KR101438991B1 - 차량용 dc-ac 인버터 장치 및 제어 방법 - Google Patents

차량용 dc-ac 인버터 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

차량용 DC-AC 인버터 장치 및 제어 방법이 개시된다. 차량용 DC-AC 인버터 장치는 ISG 기능을 구비한 차량에 사용되는 차량용 DC-AC 인버터 장치로서, 배터리 전압에서 노이즈 성분을 제거하는 입력필터와, 배터리 전압을 감지하고, 감지된 배터리 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하며, 비교결과에 기초하여 ISG 기능의 수행여부를 나타내는 감지신호를 생성하는 감지부와, 감지신호에 상응하는 제어신호를 생성하여, 입력필터의 출력 전압을 제어하는 제어부와, 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 푸시-풀 회로와, 푸시-풀 회로로부터 입력받은 교류 전압을 정류하는 정류 및 평활 회로와, 정류 및 평활 회로로부터 입력받은 정류된 교류 전압을 60Hz의 교류 전압으로 변환하는 H-브릿지 회로를 포함하여 구성된다. 여기서, 제어부는 감지된 배터리 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우, 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 제어신호를 생성할 수 있다. 따라서, 배터리의 전압이 낮아짐으로 인한 인버터를 재작동시켜야하는 문제를 방지할 수 있다.

Description

차량용 DC-AC 인버터 장치 및 제어 방법{DC-AC INVERTER APPARATUS FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 ISG 기능을 갖는 차량용 인버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ISG 기능을 갖는 차량에 사용될 수 있는 차량용 DC-AC 인버터 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 승용차, 트럭과 같은 차량은 배터리에서 출력되는 배터리 전압(DC 12V)을 차량의 시거잭을 통하여 제공하는 구조를 갖는다. 따라서, 사용자는 차량의 시거잭을 통하여 출력되는 배터리 전압을 이용하여 휴대폰 충전, 네비게이션, TV 등의 전자 기기를 사용할 수 있다.
그런데, 이러한 배터리 전압은 그 용량이 DC 12V라는 제한성 때문에 AC 120V로 동작하는 전자 기기를 구동시킬 수 없는 불편이 있었다. 이러한 불편을 해결하기 위하여 DC 12V 배터리 전압을 AC 120V로 변환시키는 DC-AC 인버터가 사용되었다. 그리고, DC-AC 인버터는 배터리 전압이 소정의 전압 이하로 낮아지는 경우에 DC-AC 인버터의 구동을 정지시켜 배터리의 방전을 방지하는 저전압 보호 기능을 가지고 있다. 따라서, 배터리의 전압이 소정의 전압 이하로 낮아지는 경우 DC-AC 인버터는 일시적으로 구동이 정지되므로, DC-AC 인버터를 다시 턴-온시켜야 한다.
한편, 근래의 차량에는 차량의 연비 등을 개선시키기 위해 차량의 주행중에 신호 대기시 및 차량의 정지시에 엔진을 정지시키고, 차량의 기동시에는 다시 엔진의 시동을 가동시키는 ISG(Idle Stop and Go) 기능이 탑재되어 있다.
따라서, ISG 기능이 탑재되어 있는 차량에 종래의 DC-AC 인버터를 사용하는 경우에 차량이 신호 대기 또는 정차시에 엔진이 정지되는 ISG 기능으로 인하여 배터리의 전압이 낮아지게되며, 이로 인하여 DC-AC 인버터는 저전압 보호 기능을 수행하게되므로, ISG 기능이 수행될때마다 DC-AC 인버터를 재작동시켜야하는 문제가 있다.
또한, ISG 기능이 탑재되어 상술한 DC-AC 인버터를 재작동시켜야하는 문제가 발생하는 것을 해결하기 위해, DC-AC 인버터에 ISG 컨버터 회로를 삽입하여 ISG 기능이 수행될 때 ISG 컨버터가 구동되어 DC-AC 인버터로 유입되는 전압을 보상하는 경우를 고려할 수 있으나, 이 경우 DC-AC 인버터의 회로 구성이 복잡해지고, 이로 인해 DC-AC 인버터의 크기가 증가되며, 비용이 증가되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량용 DC-AC 인버터 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 차량용 DC-AC 인버터 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치는 ISG 기능을 구비한 차량에 사용되는 차량용 DC-AC 인버터 장치로서, 배터리 전압에서 노이즈 성분을 제거하는 입력필터와, 상기 배터리 전압을 감지하고, 상기 감지된 배터리 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하며, 상기 비교결과에 기초하여 상기 ISG 기능의 수행여부를 나타내는 감지신호를 생성하는 감지부와, 상기 감지신호에 상응하는 제어신호를 생성하여, 상기 입력필터의 출력 전압을 제어하는 제어부와, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 푸시-풀(Push-Pull) 회로와, 상기 푸시-풀 회로로부터 입력받은 상기 교류 전압을 정류하는 정류 및 평활 회로와, 상기 정류 및 평활 회로로부터 입력받은 상기 정류된 교류 전압을 60Hz의 교류 전압으로 변환하는 H-브릿지 회로를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어부는 상기 감지된 배터리 전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 제어신호를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 입력필터는 배터리와 상기 푸시-풀 회로 사이에 직렬연결되고, 적어도 하나의 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터로 형성되는 π 형 또는 T 형의 회로와, 상기 푸시-풀 회로에 인접한 상기 캐패시터에 직렬연결되는 스위칭소자를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 π 형의 회로는 상기 배터리와 상기 푸시-풀 회로 사이에 상기 인덕터가 직렬연결되고, 상기 인덕터 좌측 및 우측 각각에 2 개의 캐패시터가 연결되며, 상기 2 개의 캐패시터의 일단은 상기 인덕터와 연결되고, 상기 캐패시터의 타단은 접지와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 T 형의 회로는 상기 배터리와 상기 푸시-풀 회로 사이에 2 개의 인덕터가 직렬연결되고, 상기 2 개의 인덕터 사이의 노드에 캐패시터가 상기 2 개의 인덕터와 병렬연결되며, 상기 캐패시터의 일단은 상기 인덕터 사이의 노드와 상기 캐패시터의 타단은 접지와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 감지신호에 상응하여 상기 스위칭소자를 턴-오프하여 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭할 수 있다.
또한, 상기 감지부는 상기 배터리 전압을 미리 설정된 전압 크기로 분배한 입력전압을 출력하는 분배저항과, 상기 입력전압과 상기 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 감지신호를 생성하는 비교기를 포함할 수 있다.
또한, 차량용 DC-AC 인버터 장치는 ISG 기능을 구비한 차량에 사용되는 차량용 DC-AC 인버터 장치로서, 배터리 전압에서 노이즈 성분을 제거하는 입력필터와, 상기 배터리 전압을 감지하고, 상기 감지된 배터리 전압을 미리 설정된 전압 크기로 분배한 입력전압으로 출력하는 감지부와, 상기 입력전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하며, 상기 비교결과에 기초한 상기 ISG 기능의 수행여부를 나타내는 감지신호에 상응하는 제어신호를 생성하여, 상기 입력필터의 출력 전압을 제어하는 제어부와, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 푸시-풀(Push-Pull) 회로와, 상기 푸시-풀 회로로부터 입력받은 상기 교류 전압을 정류하는 정류 및 평활 회로와, 상기 정류 및 평활 회로로부터 입력받은 상기 정류된 교류 전압을 60Hz의 교류 전압으로 변환하는 H-브릿지 회로를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어부는 상기 입력전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 제어신호를 생성할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 제어 방법은, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 차량용 DC-AC 인버터 장치의 제어 방법으로서, 입력된 배터리 전압을 미리 설정된 주기로 감지하는 단계와, 상기 입력된 배터리 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하는 단계와, 상기 비교결과 상기 입력된 배터리 전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치 및 제어 방법에 따르면, ISG 기능이 탑재되어 있는 차량이 신호 대기 또는 정차시에 엔진이 정지되어 배터리의 전압이 낮아지게 되어도, DC-AC 인버터 장치가 낮아진 배터리 전압을 보상하므로, 배터리의 전압이 낮아짐으로 인한 인버터를 재작동시켜야하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 종래의 DC-AC 인버터에 ISG 컨버터 회로를 삽입하여 ISG 기능이 수행될 때 ISG 컨버터가 구동되어 DC-AC 인버터로 유입되는 전압을 보상하는 경우에 비하여 간단한 스위칭소자만을 추가하는 구성으로 회로의 구성이 간단하고, 크기 및 비용이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치의 일반모드에서 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치의 저전압 보호모드에서 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 DC-AC 인버터 장치(100)는 입력필터(110), 감지부(120), 제어부(130), 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140), 정류 및 평활 회로(150) 및 H-브릿지(Bridge) 회로(160)를 포함하여 구성된다.
입력필터(110)는 배터리(B+)로부터 인가되는 직류 형태의 배터리 전압의 노이즈 성분을 제거하는 기능을 수행할 수 있고, 상기 입력필터(110)는 적어도 하나의 인덕터(inductor), 적어도 하나의 캐패시터(capacitor) 및 스위칭소자를 포함할 수 있다.
구체적으로, 입력필터(110)는 배터리 전압이 인가되는 노드에 인덕터가 직렬연결되고, 상기 인덕터 좌우 각각에 병렬로 2 개의 캐패시터가 연결되는 π 형의 회로로 구성될 수 있다(즉, 2 개의 캐패시터의 일단은 인덕터와 타단은 접지와 연결됨.). 여기에, 상기 스위칭소자는 상기 인덕터의 우측에 상기 인덕터와 병렬연결되는 캐패시터와 직렬연결될 수 있다.
또한, 입력필터(110)는 배터리 전압이 인가되는 노드에 2 개의 인덕터가 직렬연결되고, 상기 2 개의 인덕터 사이의 노드에 캐패시터가 상기 인덕터와 병렬연결되는 T 형의 회로로 구성될 수도 있다(즉, 상기 캐패시터의 일단은 인덕터와 타단은 접지와 연결됨.). 여기서, 상기 스위칭소자는 상기 캐패시터와 접지 사이에 직렬연결될 수 있다. 여기서, 상기 π 형의 회로 또는 T 형의 회로를 구성하는 인덕터 및 캐패시터의 개수는 상기 인덕터 및 캐패시터의 용량에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
감지부(120)는 배터리로부터 인가되는 직류 형태의 배터리 전압을 미리 설정된 기준 전압과 비교하여, ISG 기능이 수행되는지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 감지부(120)는 입력필터에서 노이즈 성분이 제거된 배터리 전압을 입력받아 상기 미리 설정된 기준 전압과 입력받은 배터리 전압을 비교하여 ISG 기능이 수행되는지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 감지부(120)는 배터리 전압을 미리 설정된 기준 전압과 비교하지 않고, ISG 기능이 수행되는지를 알려주는 ISG 신호를 입력받아 ISG 기능이 수행되는지 여부를 감지할 수도 있다.
예를 들어, 감지부(120)는 배터리로부터 또는 입력필터(110)로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 작을 경우에 차량에 탑재된 ISG 기능이 수행되고 있음을 감지할 수 있고, 배터리로부터 또는 입력필터(110)로부터 인가되는 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 클 경우에 차량에 탑재된 ISG 기능이 수행되고 있지 않음을 감지할 수 있다. 또한, 감지부(120)는 하이레벨 또는 로우레벨의 ISG 신호를 기초로 ISG 기능의 수행 여부를 감지할 수도 있다. 또한, 감지부(120)는 상술한 ISG 기능이 수행되는지 여부를 미리 설정된 주기로 배터리 전압 또는 ISG 신호를 감지하여 ISG 기능의 수행여부를 감지할 수 있다.
구체적으로, 상기 감지부(120)는 2 개의 분배저항(R) 및 비교기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 2 개의 분배저항은 배터리 전압을 분배할 수 있도록 상기 배터리에 병렬연결될 수 있고, 상기 2 개의 분배저항 사이의 노드의 전압을 비교기에 출력하고, 상기 비교기는 입력된 2 개의 분배저항 사이의 노드의 전압을 상기 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 ISG 기능이 수행되는지 여부를 감지할 수도 있다.
제어부(130)는 감지부(120)로부터 입력받은 감지신호를 기초로 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 이용하여 푸시-풀 회로(140)로 입력되는 전압의 크기를 제어할 수 있다. 여기서, 제어부는 MCU(Micro Controller Unit)가 될 수 있다.
한편, 상기 감지부(120)는 미리 설정된 기준 전압과 배터리 전압을 비교하여 감지신호를 생성하고, 상기 제어부(130)는 감지부(120)로부터 감지신호를 입력받아 제어신호를 생성하는 것으로 설명하였으나, 상기 감지부(120)는 배터리 전압을 상기 제어부(130)에 입력하고, 상기 제어부(130)가 미리 설정된 기준 전압과 상기 감지부(120)로부터 입력받은 배터리 전압을 비교하여 감지신호를 생성하고, 상기 감지신호에 기초하여 제어신호를 생성할 수도 있다.
푸시-풀 회로(140)는 입력필터(110)로부터 입력되는 직류 형태의 배터리 전압을 증폭할 수 있다. 예를 들어, DC 12V의 배터리 전압을 120V의 배터리 전압으로 증폭할 수 있다.
정류 및 평활 회로(150)는 상기 푸시-풀 회로(140)로부터 입력받은 마이너스(-) 교류 전압을 정류하여 플러스(+) 교류 전압만을 정류하는 정류기를 포함할 수 있다.
H-브릿지 회로(160)는 상기 정류 및 평활 회로로부터 플러스 교류 전압만을 입력받아 일반 가정에서 사용되는 전압인 60Hz의 교류 전압을 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치의 일반모드에서 동작을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 장치의 저전압 보호모드에서 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 차량용 DC-AC 인버터 장치는 입력필터(110), 감지부(120), 제어부(130), 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140), 정류 및 평활 회로(150) 및 H-브릿지(Bridge) 회로(160)를 포함할 수 있고, 도 2 및 도 3에서는 일반모드와 저전압 보호모드에서의 동작을 설명하기 위해 차량용 DC-AC 인버터 장치의 입력필터(110), 감지부(120), 제어부(130) 및 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140)만을 도시하였다.
차량용 DC-AC 인버터 장치의 입력필터(110)는 적어도 하나의 인덕터(inductor), 적어도 하나의 캐패시터(capacitor) 및 스위칭소자를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이, 입력필터(110)는 배터리 전압이 인가되는 노드와 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140) 사이에 2 개의 인덕터(L)가 직렬연결되고, 상기 직렬연결된 2 개의 인덕터 좌우 각각에 병렬로 2 개의 캐패시터가 연결되고, 상기 직렬연결된 2 개의 인덕터 사이 노드에 상기 인덕터와 병렬연결되는 캐패시터를 포함하는 이중 π 형의 회로(즉, 3 개의 캐패시터의 일단은 인덕터와 타단은 접지와 연결됨.)와 스위칭소자(111)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 스위칭소자(111)는 일단이 상기 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140)와 인덕터 사이에 상기 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140)와 병렬연결된 캐패시터에 직렬연결되고, 타단은 접지에 연결되는 FET(Field Effect Transistor), 트랜지스터 등의 온오프 기능을 수행할 수 있는 다양한 소자가 될 수 있다.
감지부(120)는 2 개의 분배저항(R)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 2 개의 분배저항(R)은 배터리 전압을 분배할 수 있도록 상기 배터리에 병렬연결될 수 있고, 상기 2 개의 분배저항 사이의 노드의 전압을 제어부(130)에 출력할 수 있다.
제어부(130)는 감지부(120)로부터 입력받은 감지신호를 기초로 제어신호를 생성하고, 상기 제어신호를 이용하여 상기 스위칭소자의 온오프 동작을 제어하여 입력필터(110)로부터 푸시-풀 회로(140)로 입력되는 전압의 크기를 제어할 수 있다.
한편, 차량용 DC-AC 인버터 장치의 일반모드는 차량에 탑재된 ISG 기능이 수행되지 않아 배터리 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 큰 경우를 의미하고, 저전압 보호모드는 차량에 탑재된 ISG 기능이 수행되어 배터리 전압이 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우를 의미한다.
구체적으로, 일반모드에서 차량용 DC-AC 인버터 장치의 감지부(120)는 배터리 전압을 입력받아 분배저항(R)을 통하여 상기 배터리 전압을 분배한 입력전압(감지신호)을 제어부(130)로 출력한다.
다음으로, 제어부(130)는 감지부(120)로부터 입력받은 감지신호를 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 감지신호가 상기 미리 설정된 기준 전압보다 클 경우에 하이(High)레벨의 제어신호를 상기 입력필터(110)에 포함된 상기 스위칭소자로 출력한다. 상기 스위칭 소자(111)는 하이레벨의 제어신호에 기초하여 턴-온된다. 이 경우, 상기 입력필터(110)는 배터리 전압이 인가되는 노드와 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140) 사이에 2 개의 인덕터(L)가 직렬연결되고, 상기 직렬연결된 2 개의 인덕터 좌우 각각에 병렬로 2 개의 캐패시터가 연결되고, 상기 직렬연결된 2 개의 인덕터 사이 노드에 상기 인덕터와 병렬연결되는 캐패시터를 포함하는 이중 π 형의 회로(즉, 3 개의 캐패시터의 일단은 인덕터와 타단은 접지와 연결됨.)로 구성되어, 전압형 푸시-풀 회로가 되어 입력된 배터리 전압을 출력한다.
한편, 저전압 보호모드에서 차량용 DC-AC 인버터 장치의 감지부(120)는 배터리 전압을 입력받아 분배저항(R)을 통하여 상기 배터리 전압을 분배한 입력전압(감지신호)을 제어부(130)로 출력한다.
다음으로, 제어부(130)는 감지부(120)로부터 입력받은 감지신호를 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 감지신호가 상기 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우에 로우(Low)레벨의 제어신호를 상기 입력필터(110)에 포함된 상기 스위칭소자(111)로 출력한다. 상기 스위칭소자(111)는 로우레벨의 제어신호에 기초하여 턴-오프된다. 따라서, 상기 스위칭소자와 연결된 캐패시터는 접지와 오픈회로를 형성하게 된다.
따라서, 상기 입력필터(110)는 배터리 전압이 인가되는 노드와 푸시-풀(Push-Pull) 회로(140) 사이에 2 개의 인덕터(L)가 직렬연결되고, 상기 직렬연결된 2 개의 인덕터 좌측에 병렬로 캐패시터가 연결되고, 상기 직렬연결된 2 개의 인덕터 사이 노드에 상기 인덕터와 병렬연결되는 캐패시터(C)를 포함하는 회로를 형성한다. 이 경우, 입력필터의 상기 인덕터(Boost 용 L)는 인가되는 배터리 전압을 증가시켜 푸시-풀 회로로 출력한다. 즉, 푸쉬-풀 회로에 인접한 인덕터는 일반적으로 사용되는 부스트 회로에서의 인덕터의 기능을 수행하여 인가되는 배터리 전압을 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 DC-AC 인버터 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 차량용 DC-AC 인버터 제어 방법은 미리 설정된 주기로 배터리 전압을 감지하고(S100), 감지된 배터리 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하고(S110), 비교결과 감지된 배터리 전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 큰 경우에 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 입력필터의 스위칭소자가 턴온되어 입력필터는 입력된 배터리 전압을 푸시-풀 회로로 출력하는 동작을 수행하게 된다(S120).
한편, 상기 비교결과 감지된 배터리 전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우에 상기 입력필터의 스위칭소자가 턴-오프되어 상기 입력필터는 입력된 배터리 전압을 부스트시켜 푸시-풀 회로로 출력하는 동작을 수행하게 된다(S130).
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.
100: 차량용 DC-AC 인버터 장치 110: 입력필터
111: 스위칭소자 120: 감지부
130: 제어부 140: 푸시-풀 회로
150: 정류 및 평활 회로 160: H-브릿지 회로

Claims (8)

  1. ISG 기능을 구비한 차량에 사용되는 차량용 DC-AC 인버터 장치로서,
    배터리 전압에서 노이즈 성분을 제거하는 입력필터;
    상기 배터리 전압을 감지하고, 상기 감지된 배터리 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하며, 상기 비교결과에 기초하여 상기 ISG 기능의 수행여부를 나타내는 감지신호를 생성하는 감지부;
    상기 감지신호에 상응하는 제어신호를 생성하여, 상기 입력필터의 출력 전압을 제어하는 제어부;
    상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 푸시-풀(Push-Pull) 회로;
    상기 푸시-풀 회로로부터 입력받은 상기 교류 전압을 정류하는 정류 및 평활 회로; 및
    상기 정류 및 평활 회로로부터 입력받은 상기 정류된 교류 전압을 60Hz의 교류 전압으로 변환하는 H-브릿지 회로를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 배터리 전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 제어신호를 생성하는, 차량용 DC-AC 인버터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력필터는,
    배터리와 상기 푸시-풀 회로 사이에 직렬연결되고, 적어도 하나의 인덕터와 적어도 하나의 캐패시터로 형성되는 π 형 또는 T 형의 회로; 및
    상기 푸시-풀 회로에 인접한 상기 캐패시터에 직렬연결되는 스위칭소자를 포함하는, 차량용 DC-AC 인버터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 π 형의 회로는,
    상기 배터리와 상기 푸시-풀 회로 사이에 상기 인덕터가 직렬연결되고, 상기 인덕터 좌측 및 우측 각각에 2 개의 캐패시터가 연결되며, 상기 2 개의 캐패시터의 일단은 상기 인덕터와 연결되고, 상기 캐패시터의 타단은 접지와 연결되는, 차량용 DC-AC 인버터 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 T 형의 회로는,
    상기 배터리와 상기 푸시-풀 회로 사이에 2 개의 인덕터가 직렬연결되고, 상기 2 개의 인덕터 사이의 노드에 캐패시터가 상기 2 개의 인덕터와 병렬연결되며, 상기 캐패시터의 일단은 상기 인덕터 사이의 노드와 상기 캐패시터의 타단은 접지와 연결되는, 차량용 DC-AC 인버터 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지신호에 상응하여 상기 스위칭소자를 턴-오프하여 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는, 차량용 DC-AC 인버터 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 배터리 전압을 미리 설정된 전압 크기로 분배한 입력전압을 출력하는 분배저항; 및
    상기 입력전압과 상기 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 상기 감지신호를 생성하는 비교기를 포함하는, 차량용 DC-AC 인버터 장치.
  7. ISG 기능을 구비한 차량에 사용되는 차량용 DC-AC 인버터 장치로서,
    배터리 전압에서 노이즈 성분을 제거하는 입력필터;
    상기 배터리 전압을 감지하고, 상기 감지된 배터리 전압을 미리 설정된 전압 크기로 분배한 입력전압으로 출력하는 감지부;
    상기 입력전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하며, 상기 비교결과에 기초한 상기 ISG 기능의 수행여부를 나타내는 감지신호에 상응하는 제어신호를 생성하여, 상기 입력필터의 출력 전압을 제어하는 제어부;
    상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 푸시-풀(Push-Pull) 회로;
    상기 푸시-풀 회로로부터 입력받은 상기 교류 전압을 정류하는 정류 및 평활 회로; 및
    상기 정류 및 평활 회로로부터 입력받은 상기 정류된 교류 전압을 60Hz의 교류 전압으로 변환하는 H-브릿지 회로를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 제어신호를 생성하는, 차량용 DC-AC 인버터 장치.
  8. (a) 입력필터가 배터리 전압에서 노이즈 성분을 제거하는 단계;
    (b) 감지부가 상기 배터리 전압을 감지하고, 상기 감지된 배터리 전압과 미리 설정된 기준 전압을 비교하며, 상기 비교결과에 기초하여 ISG 기능의 수행여부를 나타내는 감지신호를 생성하는 단계; 및
    (c) 제어부가 상기 감지신호에 상응하는 제어신호를 생성하여 상기 입력필터의 출력 전압을 제어하되, 상기 감지된 배터리 전압이 상기 미리 설정된 기준 전압보다 작은 경우, 상기 입력필터의 출력 전압을 증폭하는 단계;
    를 포함하는 차량용 DC-AC 인버터 제어 방법.
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