KR101521984B1 - 전원 전달 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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주식회사 경신
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Abstract

본 발명은 전원 전달 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 전원 전달 장치는, 고전압 전원부와 고전압 부하의 (+) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 1메인릴레이; 고전압 전원부와 고전압 부하의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이; 제 1메인릴레이와 병렬로 연결되는 반도체 스위치; 반도체 스위치와 고전압 전원부 사이에 매개되어 고전압 전원부로의 역전류를 방지하기 위한 역전류 방지부; 및 제 1내지 제 2메인릴레이와 반도체 스위치를 작동시켜 고전압 부하로의 전원을 공급하거나 차단하는 릴레이 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전원 전달 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR TRANSMITTING POWER AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전원 전달 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압 전원을 고전압 부하로 전달하기 위한 전원 전달 장치에서 고전압 릴레이의 구동시 반도체 스위치를 통해 프리차지 제어를 수행한 후 릴레이를 구동시킴으로써 아크발생을 억제하는 전원 전달 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드, 연료전지차, 플러그인 하이브리드 또는 전기자동차 등은 고전압 배터리의 에너지를 이용하여 모터를 구동시킨다. 즉, 고전압 배터리의 전기 에너지를 모터를 통해 기계 에너지로 전환하여 차량의 바퀴를 움직여 차량이 움직이게 된다.
이때, 고전압 배터리와 모터를 구동시키기 위한 인버터 등의 차량 내 부품 사이에 배터리 스위치를 구비하여, 배터리 스위치를 통해 고전압 배터리의 전압이 인버터 등 차량 내 부품에 인가되도록 스위칭한다.
이러한 배터리 스위치는, 차량의 부품 고장 또는 시스템 고장 발생 시, 차량의 시스템 및 운전자 보호를 위해 가능한 빠른 시간 내에 오프되어, 고전압 배터리를 그 외 부품으로부터 분리시켜야만 한다.
따라서, 차량의 부품 고장 또는 시스템 고장 시 배터리 스위치를 통해 흐르는 전류량과 상관없이 무조건 배터리 스위치를 오프시키는 것이 바람직하다.
그러나, 대전류 도통 시 배터리 스위치를 오프 하게 되면 주변 인덕턴스에 의해 스위치 접점에 과전압이 유기된다. 이때, 배터리 스위치가 기계적 접점을 이용하는 경우 접점 융착(融着)을 발생시키고, 배터리 스위치가 반도체 소자인 경우 과전압에 의해 부품이 손상되는 문제점이 있었다.
이러한 배터리 스위치의 융착 또는 손상으로 인해 고전압 배터리가 시스템과 분리되지 않아 2차 사고를 유발할 수 있으며 운전자의 감전을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 전기 차량 및 하이브리드 차량에서는 전력 차단 장치로써 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly)를 채용하여 고전압 배터리로부터 PCU(Power Control Unit)를 거쳐 모터로 연결되는 전원을 연결하고 차단하고 있다. 또한, 파워 릴레이 어셈블리는 시스템 오류 발생 또는 정비 등의 상황에서 전력을 완전히 차단하는 안전 장치 역할을 수행하고 있다.
이러한 파워 릴레이 어셈블리는 프리차지 릴레이(Pre-Charging Relay)(450V, 5A 이상) 및 메인 릴레이(Main Relay)(450V, 60~150A 이상) 등의 고전압 릴레이를 포함하여 이루어진다.
그런데, 고전압 릴레이의 경우 고전압/대전류를 연결 및 차단하는 역할을 수행할 때 통상적으로 릴레이의 접점에서 발생 가능한 스파크를 방지하기 위해 특수 가스(Gas), 예를 들어 H2 가스를 주입 밀봉한 기계식 릴레이 구조가 채택되고 있다.
따라서, 고전압 릴레이는 특수 가스로 인해 무게가 무거워 파워 릴레이 어셈블리의 전체 무게를 증가시키게 되고, 그 결과, 차량의 연비를 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0062702호(2010. 06. 10. 공개, 발명의 명칭 : 배터리 스위치 보호 장치 및 그 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 고전압 전원을 고전압 부하로 전달하기 위한 전원 전달 장치에서 고전압 릴레이의 구동시 반도체 스위치를 통해 프리차지 제어를 수행함으로써 아크발생을 억제하도록 하는 전원 전달 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고전압 릴레이와 반도체 스위치의 구동시 안정적으로 구동시킴으로써 부품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 전원 전달 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전원 전달 장치는, 고전압 전원부와 고전압 부하의 (+) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 1메인릴레이; 고전압 전원부와 고전압 부하의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이; 제 1메인릴레이와 병렬로 연결되는 반도체 스위치; 반도체 스위치와 고전압 전원부 사이에 매개되어 고전압 전원부로의 역전류를 방지하기 위한 역전류 방지부; 및 제 1내지 제 2메인릴레이와 반도체 스위치를 작동시켜 고전압 부하로의 전원을 공급하거나 차단하는 릴레이 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 릴레이 제어부는 고전압 부하로의 전원공급시 제 2메인릴레이를 온 시킨 후 반도체 스위치를 온 시킨 다음, 제 1메인릴레이를 작동시킨 후 반도체 스위치를 오프 시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 릴레이 제어부는 고전압 부하로의 전원차단시 반도체 스위치를 온 시킨 후 제 1메인릴레이를 오프 시킨 다음, 반도체 스위치를 오프 시킨 후 제 2메인릴레이를 오프 시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 역전류 방지부는 대용량 다이오드가 역방향으로 매개되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 반도체 스위치는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), FET(Field Effect Transistor)와 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법은, 릴레이 제어부가 고전압 부하로의 전원공급시 고전압 전원부와 고전압 부하의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이를 온 시키는 단계; 릴레이 제어부가 제 2메인릴레이를 온 시킨 후 제 2설정시간이 경과하면 고전압 전원부와 고전압 부하의 (+) 단자 사이에 매개되는 반도체 스위치를 온 시키는 단계; 릴레이 제어부가 반도체 스위치를 온 시킨 후 제 1설정시간이 경과하면 반도체 스위치와 병렬로 연결되어 고전압 전원부와 고전압 부하를 전기적으로 단속하는 제 1메인릴레이를 온 시키는 단계; 및 릴레이 제어부가 제 1메인릴레이를 온 시킨 후 제 2설정시간이 경과하면 반도체 스위치를 오프 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제 1설정시간은 5~15ms 이고, 제 2설정시간은 45~55ms 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 릴레이 제어부는 시동온 신호에 의해 웨이크업 된 후 대기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법은, 릴레이 제어부가 고전압 부하로의 전원차단시 고전압 전원부와 고전압 부하의 (+) 단자 사이에 매개되는 반도체 스위치를 온 시키는 단계; 릴레이 제어부가 반도체 스위치를 온 시킨 후 제 1설정시간이 경과하면 반도체 스위치와 병렬로 연결되어 고전압 전원부와 고전압 부하를 전기적으로 단속하는 제 1메인릴레이를 오프 시키는 단계; 및 릴레이 제어부가 제 1메인릴레이를 오프 시킨 후 제 1설정시간이 경과하면 반도체 스위치를 오프 시키는 단계; 및 릴레이 제어부가 반도체 스위치를 오프 시킨 후 제 1설정시간이 경과하면 고전압 전원부와 고전압 부하의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이를 오프 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제 1설정시간은 5~15ms 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 반도체 스위치를 온 시키는 단계에서, 릴레이 제어부는 릴레이 인에이블 신호가 오프 될 경우 제 1설정시간이 경과하면 반도체 스위치를 온 시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 릴레이 제어부가 제 2메인릴레이를 오프 시킨 후 슬립모드로 전환되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전원 전달 장치 및 그 제어 방법은 고전압 전원을 고전압 부하로 전달하기 위한 전원 전달 장치에서 고전압 릴레이의 구동시 반도체 스위치를 통해 프리차지 제어를 수행하여 아크발생을 억제함으로써 고전압 릴레이의 선택폭을 넓혀 보다 가벼운 고전압 릴레이의 채용으로 파워 릴레이 어셈블리의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 차량의 연비를 향상시킬 수도 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전원 전달 장치 및 그 제어 방법은 반도체 스위치 소자와 고전압 릴레이의 스위칭 동작시 스위치의 안정화 시간을 확보하면서 구동시킴으로써 안정적인 전원공급과 차단으로 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 전원 전달 장치 및 그 제어 방법은 반도체 스위치(IGBT)를 통해 통전되는 전류량 및 통전시간을 제어 할 수 있으며, 전류량의 제어는 전원장치의 종류에 따라 다르게 적용하는 프리차지릴레이의 용량을 하나의 반도체 스위치로 공용화 적용 할 수 있고, 통전시간의 제어는 기존의 기계식 릴레이에서 필요한 프리차지저항의 기능을 대신 할 수 있기 때문에, 프리차지저항의 삭제가 가능하며, 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치를 나타낸 회로구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치의 작동상태를 나타낸 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법에서 전원공급 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법에서 전원차단 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치 및 그 제어 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치를 나타낸 회로구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치의 작동상태를 나타낸 타이밍도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치는, 제 1메인릴레이(20), 제 2메인릴레이(30), 반도체 스위치(10), 역전류 방지부(50) 및 릴레이 제어부(40)를 포함한다.
제 1메인릴레이(20)는 고전압 전원부(100)와 고전압 부하(200)의 (+) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 고전압 릴레이이다.
제 2메인릴레이(30)는 고전압 전원부(100)와 고전압 부하(200)의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 고전압 릴레이이다.
반도체 스위치(10)는 제 1메인릴레이(20)와 병렬로 연결되어 고전압 부하(200)에 포함되는 커패시터(미도시)를 프리차지(pre-change)하기 위해 전원을 공급한다.
반도체 스위치(10)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), FET(Field Effect Transistor)와 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 중 어느 하나로 구성된다.
이때, 반도체 스위치(10)는 통전되는 전류량 및 통전시간을 제어 할 수 있으며, 전류량의 제어는 전원장치의 종류에 따라 다르게 적용하는 프리차지릴레이의 용량을 하나의 반도체 스위치(10)로 공용화 적용 할 수 있고, 통전시간의 제어는 기존의 기계식 릴레이에서 필요한 프리차지저항의 기능을 대신 할 수 있기 때문에, 프리차지저항의 삭제가 가능하다.
역전류 방지부(50)는 반도체 스위치(10)의 오프시 물리적으로 고전압 전원부(100)와 고전압 부하(200)가 차단될 수 있도록, 반도체 스위치(10)와 고전압 전원부(100) 사이에 매개되어 고전압 전원부(100)로의 역전류를 방지한다.
본 실시예에서는 역전류 방지부(50)로써 대용량 다이오드를 역방향으로 설치하였다.
릴레이 제어부(40)는 고전압 부하(200)로의 전원공급과 차단시 반도체 스위치(10)를 작동시켜 고전압 부하(200)에 포함된 커패시터를 프리차지 시킨 후 제 1메인릴레이(20)와 제 2메인릴레이(30)를 작동시킨다.
이때, 릴레이 제어부(40)는 배터리 제어부(60)로부터 릴레이 인에이블 신호의 온/오프에 따라 반도체 스위치(10)와 제 1메인릴레이(20) 및 제 2메인릴레이(30)를 구동시켜 고전압 부하(200)에 전원을 공급하거나 차단한다.
또한, 릴레이 제어부(40)는 파워 릴레이 어셈블리의 상태를 감지하여, 즉, 전류상태, 전압상태, 절연저항상태, 온도상태 및 접점의 융착상태를 감지하여 이상이 발생할 경우 독립적으로 전원공급을 차단하고, 배터리 제어부(60)로부터 차량의 이상상태를 입력받아 전원공급을 차단한다.
이를 도 2에 도시된 전원 전달 장치의 작동상태를 나타낸 타이밍도를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
시동스위치(미도시)가 온 되어 이그니션 전원(IGN1)이 온 될 경우 릴레이 제어부(40)는 웨이크업 된 후 대기한다. 이때 배터리 제어부(60)로부터 릴레이 인에이블 신호가 온 되면, 릴레이 제어부(40)는 제 2메인릴레이(30)를 온 시킨 후 제 2설정시간이 경과하면 반도체 스위치(10)를 온 시켜 고전압 부하(200)에 포함된 커패시터를 프리차지 시키고, 그 다음 제 1설정시간이 경과하면 제 1메인릴레이(20)를 작동시킨 후 다시 제 2설정시간이 경과하면 반도체 스위치(10)를 오프 시키는 동작을 수행하여 고전압 부하(200)와 고전압 전원부(100)를 연결시켜 전원을 공급한다.
한편, 시동스위치가 오프 되어 배터리 제어부(60)에서 고전압 부하(200)로의 전원을 차단하기 위해 릴레이 인에이블 신호를 오프 시키면, 릴레이 제어부(40)는 제 1설정시간이 경과한 후 반도체 스위치(10)를 온 시켜 등전위를 형성하고, 이후 제 1설정시간이 경과하면 제 1메인릴레이(20)를 오프 시키고, 그 다음 제 1설정시간이 경과하면 반도체 스위치(10)를 오프 시킨 후 다시 제 1설정시간이 경과하면 제 2메인릴레이(30)를 오프 시켜 고전압 부하(200)와 고전압 전원부(100)를 분리시켜 전원 공급을 차단한다. 이후 릴레이 제어부(40)는 이그니션 전원(IGN1)이 오프 되면서 슬립모드로 전환된다
이와 같이 반도체 스위치(10)가 온 되어 고전압 부하(200)에 포함된 커패시터를 프리차지 시키거나 등전위된 상태에서 제 1메인릴레이(20)를 온/오프 시킴으로써 아크발생을 방지할 수 있다.
이때 본 실시예에서 제 1설정시간은 5~15ms 이고, 제 2설정시간은 45~55ms 로 설정하였으나, 이는 전압상태와 부하상태 및 파워 릴레이 어셈블리의 구성 부품에 따라 최적의 안정화 시간을 설정할 수 있다.
이렇게 제 1설정시간과 제 2설정시간을 통해 반도체 스위치(10) 및 제 1내지 제 2메인릴레이(20,30)가 안정적으로 동작된 후 다음 스위칭 동작이 이루어지도록 하여 안정적인 전원공급과 차단이 이루어질 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전원 전달 장치에 따르면, 고전압 전원을 고전압 부하로 전달하기 위한 전원 전달 장치에서 고전압 릴레이의 구동시 반도체 스위치를 통해 프리차지 제어를 수행하여 아크발생을 억제함으로써 고전압 릴레이의 선택폭을 넓혀 보다 가벼운 고전압 릴레이의 채용으로 파워 릴레이 어셈블리의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 차량의 연비를 향상시킬 수도 있고, 반도체 스위치 소자와 고전압 릴레이의 스위칭 동작시 스위치의 안정화 시간을 확보하면서 구동시킴으로써 안정적인 전원공급과 차단으로 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법에서 전원공급 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법에서 전원공급 과정은, 먼저 시동스위치(미도시)가 온 되어 이그니션 전원(IGN1)이 온 될 경우 릴레이 제어부(40)는 웨이크업 된 후 대기한다. 이때 릴레이 제어부(40)는 배터리 제어부(60)로부터 릴레이 인에이블 신호를 입력받아 온 상태를 판단한다(S10).
S10 단계에서 릴레이 인에이블 신호가 온 상태일 경우, 릴레이 제어부(40)는 고전압 전원부(100)와 고전압 부하(200)의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이(20)를 온 시킨다(S12).
이후 릴레이 제어부(40)는 제 2메인릴레이(20)를 온 시킨 후 제 2설정시간이 경과하는가 판단한다(S14). 예를 들어, 제 2설정시간으로 45~55ms를 설정하여 제 2메인릴레이(20)가 안정적으로 작동될 수 있도록 한다.
S14 단계에서 제 2설정시간이 경과하면, 릴레이 제어부(40)는 고전압 전원부(100)와 고전압 부하(200)의 (+) 단자 사이에 매개되어 고전압 부하(200)에 포함된 커패시터(미도시)를 프리충전하기 위한 반도체 스위치(10)를 온 시킨다(S16).
반도체 스위치(10)를 온 시킨 후 릴레이 제어부(40)는 제 1설정시간이 경과하는가 판단한다(S18). 이때 제 1설정시간으로 5~15ms를 설정하여 커패시터가 프리차지 될 수 있도록 한다.
S18 단계에서 제 1설정시간이 경과하면, 릴레이 제어부(40)는 제 1메인릴레이(20)를 온 시킨다(S20).
그런 다음, 릴레이 제어부(40)는 제 2설정시간이 경과하는가 판단한다(S22).
S22 단계에서 제 2설정시간이 경과하면, 릴레이 제어부(40)는 반도체 스위치(10)를 오프 시켜 고전압 부하(200)와 고전압 전원부(100)를 안정적으로 연결시킴으로써 아크발생을 방지하면서 전원을 공급한다(S24).
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법에서 전원차단 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 전달 장치의 제어 방법에서는, 먼저 시동스위치가 오프 되어 배터리 제어부(60)에서 고전압 부하로의 전원을 차단하기 위해 릴레이 인에이블 신호를 오프 시키게 된다. 이때 릴레이 제어부(40)는 배터리 제어부(60)로부터 릴레이 인에이블 신호를 입력받아 오프 상태를 판단한다(S30).
S30 단계에서 릴레이 인에이블 신호가 오프 상태일 경우, 릴레이 제어부(40)는 제 1설정시간이 경과하는가 판단한다(S32).
이때 제 1설정시간으로 5~15ms를 설정하여 스위칭 동작이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.
이후 S32 단계에서 제 1설정시간이 경과하면, 릴레이 제어부(40)는 고전압 전원부(100)와 고전압 부하(200)의 (+) 단자 사이에 매개되는 반도체 스위치(10)를 온 시켜 등전위를 형성한다(S34).
이때 본 실시예에서는 배터리 제어부(60)로부터 릴레이 인에이블 신호를 입력받아 오프 상태를 판단한 경우를 예시로 설명하지만, 릴레이 제어부(40)에서 파워 릴레이 어셈블리의 상태를 감지하여, 즉, 릴레이 제어부(40)가 전류상태, 전압상태, 절연저항상태, 온도상태 및 접점의 융착상태를 감지하여 이상이 발생할 경우 독립적으로 전원공급을 차단하고, 배터리 제어부(60)로부터 차량의 이상상태를 입력받아 전원공급을 차단할 경우에는 릴레이 인에이블 신호의 상태와 관계없이 반도체 스위치(10)를 온 시켜 등전위를 형성할 수 있다.
반도체 스위치(10)를 온 시킨 후 릴레이 제어부(40)는 제 1설정시간이 경과하는가 판단한다(S36).
S36 단계에서 제 1설정시간이 경과하면, 릴레이 제어부(40)는 제 1메인릴레이(20)를 오프 시킨다(S38). 이렇게 등전위 상태에서 제 1메인릴레이(20)를 오프시킴으로써 아크발생을 방지하게 된다.
제 1메인릴레이(20)를 오프 시킨 후 릴레이 제어부(40)는 제 1설정시간이 경과하는가 판단한다(S40).
S40 단계에서 제 1설정시간이 경과하면, 릴레이 제어부(40)는 반도체 스위치(10)를 오프 시킨다(S42).
그런 다음, 릴레이 제어부(40)는 반도체 스위치(10)를 오프 시킨 후 제 1설정시간이 경과하는가 판단한다(S44).
S44 단계에서 제 1설정시간이 경과하면, 릴레이 제어부(40)는 제 2메인릴레이(30)를 오프 시켜 고전압 부하(200)와 고전압 전원부(100)를 분리시킴으로써 전원공급을 차단한다(S46).
이후 릴레이 제어부(40)는 이그니션 전원(IGN1)이 오프 되면서 슬립모드로 전환된다
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전원 전달 장치의 제어 방법에 따르면, 고전압 전원을 고전압 부하로 전달하기 위한 전원 전달 장치에서 고전압 릴레이의 구동시 반도체 스위치를 통해 프리차지 제어를 수행하여 아크발생을 억제함으로써 고전압 릴레이의 선택폭을 넓혀 보다 가벼운 고전압 릴레이의 채용으로 파워 릴레이 어셈블리의 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 차량의 연비를 향상시킬 수도 있고, 반도체 스위치 소자와 고전압 릴레이의 스위칭 동작시 스위치의 안정화 시간을 확보하면서 구동시킴으로써 안정적인 전원공급과 차단으로 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 반도체 스위치 20 : 제 1메인릴레이
30 : 제 2메인릴레이 40 : 릴레이 제어부
50 : 역전류 방지부 60 : 배터리 제어부
100 : 고전압 전원부 200 : 고전압 부하

Claims (12)

  1. 고전압 전원부와 고전압 부하의 (+) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 1메인릴레이;
    상기 고전압 전원부와 상기 고전압 부하의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이;
    상기 제 1메인릴레이와 병렬로 연결되는 반도체 스위치;
    상기 반도체 스위치와 상기 고전압 전원부 사이에 매개되어 상기 고전압 전원부로의 역전류를 방지하기 위한 역전류 방지부; 및
    상기 제 1내지 제 2메인릴레이와 상기 반도체 스위치를 작동시켜 상기 고전압 부하로의 전원을 공급하거나 차단하는 릴레이 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 릴레이 제어부는, 상기 고전압 부하로의 전원공급시 상기 제 2메인릴레이를 온 시킨 후 상기 반도체 스위치를 온 시킨 다음, 상기 제 1메인릴레이를 작동시킨 후 상기 반도체 스위치를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 릴레이 제어부는, 상기 고전압 부하로의 전원차단시 상기 반도체 스위치를 온 시킨 후 상기 제 1메인릴레이를 오프 시킨 다음, 상기 반도체 스위치를 오프 시킨 후 상기 제 2메인릴레이를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 역전류 방지부는, 대용량 다이오드가 역방향으로 매개되는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 스위치는, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), FET(Field Effect Transistor)와 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치.
  6. 릴레이 제어부가 고전압 부하로의 전원공급시 고전압 전원부와 상기 고전압 부하의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이를 온 시키는 단계;
    상기 릴레이 제어부가 상기 제 2메인릴레이를 온 시킨 후 제 2설정시간이 경과하면 상기 고전압 전원부와 상기 고전압 부하의 (+) 단자 사이에 매개되는 반도체 스위치를 온 시키는 단계;
    상기 릴레이 제어부가 상기 반도체 스위치를 온 시킨 후 제 1설정시간이 경과하면 상기 반도체 스위치와 병렬로 연결되어 상기 고전압 전원부와 상기 고전압 부하를 전기적으로 단속하는 제 1메인릴레이를 온 시키는 단계; 및
    상기 릴레이 제어부가 상기 제 1메인릴레이를 온 시킨 후 상기 제 2설정시간이 경과하면 상기 반도체 스위치를 오프 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치의 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1설정시간은 5~15ms 이고, 상기 제 2설정시간은 45~55ms 인 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치의 제어 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 릴레이 제어부는, 시동온 신호에 의해 웨이크업 된 후 대기하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치의 제어 방법.
  9. 릴레이 제어부가 고전압 부하로의 전원차단시 고전압 전원부와 상기 고전압 부하의 (+) 단자 사이에 매개되는 반도체 스위치를 온 시키는 단계;
    상기 릴레이 제어부가 상기 반도체 스위치를 온 시킨 후 제 1설정시간이 경과하면 상기 반도체 스위치와 병렬로 연결되어 상기 고전압 전원부와 상기 고전압 부하를 전기적으로 단속하는 제 1메인릴레이를 오프 시키는 단계; 및
    상기 릴레이 제어부가 상기 제 1메인릴레이를 오프 시킨 후 상기 제 1설정시간이 경과하면 상기 반도체 스위치를 오프 시키는 단계;
    상기 릴레이 제어부가 상기 반도체 스위치를 오프 시킨 후 상기 제 1설정시간이 경과하면 상기 고전압 전원부와 상기 고전압 부하의 (-) 단자 사이에 매개되어 전기적으로 단속하는 제 2메인릴레이를 오프 시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치의 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제 1설정시간은 5~15ms 인 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치의 제어 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 반도체 스위치를 온 시키는 단계에서, 상기 릴레이 제어부는 릴레이 인에이블 신호가 오프 될 경우 상기 제 1설정시간이 경과하면 상기 반도체 스위치를 온 시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치의 제어 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 릴레이 제어부가 상기 제 2메인릴레이를 오프 시킨 후 슬립모드로 전환되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 전달 장치의 제어 방법.
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