KR102320892B1 - Apparatus for preventing over current of converter system and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 고전압 전원 및 저전압 전원 간에 양방향으로 전력을 변환하는 컨버터부, 컨버터부 및 고전압 전원 간의 연결을 단속하는 고전압 백투백 스위치, 및 컨버터부 및 저전압 전원 간의 연결을 단속하는 저전압 백투백 스위치, 및 고전압 전원에 연결되는 DC-LINK단 전압에 기초하여 판단한, 저전압 전원으로부터 고전압 전원으로 연결되는 폐루프에 대한 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 고전압 백투백 스위치 및 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus and method for preventing overcurrent of a converter system. When the overcurrent occurrence condition for the closed loop connected from the low-voltage power supply to the high-voltage power supply is satisfied based on the low-voltage back-to-back switch that regulates the connection between the low-voltage back-to-back switch and the DC-LINK terminal voltage connected to the high-voltage power supply, the high-voltage back-to-back switch and the low voltage It characterized in that it comprises a control unit for turning off at least one of the back-to-back switches.

Figure R1020170135662
Figure R1020170135662

Description

컨버터 시스템의 과전류 방지 장치 및 방법{APPARATUS FOR PREVENTING OVER CURRENT OF CONVERTER SYSTEM AND METHOD THEREOF}Apparatus and method for preventing overcurrent of converter system

본 발명은 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 탑재되는 DC-DC 컨버터 시스템의 과전류를 방지하는 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for preventing overcurrent of a converter system, and more particularly, to an apparatus and method for preventing overcurrent of a converter system for preventing overcurrent of a DC-DC converter system mounted on a vehicle.

차량의 전력시스템은 차량 내의 전자 부품, 안전 부품 또는 각종 액세서리를 가동하기 위해 차량의 각 전장부하로 전력을 공급하는 시스템으로서, 일반적으로 직류전압을 공급하여 차량 내의 전자 부품들을 가동한다. 종래에는 차량의 전력시스템으로 12V 전력시스템이 사용되었으나, 최근에는 에너지 용량을 증가시키고, 고출력의 전자 부품을 사용하여 전력 효율성을 향상시키기 위해 48V 전력시스템이 보급되고 있다.A vehicle power system is a system that supplies electric power to each electric load of the vehicle to operate electronic components, safety components, or various accessories in the vehicle, and generally operates electronic components in the vehicle by supplying DC voltage. Conventionally, a 12V power system has been used as a vehicle power system, but recently, a 48V power system has been popularized to increase energy capacity and improve power efficiency by using high-output electronic components.

다만, 48V 전력시스템을 적용하는 경우, 종래의 12V 전압으로 가동되던 차량의 모든 전자 부품을 48V 용으로 교체해야 하는 문제점이 존재하여, 12V 및 48V의 전압을 함께 공급할 수 있는 12V/48V 듀얼 전원 시스템이 개발되었으며, 이에 따라 소모전력이 적은 부품은 기존과 같이 12V 전압으로 가동시키고, 전동식 조향장치, 공조시스템 및 BSG(Belt-driven Starter Generator)와 같이 소모전력이 큰 부품은 48V 전압으로 가동시켜 전력을 효율적으로 활용할 수 있게 되었다. 12V-48V 전력 변환 시스템으로는 통상적으로 DC-DC 컨버터가 사용되며, DC-DC 컨버터는 고용량을 수용하고 전력 변환의 빠른 응답성을 확보하며, 전류를 분담하여 효율성을 향상시키기 위해 멀티페이즈 구조로 사용되고 있다.However, when the 48V power system is applied, there is a problem that all electronic components of the vehicle that were operated with the conventional 12V voltage must be replaced for 48V. As a result, parts with low power consumption are operated with 12V voltage as before, and parts with high power consumption such as electric steering, air conditioning system and BSG (Bet-driven Starter Generator) are operated with 48V voltage. can be used efficiently. A DC-DC converter is usually used as a 12V-48V power conversion system, and the DC-DC converter adopts a multi-phase structure to accommodate high capacity, secure fast responsiveness of power conversion, and share current to improve efficiency. is being used

이러한 DC-DC 컨버터는 하이브리드 차량에 적용되어 48V 배터리 및 12V 배터리를 충전시키는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 일반 주행 시, 하이브리드 차량은 48V 배터리에서 전력을 받아 인버터를 통해 전기 모터를 구동시킨다. 구동된 전기 모터는 동력 분배기에 동력을 전달하여 엔진을 구동함으로써, 하이브리드 자동차는 주행할 수 있다. 그리고, 48V 배터리에 연결된 DC-DC 컨버터는 12V 배터리를 충전시켜 차량 내 저전압 전장 부하에 전력을 공급할 수 있다.Such a DC-DC converter may be applied to a hybrid vehicle to charge a 48V battery and a 12V battery. That is, during normal driving, the hybrid vehicle receives power from the 48V battery and drives the electric motor through the inverter. The driven electric motor transmits power to the power distributor to drive the engine, so that the hybrid vehicle can run. In addition, the DC-DC converter connected to the 48V battery charges the 12V battery to supply power to a low-voltage electric load in the vehicle.

본 발명의 목적은 차량에 탑재된 DC-DC 컨버터의 동작 과정에서 발생할 수 있는 로드 덤프(Load Dump), 역전류 및 과전류가 발생할 수 있는 조건을 사전에 감지하여 과전류를 방지함으로써 컨버터 소자의 소손을 방지하기 위한 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to prevent overcurrent by detecting in advance a condition in which a load dump, reverse current, and overcurrent that may occur during the operation of a DC-DC converter mounted on a vehicle may occur, thereby preventing damage to the converter element. To provide an overcurrent protection device and method for a converter system for preventing the above.

본 발명의 일 측면에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치는 고전압 전원 및 저전압 전원 간에 양방향으로 전력을 변환하는 컨버터부, 상기 컨버터부 및 상기 고전압 전원 간의 연결을 단속하는 고전압 백투백 스위치, 및 상기 컨버터부 및 상기 저전압 전원 간의 연결을 단속하는 저전압 백투백 스위치, 및 상기 고전압 전원에 연결되는 DC-LINK단 전압에 기초하여 판단한, 상기 저전압 전원으로부터 상기 고전압 전원으로 연결되는 폐루프에 대한 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for preventing overcurrent of a converter system according to an aspect of the present invention includes a converter unit that converts power in both directions between a high voltage power supply and a low voltage power source, a high voltage back-to-back switch that regulates the connection between the converter unit and the high voltage power source, and the converter unit and When the overcurrent generation condition for the closed loop connected from the low voltage power source to the high voltage power source determined based on the low voltage back-to-back switch that regulates the connection between the low voltage power sources and the DC-LINK terminal voltage connected to the high voltage power source is satisfied , a control unit for turning off at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch.

상기 DC-LINK단 전압을 평활하는 링크 커패시터를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 링크 커패시터에 대한 프리차지(Pre-Charge) 모드, 및 상기 컨버터부가 동작하는 컨버팅 모드의 각 모드에 대하여 각각 제1 과전류 발생 조건 및 제2 과전류 발생 조건이 충족되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.and a link capacitor for smoothing the DC-LINK terminal voltage, wherein the control unit includes a first for each mode of a pre-charge mode for the link capacitor and a converting mode in which the converter unit operates. It is characterized in that it is determined whether the overcurrent generation condition and the second overcurrent generation condition are satisfied.

상기 제어부는, 상기 프리차지 모드에서, 상기 DC-LINK단 전압이 미리 설정된 제1 기준전압 이하인 경우, 상기 제1 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the precharge mode, the controller determines that the first overcurrent generation condition is satisfied when the DC-LINK terminal voltage is equal to or less than a preset first reference voltage.

상기 제어부는, 상기 컨버팅 모드에서, 상기 DC-LINK단 전압이 미리 설정된 제2 기준전압 이하인 경우, 상기 제2 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단하되, 상기 제2 기준전압은 상기 제1 기준전압 이상인 것을 특징으로 한다.In the converting mode, when the DC-LINK terminal voltage is less than or equal to a preset second reference voltage, the controller determines that the second overcurrent generation condition is satisfied, wherein the second reference voltage is equal to or greater than the first reference voltage characterized in that

상기 제어부는, 상기 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 상기 컨버터부에 대한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 중지한 후, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 것을 특징으로 한다.When the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit stops PWM (Pulse Width Modulation) control for the converter unit, and then turns off at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch. .

상기 제어부는, 상기 폐루프를 흐르는 전류가 미리 설정된 기준전류 이상인 경우, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 것을 특징으로 한다.The controller may turn off at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch when the current flowing through the closed loop is equal to or greater than a preset reference current.

본 발명의 일 측면에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 방법은 제어부가, 상기 고전압 전원에 연결되는 DC-LINK단 전압에 기초하여, 상기 저전압 전원으로부터 상기 고전압 전원으로 연결되는 폐루프에 대한 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단하는 단계, 및 상기 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method for preventing overcurrent of a converter system according to an aspect of the present invention, the control unit is based on the DC-LINK terminal voltage connected to the high voltage power source, the overcurrent generation condition for the closed loop connected from the low voltage power supply to the high voltage power supply. determining whether or not the overcurrent generation condition is satisfied;

상기 컨버터 시스템은, 상기 DC-LINK단을 평활하는 링크 커패시터를 더 포함하고, 상기 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 링크 커패시터에 대한 프리차지(Pre-Charge) 모드, 및 상기 컨버터부가 동작하는 컨버팅 모드의 각 모드에 대하여 각각 제1 과전류 발생 조건 및 제2 과전류 발생 조건이 충족되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The converter system further includes a link capacitor for smoothing the DC-LINK terminal, and in the step of determining whether the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit includes: a pre-charge mode for the link capacitor; and determining whether a first overcurrent generating condition and a second overcurrent generating condition are satisfied for each mode of the converting mode in which the converter unit operates.

상기 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 프리차지 모드에서, 상기 DC-LINK단 전압이 미리 설정된 제1 기준전압 이하인 경우, 상기 제1 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the step of determining whether the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit, in the precharge mode, when the DC-LINK terminal voltage is less than or equal to a preset first reference voltage, determining that the first overcurrent generation condition is satisfied characterized in that

상기 턴 오프시키는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 상기 컨버터부에 대한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 중지한 후, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 것을 특징으로 한다.In the turning off step, when the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit stops PWM (Pulse Width Modulation) control for the converter unit, and then operates at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch. It is characterized by turning off.

상기 제어부가, 상기 폐루프를 흐르는 전류가 미리 설정된 기준전류 이상인 경우, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include turning off, by the controller, at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch when the current flowing through the closed loop is equal to or greater than a preset reference current.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 컨버터 시스템의 고전압 배터리 측의 전압에 기초하여 과전류 발생을 예측함으로써 과전류를 사전에 방지할 수 있는 동시에, 컨버터 시스템에 흐르는 과전류가 발생한 경우 스위치 제어를 통해 즉시 과전류를 제거하는 이중의 보호 로직을 통해 컨버터 소자의 소손을 효과적으로 방지할 수 있으며, 이에 따라 배터리의 수명을 향상시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the present invention can prevent overcurrent in advance by predicting the occurrence of overcurrent based on the voltage on the high-voltage battery side of the converter system, and at the same time, when an overcurrent flowing in the converter system occurs, immediately through switch control The double protection logic that removes the overcurrent can effectively prevent the converter element from being burned out, thereby achieving the effect of improving the lifespan of the battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 부스트 모드에서의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 벅 모드에서의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 프리차지 모드에서의 등가 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 제어부의 구성을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a circuit diagram illustrating an overcurrent protection device of a converter system according to an embodiment of the present invention.
2 is an equivalent circuit diagram in a boost mode in an overcurrent protection device of a converter system according to an embodiment of the present invention.
3 is an equivalent circuit diagram in the buck mode in the overcurrent protection device of the converter system according to an embodiment of the present invention.
4 is an equivalent circuit diagram in a precharge mode in the overcurrent protection device of the converter system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining the configuration of a control unit in the overcurrent protection device of the converter system according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for preventing overcurrent of a converter system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치 및 방법의 실시예를 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.Hereinafter, embodiments of an apparatus and method for preventing overcurrent of a converter system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치를 설명하기 위한 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 부스트 모드에서의 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 벅 모드에서의 등가 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 프리차지 모드에서의 등가 회로도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치에서 제어부의 구성을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a circuit diagram for explaining an overcurrent protection device of a converter system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram in a boost mode in an overcurrent protection device of a converter system according to an embodiment of the present invention, 3 is an equivalent circuit diagram in the buck mode in the overcurrent protection device of the converter system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram in the precharge mode in the overcurrent protection device of the converter system according to the embodiment of the present invention. It is a circuit diagram, and FIG. 5 is a flowchart for explaining the configuration of the control unit in the overcurrent protection device of the converter system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치는 고전압 전원(HV), 저전압 전원(LV), 컨버터부(CVT), 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET), 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET), 링크 커패시터(C_LINK) 및 제어부(ECU)를 포함할 수 있다.1 , the overcurrent protection device of the converter system according to an embodiment of the present invention includes a high voltage power supply (HV), a low voltage power supply (LV), a converter unit (CVT), a high voltage back-to-back switch (HV_BTB_FET), and a low-voltage back-to-back switch ( LV_BTB_FET), a link capacitor C_LINK, and a control unit ECU.

고전압 전원(HV) 및 저전압 전원(LV)은 차량 내의 각 전자 부품에 각각 고전압 및 저전압을 공급할 수 있으며, 상호 간의 전력 변환을 위해 컨버터부(CVT)에 전기적으로 연결될 수 있다. 고전압 전원(HV) 및 저전압 전원(LV)은 통상적인 전력 변환 시스템에 따라 각각 48V 전원 및 12V 전원으로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 고전압 전원(HV) 및 저전압 전원(LV)은 리튬 배터리, 납축전지, 슈퍼 캐패시터 또는 울트라 캐패시터가 단독 또는 조합되어 구성될 수 있으나 상기한 대상에 한정되지 않고 차량의 전자 부품에 전원을 공급할 수 있는 모든 구성을 포함할 수 있다.The high voltage power source HV and the low voltage power source LV may respectively supply a high voltage and a low voltage to each electronic component in the vehicle, and may be electrically connected to the converter unit CVT for mutual power conversion. The high voltage power supply (HV) and the low voltage power supply (LV) may consist of a 48V power supply and a 12V power supply, respectively, according to a typical power conversion system, but is not limited thereto. In addition, the high voltage power supply (HV) and the low voltage power supply (LV) may consist of a lithium battery, a lead acid battery, a super capacitor, or an ultra capacitor alone or in combination, but it is not limited to the above objects and can supply power to the electronic parts of the vehicle. It can contain any configuration.

컨버터부(CVT)는 도 1에 도시된 것과 같이 일단이 고전압 전원(HV)에, 타단이 저전압 전원(LV)에 전기적으로 연결되어 고전압 전원(HV)과 저전압 전원(LV) 간의 양방향 전력 변환을 수행할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이 컨버터부(CVT)는 양방향 DC-DC 컨버터로 구현될 수 있으며, 이에 따라 고전압 전원(HV)과 저전압 전원(LV) 간의 양방향 전력 변환을 위해 상보적으로 동작하는 벅 스위치(HSFET)와 부스트 스위치(LSFET), 및 벅 스위치(HSFET)와 부스트 스위치(LSFET)의 연결 단자에 접속되는 인덕터(L)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the converter unit CVT has one end electrically connected to the high voltage power supply (HV) and the other end to the low voltage power supply (LV) to perform bidirectional power conversion between the high voltage power supply (HV) and the low voltage power supply (LV). can be done As shown in FIG. 1 , the converter unit CVT may be implemented as a bidirectional DC-DC converter, and accordingly, a buck switch that complementarily operates for bidirectional power conversion between a high voltage power supply (HV) and a low voltage power supply (LV). (HSFET) and the boost switch (LSFET), and may include an inductor (L) connected to a connection terminal of the buck switch (HSFET) and the boost switch (LSFET).

컨버터부(CVT)는 후술할 제어부(ECU)에 의해 벅 스위치(HSFET) 및 부스트 스위치(LSFET)가 PWM(Pulse Width Modulation) 제어되어 상보적으로 동작되며, 이에 따라 인덕터(L)에 에너지가 저장되고 방전되는 과정을 반복 수행함으로써 고전압 전원(HV)과 저전압 전원(LV) 간의 전력 변환을 수행할 수 있다. 도 2 및 도 3은 저전압 전원(LV)이 컨버터부(CVT)에 의해 승압되어 고전압 전원(HV)이 충전되는 부스트 모드(Boost Mode), 및 고전압 전원(HV)이 컨버터부(CVT)에 의해 감압되어 저전압 전원(LV)이 충전되는 벅 모드(Buck Mode)에서의 등가 회로를 도시하고 있다. 한편, 벅 스위치(HSFET) 및 부스트 스위치(LSFET)는 FET(Field Effect Transitor)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 스위치가 채용될 수 있다.In the converter unit (CVT), the buck switch (HSFET) and the boost switch (LSFET) are controlled by PWM (Pulse Width Modulation) by a control unit (ECU), which will be described later, and are operated complementarily, and thus energy is stored in the inductor (L). Power conversion between the high voltage power supply (HV) and the low voltage power supply (LV) may be performed by repeatedly performing the process of being discharged and discharged. 2 and 3 show a boost mode in which the low voltage power source LV is boosted by the converter unit CVT to charge the high voltage power source HV, and the high voltage power source HV is supplied by the converter unit CVT. An equivalent circuit in a buck mode in which the low voltage power supply LV is charged by being reduced in pressure is shown. Meanwhile, the buck switch (HSFET) and the boost switch (LSFET) may be configured as a field effect transistor (FET), but the present invention is not limited thereto, and various types of switches may be employed.

고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET)는 컨버터부(CVT)와, 고전압 전원(HV) 및 저전압 전원(LV) 간의 전기적 연결을 각각 단속(즉, 전기적으로 연결하거나 차단)할 수 있다. 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET)는 FET(Field Effect Transitor)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 스위치가 채용될 수도 있다.The high voltage back-to-back switch (HV_BTB_FET) and the low-voltage back-to-back switch (LV_BTB_FET) may intermittently (ie, electrically connect or cut off) the electrical connection between the converter unit CVT and the high voltage power source HV and the low voltage power source LV, respectively. . The high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET and the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET may be configured as a field effect transistor (FET), but the present invention is not limited thereto, and various types of switches may be employed.

링크 커패시터(C_LINK)는 고전압 전원(HV)에 연결되는 DC-LINK단의 전압을 평활할 수 있다. 즉, 컨버터부(CVT)에 의한 전력 변환 시 DC-LINK단의 전압을 평활하여 일정한 전압 공급이 가능하도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 링크 커패시터(C_LINK)는 컨버터 시스템의 기동 초기, 컨버터부(CVT)의 부스트 모드 동작에 따른 프리차지 모드에 의해 충전되며, 이에 따라 메인 릴레이(MR)가 단락될 때 고전압 전원(HV) 및 링크 커패시터(C_LINK)의 전위 차로 인한 돌입전류가 제거될 수 있다.The link capacitor C_LINK may smooth the voltage of the DC-LINK terminal connected to the high voltage power source HV. That is, it may play a role of smoothing the voltage of the DC-LINK terminal during power conversion by the converter unit CVT to provide a constant voltage. The link capacitor C_LINK is charged by the precharge mode according to the boost mode operation of the converter unit CVT at the initial startup of the converter system, and accordingly, when the main relay MR is short-circuited, the high voltage power supply HV and the link capacitor The inrush current due to the potential difference of (C_LINK) can be eliminated.

제어부(ECU)는 전술한 것과 같이 전력 변환 시스템에 포함된 벅 스위치(HSFET) 및 부스트 스위치(LSFET)를 PWM 제어하고, 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET)의 턴 온/턴 오프를 각각 제어함으로써, 컨버터부(CVT)로 하여금 고전압 전원(HV)과 저전압 전원(LV) 간의 양방향 전력 변환을 수행할 수 있도록 할 수 있다.As described above, the control unit (ECU) PWM controls the buck switch (HSFET) and the boost switch (LSFET) included in the power conversion system, and turns on/off the high voltage back-to-back switch (HV_BTB_FET) and the low-voltage back-to-back switch (LV_BTB_FET) By controlling each of , the converter unit CVT may perform bidirectional power conversion between the high voltage power source HV and the low voltage power source LV.

본 실시예에서 제어부(ECU)는 고전압 전원(HV)에 연결되는 DC-Link단 전압에 기초하여 판단한, 저전압 전원(LV)으로부터 고전압 전원(HV)으로 연결되는 폐루프에 대한 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시켜 과전류를 제거함으로써 컨버터 시스템을 구성하는 소자의 소손을 방지할 수 있다.In this embodiment, the control unit (ECU) is determined based on the DC-Link terminal voltage connected to the high voltage power supply (HV), the overcurrent generation condition for the closed loop connected from the low voltage power supply (LV) to the high voltage power supply (HV) is satisfied In this case, the overcurrent is removed by turning off at least one of the high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET and the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET to prevent damage to elements constituting the converter system.

구체적으로, 컨버터 시스템의 기동 초기로부터 링크 커패시터(C_LINK)에 대하여 프리차지를 수행하고, 컨버터부(CVT)에 의한 전력 변환이 수행되는 과정에서 메인 릴레이(MR)를 비롯하여 각 스위치의 턴 온/턴 오프 동작에 따라 DC-Link단 전압이 저전압 전원(LV)의 전압 이하로 감소하는 경우가 발생할 수 있으며, 이로 인해 저전압 전원(LV)으로부터 고전압 전원(HV)으로 흐르는 과전류가 발생할 수 있으므로, 본 실시예의 제어부(ECU)는 DC-Link단 전압에 기초하여 과전류 발생 조건의 충족 여부를 판단하고, 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단된 경우 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시켜 과전류를 제거함으로써 컨버터 시스템을 구성하는 소자의 소손을 방지할 수 있다.Specifically, precharge is performed on the link capacitor C_LINK from the initial startup of the converter system, and turn on/turn of each switch including the main relay MR is performed in the process of power conversion by the converter unit CVT. Depending on the off operation, the DC-Link terminal voltage may decrease below the voltage of the low voltage power supply (LV), and this may cause an overcurrent flowing from the low voltage power supply (LV) to the high voltage power supply (HV). The control unit (ECU) of the example determines whether the overcurrent generation condition is satisfied based on the DC-Link terminal voltage, and when it is determined that the overcurrent generation condition is satisfied, at least one of a high voltage back-to-back switch (HV_BTB_FET) and a low-voltage back-to-back switch (LV_BTB_FET) It is possible to prevent the elements constituting the converter system from being damaged by turning off the overcurrent to remove the overcurrent.

이때, 제어부(ECU)는 링크 커패시터(C_LINK)에 대한 프리차지(Pre-Charge) 모드, 및 컨버터부(CVT)가 동작하는 컨버팅 모드(즉, 부스트 모드(Boost Mode) 및 벅 모드(Buck Mode))의 각 모드에 대하여 각각 제1 과전류 발생 조건 및 제2 과전류 발생 조건이 충족되었는지 여부를 판단할 수 있다.In this case, the control unit ECU controls a pre-charge mode for the link capacitor C_LINK and a converting mode in which the converter unit CVT operates (ie, boost mode and buck mode). ), it may be determined whether the first overcurrent generation condition and the second overcurrent generation condition are satisfied for each mode.

즉, 기동 초기에 링크 커패시터(C_LINK)를 충전하는 프리차지 모드와, 컨버터부(CVT)가 전력 변환을 수행하는 컨버팅 모드에서 과전류가 발생하는 조건은 상이할 수 있으므로, 제어부(ECU)는 프리차지 모드 및 컨버팅 모드에서 각각 차별적으로 과전류 발생 조건을 판단함으로써 컨버터 시스템에서 발생할 수 있는 과전류를 보다 정밀하게 예측할 수 있다.That is, since the conditions for generating an overcurrent in the precharge mode in which the link capacitor C_LINK is charged at the initial stage of startup and the converting mode in which the converter unit CVT performs power conversion may be different, the control unit ECU performs the precharge By judging the overcurrent occurrence condition in the mode and the converting mode, it is possible to more accurately predict the overcurrent that may occur in the converter system.

제어부(ECU)는, 프리차지 모드에서, DC-Link단 전압이 미리 설정된 제1 기준전압 이하인 경우, 제1 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 기준전압은 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계되어 제어부(ECU)에 미리 설정되어 있을 수 있다(예: 6V).The control unit ECU may determine that the first overcurrent generation condition is satisfied when the DC-Link terminal voltage is equal to or less than a preset first reference voltage in the precharge mode. Here, the first reference voltage may be variously designed based on the designer's intention and experimental results and may be preset in the control unit ECU (eg, 6V).

또한, 제어부(ECU)는 컨버팅 모드에서(즉, 부스트 모드 또는 벅 모드에서), DC-Link단 전압이 미리 설정된 제2 기준전압 이하인 경우, 제2 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 제2 기준전압은 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계되어 제어부(ECU)에 미리 설정되어 있을 수 있으며, 프리차지 모드에 의해 DC-Link단에는 이미 일정 크기 이상의 전압이 형성된 점을 고려하여, 제1 기준전압 이상의 값으로 설정됨이 바람직할 수 있다(예: 17V). 또한, 제2 기준전압은 저전압 전원(LV)의 전압보다 소정의 허용 마진만큼 큰 값으로 설정됨이 바람직할 수 있다. 즉, 제2 기준전압을 저전압 전원(LV)의 전압 이하의 값으로 설정하는 경우, 과전류가 이미 발생한 상태에서 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 또는 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상이 턴 오프되는 사후적 방지가 되어 컨버터 소자의 소손 가능성을 완벽히 제거할 수 없기 때문에, 저전압 전원(LV)의 전압보다 소정의 허용 마진만큼 큰 값으로 설정하여 DC-Link단 전압이 제2 기준전압 이하로 도달한 경우, 과전류가 발생할 가능성이 있는 것으로 판단하여 사전에 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 또는 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상이 턴 오프시킴으로써, 컨버터 소자의 소손을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, in the converting mode (ie, in the boost mode or the buck mode), the control unit ECU may determine that the second overcurrent generation condition is satisfied when the DC-Link terminal voltage is less than or equal to a preset second reference voltage. Here, the second reference voltage may be variously designed based on the designer's intention and experimental results and may be preset in the control unit (ECU), and a voltage of a certain level or more is already formed in the DC-Link terminal by the pre-charge mode. In consideration of the above, it may be preferable to set the value to a value equal to or higher than the first reference voltage (eg, 17V). In addition, it may be preferable that the second reference voltage is set to a value greater than the voltage of the low voltage power supply LV by a predetermined allowable margin. That is, when the second reference voltage is set to a value equal to or less than the voltage of the low voltage power supply LV, at least one of the high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET or the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET is turned off in a state in which an overcurrent has already occurred. Since it is not possible to completely eliminate the possibility of damage to the converter element by preventing it, set it to a value larger than the voltage of the low voltage power supply (LV) by a predetermined allowable margin and when the DC-Link terminal voltage reaches the second reference voltage or less, By determining that an overcurrent is likely to occur and turning off at least one of the high-voltage back-to-back switch HV_BTB_FET or the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET in advance, it is possible to more effectively prevent burnout of the converter element.

한편, 제어부(ECU)는 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 컨버터부(CVT)에 대한(즉, 벅 스위치(HSFET) 및 부스트 스위치(LSFET)에 대한) PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 중지한 후, 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시킬 수 있다. 컨버터부(CVT)에 대한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 중지함으로써 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시킬 때의 전류 불안정성을 제거할 수 있다.On the other hand, when the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit ECU stops the PWM (Pulse Width Modulation) control for the converter unit CVT (that is, for the buck switch HSFET and the boost switch LSFET). , at least one of the high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET and the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET may be turned off. By stopping pulse width modulation (PWM) control of the converter unit CVT, current instability when at least one of the high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET and the low voltage back-to-back switch LV_BTB_FET is turned off may be eliminated.

이상에서는 제어부(ECU)가 DC-Link단 전압에 기초하여 과전류 발생 여부를 사전적으로 예측하여 백투백 스위치를 통해 과전류 발생을 방지하는 구성을 설명하였으며, 동시에 제어부(ECU)는 폐루프를 흐르는 전류가 미리 설정된 기준전류 이상인 경우, 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시킬 수 있다. 상기 구성은 컨버터 시스템에서 발생한 과전류를 직접 검출하여 백투백 스위치를 턴 오프시킴으로써, DC-Link단 전압에 기초하여 과전류 발생을 사전에 방지하는 구성에 대한 리던던시(Redundancy) 로직으로서의 의미를 갖는다. 여기서, 기준전류는 컨버터 소자의 소손을 야기할 수 있을 정도의 크기를 갖는 전류로서, 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계되어 제어부(ECU)에 미리 설정되어 있을 수 있다(예: 75A).In the above, the configuration in which the control unit (ECU) predicts the occurrence of overcurrent based on the DC-Link terminal voltage in advance and prevents the occurrence of overcurrent through the back-to-back switch has been described. When it is equal to or greater than the set reference current, at least one of the high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET and the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET may be turned off. The above configuration has a meaning as a redundancy logic for a configuration that directly detects the overcurrent generated in the converter system and turns off the back-to-back switch, thereby preventing the overcurrent occurrence in advance based on the DC-Link terminal voltage. Here, the reference current is a current having a size sufficient to cause damage to the converter element, and may be designed in various ways based on the designer's intention and experimental results and set in advance in the control unit (ECU) (eg, 75A). ).

한편, 제어부(ECU)에는 도 5에 도시된 것과 같이 DC-Link단 전압 및 폐루프에 흐르는 전류에 기초하여 백투백 스위치를 턴 오프시키기 위한 로직으로서, DC-Link단 전압과, 제1 기준전압 또는 제2 기준전압을 비교하는 제1 비교부(COMP1), 폐루프 전류와 기준전류를 비교하는 제2 비교부(COMP2), 및 제1 비교부(COMP1)와 제2 비교부(COMP2)의 비교 결과에 따라 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 또는 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET)를 턴 오프시키기 위한 스위치 구동 회로부(DRV_FET)를 포함할 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 5 , the control unit ECU has a logic for turning off the back-to-back switch based on the DC-Link terminal voltage and the current flowing in the closed loop, the DC-Link terminal voltage, the first reference voltage, or Comparison of the first comparator COMP1 comparing the second reference voltage, the second comparator COMP2 comparing the closed loop current and the reference current, and the first comparator COMP1 and the second comparator COMP2 A switch driving circuit unit DRV_FET for turning off the high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET or the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET may be included according to a result.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for preventing overcurrent of a converter system according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 컨버터 시스템의 과전류 방지 방법을 설명하면, 먼저 제어부(ECU)는 고전압 전원(HV)에 연결되는 DC-Link단 전압에 기초하여, 저전압 전원(LV)으로부터 고전압 전원(HV)으로 연결되는 폐루프에 대한 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단한다(S100).The overcurrent prevention method of the converter system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 . First, the control unit ECU is based on the DC-Link terminal voltage connected to the high voltage power supply HV, and the low voltage power supply LV ) to determine whether an overcurrent generation condition for a closed loop connected to the high voltage power supply (HV) is satisfied (S100).

S100 단계에서, 제어부(ECU)는 링크 커패시터(C_LINK)에 대한 프리차지(Pre-Charge) 모드, 및 컨버터부(CVT)가 동작하는 컨버팅 모드의 각 모드에 대하여 각각 제1 과전류 발생 조건 및 제2 과전류 발생 조건이 충족되었는지 여부를 판단할 수 있다.In step S100 , the control unit ECU controls the first overcurrent generation condition and the second for each mode of the pre-charge mode for the link capacitor C_LINK and the converting mode in which the converter unit CVT operates, respectively. It can be determined whether an overcurrent occurrence condition is satisfied.

구체적으로, 제어부(ECU)는 프리차지 모드에서는 DC-Link단 전압이 미리 설정된 제1 기준전압 이하인 경우 제1 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있고, 컨버팅 모드에서는 DC-Link단 전압이 미리 설정된 제2 기준전압 이하인 경우 제2 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단할 수 있으며, 이때 제2 기준전압은 제1 기준전압 이상으로 설정됨이 바람직할 수 있다. 이에 대한 내용은 전술한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.Specifically, in the precharge mode, the control unit (ECU) may determine that the first overcurrent generation condition is satisfied when the DC-Link terminal voltage is less than or equal to a preset first reference voltage, and in the converting mode, the DC-Link terminal voltage is preset When it is less than the set second reference voltage, it may be determined that the second overcurrent generation condition is satisfied, and in this case, it may be preferable that the second reference voltage is set to be higher than the first reference voltage. Since the content has been described above, a detailed description thereof will be omitted.

이어서, 제어부(ECU)는 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단된 경우, 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시킨다(S200).Next, when it is determined that the overcurrent generation condition is satisfied, the controller ECU turns off at least one of the high voltage back-to-back switch HV_BTB_FET and the low-voltage back-to-back switch LV_BTB_FET ( S200 ).

S200 단계에서, 제어부(ECU)는 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 컨버터부(CVT)에 대한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 중지한 후, 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시킬 수 있다.In step S200, when the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit ECU stops PWM (Pulse Width Modulation) control for the converter unit CVT, and then stops one of the high voltage back-to-back switch (HV_BTB_FET) and the low-voltage back-to-back switch (LV_BTB_FET). You can turn off more than one.

한편, 본 실시예는 제어부(ECU)가 폐루프를 흐르는 전류가 미리 설정된 기준전류 이상인 경우, 고전압 백투백 스위치(HV_BTB_FET) 및 저전압 백투백 스위치(LV_BTB_FET) 중 하나 이상을 턴 오프시키는 S300 단계를 더 포함할 수 있으며, S300 단계는 DC-Link단 전압에 기초하여 과전류 발생을 사전에 방지하는 구성에 대한 리던던시(Redundancy) 단계로서의 의미를 갖는다.On the other hand, the present embodiment may further include a step S300 of turning off at least one of the high voltage back-to-back switch (HV_BTB_FET) and the low-voltage back-to-back switch (LV_BTB_FET) when the current flowing through the closed loop is equal to or greater than a preset reference current by the control unit (ECU) And, step S300 has a meaning as a redundancy step for a configuration that prevents overcurrent generation in advance based on the DC-Link terminal voltage.

이와 같이 본 실시예는 컨버터 시스템의 고전압 배터리 측의 전압에 기초하여 과전류 발생을 예측함으로써 과전류를 사전에 방지할 수 있는 동시에, 컨버터 시스템에 흐르는 과전류가 발생한 경우 스위치 제어를 통해 즉시 과전류를 제거하는 이중의 보호 로직을 통해 컨버터 소자의 소손을 효과적으로 방지할 수 있으며, 이에 따라 배터리의 수명을 향상시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있다.As such, in this embodiment, the overcurrent can be prevented in advance by predicting the occurrence of overcurrent based on the voltage on the high voltage battery side of the converter system, and at the same time, when an overcurrent flowing in the converter system occurs, the overcurrent is immediately removed through switch control. Through the protection logic of the converter, it is possible to effectively prevent burnout of the converter element, thereby achieving the effect of improving the lifespan of the battery.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary and those of ordinary skill in the art to which the art pertains are aware that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

HV: 고전압 전원
LV: 저전압 전원
MR: 메일 릴레이
CVT: 컨버터부
HSFET: 벅 스위치
LSFET: 부스트 스위치
L: 인덕터
HV_BTB_FET: 고전압 백투백 스위치
LV_BTB_FET: 저전압 백투백 스위치
C_LINK: 링크 커패시터
ECU: 제어부
COMP1: 제1 비교부
COMP2: 제2 비교부
DRV_FET: 스위치 구동 회로부HV: high voltage power supply
LV: low voltage power supply
MR: Mail relay
CVT: converter part
HSFET: Buck Switch
LSFET: Boost Switch
L: inductor
HV_BTB_FET: High Voltage Back-to-Back Switch
LV_BTB_FET: Low Voltage Back-to-Back Switch
C_LINK: link capacitor
ECU: Control
COMP1: first comparator
COMP2: second comparator
DRV_FET: switch driving circuitry

Claims (12)

고전압 전원 및 저전압 전원 간에 양방향으로 전력을 변환하는 컨버터부;
상기 컨버터부 및 상기 고전압 전원 간의 연결을 단속하는 고전압 백투백 스위치, 및 상기 컨버터부 및 상기 저전압 전원 간의 연결을 단속하는 저전압 백투백 스위치; 및
상기 고전압 전원에 연결되는 DC-LINK단 전압에 기초하여 판단한, 상기 저전압 전원으로부터 상기 고전압 전원으로 연결되는 폐루프에 대한 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 제어부;
를 포함하고,
상기 DC-LINK단 전압을 평활하는 링크 커패시터;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 링크 커패시터에 대한 프리차지(Pre-Charge) 모드, 및 상기 프리차지 모드 이후 상기 컨버터부가 동작하는 컨버팅 모드의 각 모드에 대하여 각각 제1 과전류 발생 조건 및 제2 과전류 발생 조건이 충족되었는지 여부를 판단하고,
상기 제어부는, 상기 프리차지 모드에서, 상기 DC-LINK단 전압이 미리 설정된 제1 기준전압 이하인 경우, 상기 제1 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단하고,
상기 제어부는, 상기 컨버팅 모드에서, 상기 DC-LINK단 전압이 미리 설정된 제2 기준전압 이하인 경우, 상기 제2 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단하되, 상기 제2 기준전압은 상기 제1 기준전압 이상인 것을 특징으로 하는 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치.
a converter unit for bidirectionally converting power between a high voltage power supply and a low voltage power supply;
a high voltage back-to-back switch controlling the connection between the converter unit and the high voltage power source, and a low voltage back-to-back switch controlling the connection between the converter unit and the low voltage power source; and
At least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch when an overcurrent generation condition for a closed loop connected from the low voltage power supply to the high voltage power supply is satisfied based on the DC-LINK terminal voltage connected to the high voltage power supply a control unit that turns off the
including,
Link capacitor for smoothing the DC-LINK terminal voltage; further comprising,
The control unit may be configured to satisfy a first overcurrent generation condition and a second overcurrent generation condition for each mode of a pre-charge mode for the link capacitor and a converting mode in which the converter unit operates after the pre-charge mode to determine whether or not
When the DC-LINK terminal voltage is less than or equal to a preset first reference voltage in the precharge mode, the controller determines that the first overcurrent generation condition is satisfied,
In the converting mode, when the DC-LINK terminal voltage is less than or equal to a preset second reference voltage, the controller determines that the second overcurrent generation condition is satisfied, wherein the second reference voltage is equal to or greater than the first reference voltage The overcurrent protection device of the converter system, characterized in that.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 상기 컨버터부에 대한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 중지한 후, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 것을 특징으로 하는 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치.
According to claim 1,
When the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit stops PWM (Pulse Width Modulation) control for the converter unit, and then turns off at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch. Overcurrent protection device in converter system.
 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 폐루프를 흐르는 전류가 미리 설정된 기준전류 이상인 경우, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 것을 특징으로 하는 컨버터 시스템의 과전류 방지 장치.
According to claim 1,
wherein the control unit turns off at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch when the current flowing through the closed loop is equal to or greater than a preset reference current.
 고전압 전원 및 저전압 전원 간에 양방향으로 전력을 변환하는 컨버터부; 및
상기 컨버터부 및 상기 고전압 전원 간의 연결을 단속하는 고전압 백투백 스위치, 및 상기 컨버터부 및 상기 저전압 전원 간의 연결을 단속하는 저전압 백투백 스위치;를 포함하는 컨버터 시스템의 과전류를 방지하는 방법으로서,
제어부가, 상기 고전압 전원에 연결되는 DC-LINK단 전압에 기초하여, 상기 저전압 전원으로부터 상기 고전압 전원으로 연결되는 폐루프에 대한 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단하는 단계; 및
상기 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 단계;
를 포함하고,
상기 컨버터 시스템은, 상기 DC-LINK단을 평활하는 링크 커패시터;를 더 포함하고,
상기 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 링크 커패시터에 대한 프리차지(Pre-Charge) 모드, 및 상기 프리차지 모드 이후 상기 컨버터부가 동작하는 컨버팅 모드의 각 모드에 대하여 각각 제1 과전류 발생 조건 및 제2 과전류 발생 조건이 충족되었는지 여부를 판단하고,
상기 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 프리차지 모드에서, 상기 DC-LINK단 전압이 미리 설정된 제1 기준전압 이하인 경우, 상기 제1 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단하고,
상기 과전류 발생 조건이 충족되었는지 판단하는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 컨버팅 모드에서, 상기 DC-LINK단 전압이 미리 설정된 제2 기준전압 이하인 경우, 상기 제2 과전류 발생 조건이 충족된 것으로 판단하되, 상기 제2 기준전압은 상기 제1 기준전압 이상인 것을 특징으로 하는 컨버터 시스템의 과전류 방지 방법.
a converter unit for bidirectionally converting power between a high voltage power supply and a low voltage power supply; and
A method of preventing overcurrent in a converter system, comprising: a high voltage back-to-back switch that regulates the connection between the converter unit and the high-voltage power supply; and a low-voltage back-to-back switch that regulates the connection between the converter unit and the low voltage power supply;
determining, by a controller, whether an overcurrent generation condition for a closed loop connected from the low voltage power supply to the high voltage power supply is satisfied based on a DC-LINK terminal voltage connected to the high voltage power supply; and
turning off, by the controller, at least one of the high-voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch when it is determined that the overcurrent generation condition is satisfied;
including,
The converter system further includes a link capacitor for smoothing the DC-LINK terminal,
In the step of determining whether the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit,
It is determined whether a first overcurrent generating condition and a second overcurrent generating condition are satisfied for each of the pre-charge mode for the link capacitor and each mode of the converting mode in which the converter unit operates after the pre-charge mode do,
In the step of determining whether the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit,
In the precharge mode, when the DC-LINK terminal voltage is less than or equal to a preset first reference voltage, it is determined that the first overcurrent generation condition is satisfied;
In the step of determining whether the overcurrent generation condition is satisfied, the control unit,
In the converting mode, when the DC-LINK terminal voltage is less than or equal to a preset second reference voltage, it is determined that the second overcurrent generation condition is satisfied, wherein the second reference voltage is greater than or equal to the first reference voltage How to prevent overcurrent in the converter system.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 턴 오프시키는 단계에서, 상기 제어부는,
상기 과전류 발생 조건이 충족된 경우, 상기 컨버터부에 대한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 중지한 후, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 것을 특징으로 하는 컨버터 시스템의 과전류 방지 방법.
8. The method of claim 7,
In the turning off step, the control unit,
When the overcurrent generation condition is satisfied, after stopping PWM (Pulse Width Modulation) control for the converter unit, at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch is turned off. How to prevent.
 제7항에 있어서,
상기 제어부가, 상기 폐루프를 흐르는 전류가 미리 설정된 기준전류 이상인 경우, 상기 고전압 백투백 스위치 및 상기 저전압 백투백 스위치 중 하나 이상을 턴 오프시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 시스템의 과전류 방지 방법.



8. The method of claim 7,
turning off, by the controller, at least one of the high voltage back-to-back switch and the low-voltage back-to-back switch when the current flowing through the closed loop is equal to or greater than a preset reference current; .
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