 현대자동차주식회사 Charging control method for eco-friendly vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1571752B1 (en) Soft-switching half-bridge inverter power supply system
CA2417771C (en) Alexander topology resonance energy conversion and inversion circuit utilizing a series capacitance multi-voltage resonance section
US11616451B2 (en) Pre-chargeable DCDC conversion circuit
US8587252B2 (en) System and method for digital control of a DC/DC power-converter device, in particular for automotive applications
TWI373900B (en) High efficiency charging circuit and power supplying system
US20100181963A1 (en) Battery Charger and Method for its Operation
WO2021139713A1 (en) Online interactive uninterruptible power supply and method for control thereof
CN112511005B (en) Bidirectional DC/DC converter and energy storage system
JP2000262072A (en) Electric power regenerative charging and discharging device
US20230249564A1 (en) Charging device and vehicle
KR20210034133A (en) System of charging battery of vehicle method for controlling the same
US6960901B2 (en) Bi-directional DC/DC power converter having a neutral terminal
CN112311245B (en) High-frequency intermittent control system and method of bidirectional series resonant converter
CN105634108B (en) Off-line uninterrupted power supply
KR100322763B1 (en) charger contained inverting function
JP2004112954A (en) Power storage device
KR200181443Y1 (en) Charger contained inverting function
JP3239513B2 (en) Power supply
CN111200294B (en) High-frequency bidirectional photovoltaic energy inversion energy storage system
JPH11252919A (en) Bidirectional dc-to-dc converter
JPH0327768A (en) Control method for resonant dc-dc convertor
JP4275223B2 (en) Power supply
JP2000125548A (en) Switching power unit
JP2002084676A (en) Power conversion device for accumulator
JPH02269426A (en) Dc uninterruptible power supply unit

Legal Events

Date Code Title Description
U107 Dual application of utility model
REGI Registration of establishment
LAPS Lapse due to unpaid annual fee