KR101567222B1

KR101567222B1 - 충전기 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101567222B1
Application number: KR1020140073454A
Authority: KR
Inventors: 임정빈; 한대웅; 이상규; 전재화
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2015-11-06

Abstract

차량의 고전압 배터리 충전을 위한 충전 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법은, (a) 충전기에 연결되는 교류 전원의 주파수를 감지하는 단계; (b) 상기 교류 전원의 주파수가 상기 충전기의 허용 임계 주파수 미만이면 상기 충전기의 PFC 출력 제어 전압을 디레이팅(derating)시키는 단계; 및 (c) 상기 충전기를 통해 고전압 배터리의 충전을 수행하는 단계;를 포함한다.

Description

충전기 및 그 제어 방법{ON-BOARD CHARGER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}

본 발명은 차량의 고전압 배터리 충전을 위한 충전기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 특정적으로는, 입력 전원의 주파수에 따라 PFC 컨버터의 출력 제어 전압을 조절하는 방식에 의해 동작 주파수 범위가 확대될 수 있는 충전기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반 차량은 주행에 필요한 구동력을 전적으로 석유 연료(예로써 가솔린, 경유)의 연소를 통해 얻는다. 친환경차는 석유 이외의 에너지원(전기, 수소연료 등)을 사용하여 구동력의 일부분 내지 전부를 생성하는 차량을 말하며, 일반 차량에 비해 연비가 높으면서도 배출가스가 적은 장점이 있다.

여러 가지 유형의 친환경차들 중에서 전기자동차(Electric Vehicle: EV)나 플러그인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV)는 주행용 모터에 전기를 공급하는 고전압 배터리를 구비하며, 이러한 고전압 배터리는 급속 충전기를 통해 급속 충전되거나 차량 내에 장착된 완속 충전기(on-board charger)를 통해 주택 등의 건물에 공급되는 일반 교류 전원에 연결되어 충전된다.

일반적인 완속 충전 장치의 일 예를 나타낸 도 1을 참조하면, 완속 충전 장치(10)는 완속 충전기(20) 및 콘트롤러(30)를 포함한다. 완속 충전기(20)는 AC 정류기(21), PFC 컨버터(22), 및 DC/DC 컨버터(23)를 포함하며, 이들 각 구성은 차량 내 탑재된 컨트롤러(30)를 통해 제어받는다.

여기서 PFC 컨버터(22)는 공지되어 있는 바와 같이 역률 보상(power factor correction)을 수행하는 한편 AC 정류기(21)의 출력 전압을 승압시키는 역할을 수행한다. 이러한 PFC 컨버터(22)에는 출력 커패시터(22a)가 구비되며, 이러한 출력 커패시터(22a)의 양단에서 측정되는 전압이 PFC 컨버터(22)의 출력 전압에 해당한다.

도 2에 도시된 그래프들은 PFC 출력 제어 전압(Vdc)이 일정한 경우 도 1의 완속 충전 장치(10)에 구비된 PFC 컨버터(22)의 출력 전압(V)을 시간에 따라 나타낸 것들이다. 여기서, PFC 출력 전압 제어 전압(Vdc)은 PFC 출력 전압(V)의 평균값에 해당한다. 도 2(a)의 그래프는 AC 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 큰 경우를 나타내며, 도 2(b)의 그래프는 AC 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 경우를 나타낸다.

도 2(a)의 그래프와 도 2(b)의 그래프를 비교하면, PFC 출력 제어 전압(Vdc)이 일정하더라도 PFC 출력 전압(V)은 AC 전원(입력 전원)의 주파수에 따라 차이가 있음을 알 수 있다. 이러한 차이는 PFC 출력 전압(V)에 나타나는 PFC 출력 전압 리플(ΔV)의 크기가 AC 전원의 주파수에 따라 달라지기 때문에 발생하는데, 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2의 그래프들을 참조하면, PFC 출력 최대 전압(Vmax)은 PFC 출력 제어 전압(Vdc)에 PFC 출력 전압 리플(ΔV)의 1/2을 더한 값이 된다. 따라서, 하기 수학식 ①이 도출될 수 있다.

Vmax = Vdc + 1/2ΔV ---- (수학식 ①)

그리고, 하기 수학식 ②로부터 알 수 있듯이, PFC 출력 전압 리플(ΔV)은 출력 커패시터(22a)의 용량(C) 및 AC 전원의 주파수(f)에 반비례하는 관계에 있다. 이 수학식 ②에서 ΔI는 출력 커패시터(22a)에 나타나는 전류 리플을 가리키며, K는 비례 상수이다.

---- (수학식 ②)

수학식 ① 및 ②을 종합적으로 고찰해 보면, PFC 출력 제어 전압(Vdc)이 일정하다고 가정하면, AC 전원(입력 전원)의 주파수가 작아질수록 PFC 출력 최대 전압(Vmax)이 증가함을 알 수 있다.

따라서, 도 2(a)의 그래프에서와 같이 AC 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 큰 경우(f>fcr)에는 PFC 컨버터(22)의 출력 최대 전압(Vmax)이 허용 기준 전압(Vcr)을 초과하지 않는 반면에, 도 2(b)의 그래프에서와 같이 AC 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 경우(f<fcr)에는 PFC 컨버터(22)의 출력 최대 전압(Vmax)이 허용 임계 전압(Vcr)을 초과하게 되며, 이러한 경우 완속 충전기(20)는 과전압으로 인해 정상적으로 동작할 수 없다.

도 3의 그래프는 PFC 컨버터(22)의 출력 최대 전압(Vmax) 및 출력 제어 전압(Vdc)을 주파수에 따라 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 큰 경우에는 완속 충전기(20)가 정상적으로 동작하는 반면 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 경우에는 완속 충전기(20)가 과전압으로 인해 정상적으로 동작할 수 없다는 점을 명확히 이해할 수 있다.

전술한 수학식 ②에 따르면, PFC 출력 커패시터(22a)의 용량(C)을 증대시킴으로써 PFC 출력 전압 리플(ΔV)이 감소될 수 있다. 이를 고려하면, 완속 충전기(20)의 정상 동작 주파수 범위를 증대시키기 위해, PFC 출력 커패시터(22a)의 용량(C)을 기존보다 증대시키는 방안이 착안될 수 있다.

하지만, PFC 출력 커패시터(22a)의 용량(C)을 증대시키는 방안은 PFC 출력 커패시터(22a)의 제조 원가 상승의 요인이 될 뿐만 아니라 PFC 출력 커패시터(22a)의 크기 증대로 인해 완속 충전기(20)의 패키징 성능을 저하시키는 요인이 될 수 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국 공개특허공보 10-2013-0120229호, 한국 공개특허공보 10-2013-0120230호에 개시되어 있다.

따라서 본 발명의 목적은, PFC 출력 커패시터의 용량을 증대시키지 않고, 완속 충전기의 정상 동작 주파수 범위를 확대함으로써 고전압 배터리 충전의 안정성을 향상시킬 수 있는 완속 충전 장치 및 그것의 제어 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차량의 고전압 배터리 충전을 위한 완속 충전기의 제어 방법으로서, (a) 완속 충전기에 연결되는 교류 전원의 주파수를 감지하는 단계; (b) 상기 교류 전원의 주파수가 상기 완속 충전기의 허용 임계 주파수 미만이면 상기 완속 충전기의 PFC 출력 제어 전압을 디레이팅(derating)시키는 단계; 및 (c) 상기 완속 충전기를 통해 고전압 배터리의 충전을 수행하는 단계;를 포함하는 완속 충전기의 제어 방법을 제공한다.

상기 (b) 단계에서, 상기 교류 전원의 주파수가 상기 완속 충전기의 허용 임계 주파수 이상이면 상기 완속 충전기의 PFC 출력 제어 전압을 그대로 유지시킬 수 있다.

상기 (b) 단계에서, 상기 PFC 출력 제어 전압에 대한 디레이팅은 적어도 상기 완속 충전기의 허용 임계 전압(Vcr)에 대한 상기 완속 충전기의 PFC 출력 최대 전압(Vmax)의 초과값(δVmax) 만큼 수행될 수 있다.

상기 (b) 단계에서, 상기 PFC 출력 제어 전압에 대한 디레이팅은 상기 초과값(δVmax)에 마진값 δVm을 더한 값 만큼 수행될 수 있다.

상기 초과값(δVmax)은 하기 수학식을 사용하여 산출될 수 있다.

(이 수학식에서, ΔV는 PFC 출력 전압 리플이고, ΔI는 PFC 입력 전류 리플 이고, C는 PFC 출력 커패시터의 용량이고, f는 입력 전원의 주파수이며, k는 비례 상수임)

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 또한, 차량의 고전압 배터리 충전을 위한 완속 충전 장치로서, 교류 입력 전압을 정류하는 AC 정류기와, 상기 AC 정류기의 출력 전압을 승압시키는 PFC 컨버터와, PFC 컨버터의 출력 전압을 고전압 배터리에 적합한 크기로 감압시키는 DC/DC 컨버터를 포함하는 완속 충전기; 및 상기 교류 입력 전압의 주파수를 감지하여, 상기 주파수가 상기 완속 충전기의 허용 임계 주파수 미만이면 상기 PFC 컨버터의 출력 제어 전압을 디레이팅(derating)시킨 이후 상기 고전압 배터리의 충전을 진행하는 콘트롤러;를 포함하는 완속 충전기 제어 방법을 제공한다.

상기 콘트롤러는 상기 주파수가 상기 완속 충전기의 허용 임계 주파수 이상이면 상기 PFC 컨버터의 출력 제어 전압을 그대로 유지시키는 것일 수 있다.

상기 콘트롤러는 상기 출력 제어 전압에 대한 디레이팅 수행 시, 적어도 상기 완속 충전기의 허용 임계 전압(Vcr)에 대한 상기 완속 충전기의 PFC 출력 최대 전압(Vmax)의 초과값(δVmax) 만큼 디레이팅을 수행하는 것일 수 있다.

상기 콘트롤러는 상기 출력 제어 전압에 대한 디레이팅 수행 시, 상기 초과값(δVmax)에 마진값 δVm을 더한 값 만큼 디레이팅을 수행하는 것일 수 있다.

상기 콘트롤러는 하기 수학식을 사용하여 상기 초과값(δVmax)을 산출하는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 허용 임계 주파수보다 작은 주파수의 입력 전원이 완속 충전기에 연결되더라도 PFC 출력 제어 전압에 대한 디레이팅(derating)이 수행됨으로써 PFC 출력 최대 전압이 허용 기준 전압을 초과하는 것을 방지할 수 있다. 즉 PFC 출력 제어 전압의 디레이팅을 수행함으로써 완속 충전기의 동작 가능 주파수 범위가 확대될 수 있다. 그 결과, 완속 충전기를 통한 고전압 배터리 충전의 안정성이 개선될 수 있다.

또한, 완속 충전기의 동작 가능 주파수 범위의 확대는 PFC 컨버터의 출력 커패시터의 용량을 증대시키는 것과 같은 구성 상의 변경을 수반하지 않고 단지 콘트롤러의 제어 동작을 통해서 달성된다. 따라서 출력 커패시터의 용량 증대에 따른 완속 충전기의 원가 상승 내지 패키징 성능 악화를 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 완속 충전 장치의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2의 그래프들은 PFC 출력 제어 전압(Vdc)이 일정한 경우 도 1의 완속 충전 장치에 구비된 PFC 컨버터의 출력 전압(V)을 시간에 따라 나타낸 것들로서, 도 2(a)의 그래프는 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 큰 경우를 나타내며, 도 2(b)의 그래프는 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 경우를 나타낸다.
도 3의 그래프는 도 1의 완속 충전 장치에 구비된 PFC 컨버터의 출력 최대 전압(Vmax) 및 출력 제어 전압(Vdc)을 주파수에 따라 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속 충전 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 4의 완속 충전 장치에 구비된 콘트롤러에 의해 수행되는 완속 충전기 제어 방법의 일 예를 보이는 흐름도이다.
도 6은 도 4의 완속 충전 장치에 구비된 PFC 컨버터의 출력 전압(V)을 시간에 따라 나타낸 것들로서, 도 6(a)의 그래프는 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 큰 경우를 나타내며, 도 6(b)의 그래프는 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 경우를 나타낸다.
도 7은 도 4의 완속 충전 장치에 구비된 PFC 컨버터의 출력 최대 전압(Vmax) 및 출력 제어 전압(Vdc)을 주파수에 따라 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완속 충전 장치를 나타낸 개략도이다.이를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 완속 충전 장치(100)는 완속 충전기(200) 및 콘트롤러(300)를 포함한다.

완속 충전기(200)는 전기자동차(Electric Vehicle: EV)나 플러그인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV)와 같이 고전압 배터리를 구비한 친환경 차량에 장착된다. 친환경 차량의 고전압 배터리가 주택 등의 건물에 제공되는 교류 전원에 의해 충전될 때, 고전압 배터리는 완속 충전기(200)를 통해 교류 전원에 연결된다.

완속 충전기(200)는 AC 정류기(210), PFC 컨버터(220), 및 DC/DC 컨버터(230)를 포함한다. AC 정류기(210)는 입력 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 정류시키는 역할을 수행한다. PFC 컨버터(220)는 역률 보상(power factor correction) 및 입력 전압의 승압을 담당하며, 출력 커패시터(221)를 포함한다. 그리고 DC/DC 컨버터(230)는 PFC 컨버터(220)의 출력 전압을 고전압 배터리에 적절한 크기로 감압한다.

도 1 및 4를 비교하면, 본 실시예의 완속 충전기(200)와 도 1에 도시된 일반 완속 충전기(20)는 서로 구성 상의 차이가 없음을 알 수 있다.

콘트롤러(300)는 완속 충전기(200)의 각 구성들(210,220,230)을 제어한다. 특히, 콘트롤러(300)는 입력 전원의 주파수를 감지하고 그에 기초하여 완속 충전기(200)의 PFC 컨버터(220)를 제어함으로써 완속 충전기(200)의 동작 가능 주파수 범위를 확대할 수 있다.

도 5는 콘트롤러(300)에 의해 수행되는 완속 충전기 제어 방법의 일 예를 보이는 흐름도이다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

전술한 완속 충전기(200)가 외부의 AC 전원(입력 전원)에 연결되면, 콘트롤러(300)는 입력 전원의 주파수(f)를 감지하고 그 주파수(f)를 허용 임계 주파수(fcr)와 비교한다(S10).

여기서, 허용 임계 주파수(fcr)는, 완속 충전기(200) 제조 시에 설정된 PFC 출력 제어 전압(Vdc1)에 대해, 완속 충전기(200)가 정상적으로 동작할 수 있는 입력 전원의 최소 주파수를 의미한다. PFC 출력 제어 전압(Vdc)이 제조 시 설정된 초기값(Vdc1)으로 일정하게 유지될 경우, 허용 임계 주파수(fcr) 미만의 주파수를 가진 입력 전원이 완속 충전기(200)에 연결되면 전압 리플 증가에 따른 과전압으로 인해 완속 충전기(200)가 정상적으로 동작하기 어렵다.

S10 단계에서의 비교 결과, 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr) 이상인 경우, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 PFC 출력 최대 전압(Vmax1)은 PFC 허용 기준 전압(Vcr)보다 작게 유지된다. 따라서 콘트롤러(300)는 PFC 출력 제어 전압을 초기값(Vdc1)으로 그대로 유지시키며(S20), 그 상태에서 완속 충전기(100)를 통한 고전압 배터리의 완속 충전을 진행한다(S40).

S10 단계에서의 비교 결과, 입력 전원의 주파수(f)가 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 것으로 판단되면, 완속 충전 단계(S40)를 수행하기 이전에 콘트롤러(300)는 PFC 출력 제어 전압(Vdc)에 대한 디레이팅(derating)을 수행한다(S30). 그럼으로써, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, PFC 출력 제어 전압(Vdc)은 초기값(Vdc1)보다 작은 값(Vdc2)으로 가변되며 이에 따라 PFC 출력 최대 전압(Vmax)은 허용 기준 전압(Vcr)보다 작은 값으로 유지될 수 있다.

S30 단계에 대해 도 7을 참조하여 보충 설명하면 다음과 같다.

허용 임계 주파수(fcr) 이상의 주파수(f)에 대해서는, PFC 출력 제어 전압(Vdc)은 디레이팅이 수행됨 없이 초기값(Vdc1)으로 유지되며, 이때 PFC 출력 최대 전압(Vmax)은 허용 기준 전압(Vcr)을 넘지 않도록 유지된다.

반면, 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 범위의 주파수(f)에 대해서는, PFC 출력 제어 전압(Vdc)은 콘트롤러(300)에 의해 디레이팅되도록 제어되며, 그 결과 PFC 출력 최대 전압(Vmax)이 허용 기준 전압(Vcr)을 넘지 않도록 유지될 수 있다.

이때 콘트롤러(300)는 전술한 수학식 ②에 기초하여 PFC 출력 제어 전압의 디레이팅값을 산출할 수 있으며, 그 산출된 디레이팅값 만큼 PFC 출력 제어 전압(Vdc)을 디레이팅할 수 있다. 대안적으로, 허용 임계 주파수(fcr)보다 작은 대표적인 여러 주파수들에 대해 수학식 ②에 의해 산출된 디레이팅값들이 테이블 형태로 차량 내 메모리에 미리 저장될 수 있으며, 이 경우 콘트롤러(300)는 디레이팅 수행시 해당 주파수에 상응하는 디레이팅값을 호출하여 사용할 수 있다.

fcr보다 작은 특정 주파수 f1을 예로 들어 설명한다.

입력 전원의 주파수가 f1일 때, 만약 전술한 PFC 출력 제어 전압(Vdc)의 디레이팅이 수행되지 않는다면 PFC 출력 최대 전압의 값(Vmax1)은 δVmax 만큼 허용 기준 전압(Vcr)을 초과하게 되며, 그 초과값(δVmax)은 전술한 수학식 ②로부터 산출될 수 있다. 본 실시예의 경우, 입력 전원의 주파수가 f1일 때, 콘트롤러(300)에 의해 PFC 출력 제어 전압(Vdc)은 δVdc 만큼 디레이팅되며, 이때 전술한 수학식 ①을 고려하면 δVdc은 δVmax와 같은 값일 수 있다. PFC 출력 제어 전압(Vdc)의 디레이팅 수행 결과, PFC 출력 최대 전압(Vmax)은 허용 기준 전압(Vcr)을 넘지 않는 Vmax2로 가변된다.

PFC 출력 제어 전압의 디레이팅값(δVdc)은, 위 설명에서처럼 δVmax와 동일한 값으로 결정될 수도 있지만, 대안적으로 δVmax에 미소 마진값 δVm을 더한 값으로 결정될 수도 있다. 미소 마진값 δVm이 추가되는 대안적인 예에 따르면, PFC 출력 최대 전압(Vmax)이 PFC 허용 기준 전압(Vcr) 이하의 값으로 가변되는 것이 보다 신뢰성 있게 보장될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 허용 임계 주수(fcr)보다 작은 주파수의 입력 전원이 완속 충전기(200)에 연결되더라도 콘트롤러(300)에 의해 PFC 출력 제어 전압(Vdc)에 대한 디레이팅이 수행됨으로써 PFC 출력 최대 전압(Vmax)이 허용 기준 전압(Vcr)을 초과하는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해서, PFC 출력 제어 전압(Vdc)의 디레이팅을 수행함으로써 완속 충전기(200)의 동작 가능 주파수 범위가 확대될 수 있다. 그 결과, 완속 충전기(200)를 통한 고전압 배터리 충전의 안정성이 개선될 수 있다.

그리고, 완속 충전기(200)의 동작 가능 주파수 범위의 확대는 PFC 컨버터(220)의 출력 커패시터(221)의 용량을 증대시키는 것과 같은 구성 상의 변경을 수반하지 않고 단지 콘트롤러(300)의 제어 동작을 통해서 달성된다. 따라서 출력 커패시터(221)의 용량 증대에 따른 완속 충전기(200)의 원가 상승 내지 패키징 성능 악화를 방지할 수 있다.

100 : 완속 충전 장치
200 : 완속 충전기
210 : AC 정류기
220 : PFC 컨버터
221 : 출력 커패시터
230 : DC/DC 컨버터

Claims

차량의 고전압 배터리 충전을 위한 충전기의 제어 방법에 있어서,
(a) 충전기에 연결되는 교류 전원의 주파수를 감지하는 단계;
(b) 상기 교류 전원의 주파수가 상기 충전기의 허용 임계 주파수 미만이면 상기 충전기의 PFC 출력 제어 전압을 디레이팅(derating)시키는 단계; 및
(c) 상기 충전기를 통해 고전압 배터리의 충전을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 (b) 단계에서, 상기 교류 전원의 주파수가 상기 충전기의 허용 임계 주파수 이상이면 상기 충전기의 PFC 출력 제어 전압을 그대로 유지시키는 것을 특징으로 하는 충전기의 제어 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 PFC 출력 제어 전압에 대한 디레이팅은 적어도 상기 충전기의 허용 임계 전압(Vcr)에 대한 상기 충전기의 PFC 출력 최대 전압(Vmax)의 초과값(δVmax) 만큼 수행되는 것을 특징으로 하는 충전기의 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 PFC 출력 제어 전압에 대한 디레이팅은 상기 초과값(δVmax)에 마진값 δVm을 더한 값 만큼 수행되는 것을 특징으로 하는 충전기의 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 초과값(δVmax)은 하기 수학식을 사용하여 산출되는 특징으로 하는 충전기의 제어 방법.

(이 수학식에서, ΔV는 PFC 출력 전압 리플이고, ΔI는 PFC 입력 전류 리플 이고, C는 PFC 출력 커패시터의 용량이고, f는 입력 전원의 주파수이며, k는 비례 상수임)
차량의 고전압 배터리 충전을 위한 충전 장치에 있어서,
교류 입력 전압을 정류하는 AC 정류기와, 상기 AC 정류기의 출력 전압을 승압시키는 PFC 컨버터와, PFC 컨버터의 출력 전압을 고전압 배터리에 적합한 크기로 감압시키는 DC/DC 컨버터를 포함하는 충전기; 및
상기 교류 입력 전압의 주파수를 감지하여, 상기 주파수가 상기 충전기의 허용 임계 주파수 미만이면 상기 PFC 컨버터의 출력 제어 전압을 디레이팅(derating)시킨 이후 상기 고전압 배터리의 충전을 진행하는 콘트롤러;를 포함하고,
상기 콘트롤러는 상기 주파수가 상기 충전기의 허용 임계 주파수 이상이면 상기 PFC 컨버터의 출력 제어 전압을 그대로 유지시키는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
삭제
제6항에 있어서,
상기 콘트롤러는 상기 출력 제어 전압에 대한 디레이팅 수행 시, 적어도 상기 충전기의 허용 임계 전압(Vcr)에 대한 상기 충전기의 PFC 출력 최대 전압(Vmax)의 초과값(δVmax) 만큼 디레이팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
제8항에 있어서,
상기 콘트롤러는 상기 출력 제어 전압에 대한 디레이팅 수행 시, 상기 초과값(δVmax)에 마진값 δVm을 더한 값 만큼 디레이팅을 수행하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
제8항에 있어서,
상기 콘트롤러는 하기 수학식을 사용하여 상기 초과값(δVmax)을 산출하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.

(이 수학식에서, ΔV는 PFC 출력 전압 리플이고, ΔI는 PFC 입력 전류 리플 이고, C는 PFC 출력 커패시터의 용량이고, f는 입력 전원의 주파수이며, k는 비례 상수임)