KR102586121B1 - Bcs용 전원 공급 장치 및 그의 전원 공급 방법 - Google Patents

Bcs용 전원 공급 장치 및 그의 전원 공급 방법 Download PDF

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Abstract

BMS(Battery Management System)에 전원을 공급하는 BCS용 전원 공급 장치 및 그의 전원 공급 방법에 관한 것으로, 교류 전압 생성하는 전원부, 상기 전원부로부터 입력되는 교류 전압을 소정 값으로 변환하는 변압부, 상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하고 상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하며 상기 생성된 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 출력하는 정류부, 상기 정류부로부터 입력되는 맥류를 평활화하여 평활 전압을 출력하는 평활부, 그리고 상기 평활부로부터 입력된 평활 전압을 정전압으로 출력하는 레귤레이터부를 포함할 수 있다.

Description

BCS용 전원 공급 장치 및 그의 전원 공급 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING VOLTAGE IN BATTARY CELL SIMULATOR}
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BMS(Battery Management System)에 전원을 공급하는 BCS용 전원 공급 장치 및 그의 전원 공급 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 차량은, 연료를 이용하는 차량과 달리 다수의 배터리 셀들을 직렬로 연결하여 에너지원으로 사용하고 있다.
하지만, 직렬로 연결된 다수의 배터리 셀에는, 다른 배터리 셀에 비해 과도하게 충전되거나 또는 다른 배터리 셀에 비해 충전이 미약한 배터리 셀이 발생할 수 있다.
그러므로, 전기 차량은, 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)을 통해 배터리 셀의 충전량을 관리할 수 있다.
이러한, 배터리 관리 시스템을 평가하기 위하여 실제 배터리를 사용할 경우에는, 많은 시간과 에너지가 소모될 수 있다.
따라서, 실제 배터리가 아닌 배터리를 모사한 배터리 셀 모사 장치를 이용하여 배터리 관리 시스템을 평가할 수 있다.
배터리 셀 모사 장치는, 배터리를 모사하여 배터리 관리 시스템에 전압(V)를 인가하는 장치이다.
하지만, 기존의 배터리 셀 모사 장치는, 전원 공급 장치를 통해 배터리 관리 시스템에 전압(V)를 인가하는데, 약 60Hz의 AC 전압을 정류 및 평활화하는 과정에서 발생되는 리플 전압으로 인하여 전력 효율이 저하되고 발열 문제가 발생하며 출력 전압의 정밀도가 저하되는 문제들이 있었다.
따라서, 향후, AC 전압을 정류 및 평활화하는 과정에서 발생되는 리플 전압을 개선시켜 전력 품질을 향상시킬 수 있는 BCS용 전원 공급 장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 10-2020-0071362호(2020. 6. 19 공개)
본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 교류 전압의 정류 파형에 교류 전압의 위상 쉬프트 파형을 추가하는 정류 회로를 이용하여 평활 과정에서 나타나는 리플 전압을 개선함으로써, 발열로 인한 전력 손실과 냉각 문제를 개선하고 정밀한 정전압을 출력할 수 있는 BCS용 전원 공급 장치 및 그의 전원 공급 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 BCS용 전원 공급 장치는, BCS(Battery Cell Simulator) 내에 배치되고 BMS(Battery Management System)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치로서, 교류 전압 생성하는 전원부, 상기 전원부로부터 입력되는 교류 전압을 소정 값으로 변환하는 변압부, 상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하고 상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하며 상기 생성된 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 출력하는 정류부, 상기 정류부로부터 입력되는 맥류를 평활화하여 평활 전압을 출력하는 평활부, 그리고 상기 평활부로부터 입력된 평활 전압을 정전압으로 출력하는 레귤레이터부를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 정류부는, 상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하는 정류 파형 생성부, 상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하는 위상 지연부, 그리고 상기 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 합성하는 합성부를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 정류 파형 생성부는, 상기 변압부의 2차 코일단 일측에 연결되는 제1, 제2 브릿지 다이오드, 그리고 상기 변압부의 2차 코일단 타측에 연결되는 제3, 제4 브릿지 다이오드를 포함하고, 상기 변압부의 2차 코일단 일측은, 상기 제1, 제2 브릿지 다이오드 사이를 연결하는 배선의 노드에 연결되고, 상기 변압부의 2차 코일단 타측은, 상기 제3, 제4 브릿지 다이오드 사이를 연결하는 배선의 노드에 연결될 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 위상 지연부는, 일측이 상기 변압부의 2차 코일단과 연결되고, 타측이 상기 합성부와 연결될 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 위상 지연부는, 일측이 상기 변압부의 2차 코일단과 연결될 때, 상기 정류 파형 생성부의 제3, 제4 브릿지 다이오드 사이의 노드에 연결되는 상기 변압부의 2차 코일단 타측과 연결될 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 위상 지연부는, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 합성부는, 상기 정류 파형 생성부에 연결되는 제1, 제2 다이오드를 포함하고, 상기 제1, 제2 다이오드 사이의 노드에 상기 위상 지연부의 타측이 연결될 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 전원 공급 장치는, 전압 정보 입력 장치에 연결되어 상기 전압 정보 입력 장치로부터 전압 정보가 입력되면 상기 BMS로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 전원 공급 장치는, BCS(Battery Cell Simulator)가 다수 개일 때, 각각의 BCS에 하나의 전원 공급 장치가 배치될 수 있다.
전원 공급 장치의 대안적인 실시예에서, 상기 전원 공급 장치는, 양 전압 출력단이 상기 BMS의 양 전압 입력단에 제1 배선으로 연결되고, 음 전압 출력단이 상기 BMS의 음 전압 입력단에 제2 배선으로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 전원 공급 장치의 전원 공급 방법은, BCS(Battery Cell Simulator) 내에 배치되고 BMS(Battery Management System)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치의 전원 공급 방법으로서, 교류 전압 생성하는 단계, 상기 교류 전압을 소정 전압값으로 변환하는 단계, 상기 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하는 단계, 상기 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하는 단계, 상기 생성된 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 생성하는 단계, 상기 맥류를 평활화하여 평활 전압을 생성하는 단계, 및 상기 평활 전압을 정전압으로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 BCS용 전원 공급 장치 및 그의 전원 공급 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 교류 전압의 정류 파형에 교류 전압의 위상 쉬프트 파형을 추가하는 정류 회로를 이용하여 평활 과정에서 나타나는 리플 전압을 개선함으로써, 발열로 인한 전력 손실과 냉각 문제를 개선하고 정밀한 정전압을 출력할 수 있다.
즉, 본 발명은, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스 등을 포함하는 위상 지연 회로를 이용하여 교류 전압 파형의 위상 쉬프트를 통해 기존보다 더 높은 주파수 파형을 가진 전압 파형으로 작용하도록 함으로써, 전압 리플에 의한 손실과 높은 정전압 정밀도를 개선할 수 있다.
평활회로의 커패시턴스를 올려 리플 전압을 개선하는 경우, 응답속도 저하로 인한 전력 품질 향상에 한계가 존재하지만, 본 발명은, 전압 강하량 감소에 따른 발열량 감소를 통해 에너지 효율 및 냉각문제를 개선할 수 있고, 레귤레이터 입력 전압의 품질을 향상시킴으로써, 레귤레이터 출력 전압 정밀도 및 정확도를 개선할 수도 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 발명에 따른 BCS용 전원 공급 장치를 포함하는 전체 시스템을 보여주는 블록 구성도이다.
도 2는, 도 1의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은, 본 발명 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로 구성도이다.
도 4는, 본 발명 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로 구성도이다.
도 5a 내지 도 5d는, 전원 공급 장치의 정류부에 포함되는 위상 지연 회로를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은, 본 발명에 따른 BCS용 전원 공급 장치를 포함하는 전체 시스템을 보여주는 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, BCS용 전원 공급 장치를 포함하는 전체 시스템은, BCS(Battery Cell Simulator)(100), BMS(Battery Management System)(200), 그리고 전압 정보 입력 장치(400)를 포함할 수 있다.
각 BCS(100)에는, BMS(200)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치(180)가 배치될 수 있다.
여기서, 전원 공급 장치(180)는, 교류 전압 생성하는 전원부, 전원부로부터 입력되는 교류 전압을 소정 값으로 변환하는 변압부, 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하고 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하며 생성된 정류 파형과 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 출력하는 정류부, 정류부로부터 입력되는 맥류를 평활화하여 평활 전압을 출력하는 평활부, 그리고 평활부로부터 입력된 평활 전압을 정전압으로 출력하는 레귤레이터부를 포함할 수 있다.
일 예로, 전원 공급 장치(180)의 정류부는, 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하는 정류 파형 생성부, 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하는 위상 지연부, 그리고 정류 파형과 위상 쉬프트 파형을 합성하는 합성부를 포함할 수 있다.
여기서, 위상 지연부는, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 전원 공급 장치(180)는, 전압 정보 입력 장치(400)에 연결되어 전압 정보 입력 장치(400)로부터 전압 정보가 입력되면 BMS(200)로 전원을 공급할 수 있다.
또한, 전원 공급 장치(180)는, BCS(100)가 다수 개일 때, 각각의 BCS(100) 마다 하나의 전원 공급 장치(180)가 배치될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 전원 공급 장치(180)는, 양 전압 출력단이 BMS(200)의 양 전압 입력단에 제1 배선으로 연결되고, 음 전압 출력단이 BMS(200)의 음 전압 입력단에 제2 배선으로 연결될 수 있다.
경우에 따라, 전원 공급 장치(180)의 제1 배선은, 일측에 인접하는 BCS(100)의 전원 공급 장치(180)의 제2 배선에 연결되고, 전원 공급 장치(180)의 제2 배선은, 타측에 인접하는 BCS(100)의 전원 공급 장치(180)의 제1 배선에 연결될 수도 있다.
이어, BMS(200)는, BCS(100)의 전원 공급 장치(180)의 제1, 제2 배선에 연결되어 밸런싱 상태를 검출하는 밸런싱부, 그리고 BCS(100)의 전원 공급 장치(180)의 제1, 제2 배선에 연결되어 전압을 측정하는 전압 측정부를 포함할 수 있다.
여기서, BMS(200)의 밸런싱부와 전압 측정부는, 각 BCS(100)의 전원 공급 장치(180)에 일대일 대응되어 연결될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또한, BCS(100)는, BMS(200)의 밸런싱부로부터 밸런싱 상태 정보를 추출하고, 추출된 밸런싱 상태 정보를 기초로 출력 전압을 가변하도록 전원 공급 장치(180)를 제어하는 제어부를 더 포함할 수도 있다.
경우에 따라, 전원 공급 장치(180)의 정류부에서, 위상 지연부는, 인접하는 다른 BCS(100)의 전원 공급 장치의 위상 지연부와 다른 회로로 구성될 수도 있다.
일 예로, 제1 BCS(100)의 전원 공급 장치의 위상 지연부가 용량 리액턴스일 경우, 제2 BCS(100)의 전원 공급 장치의 위상 지연부는, 유도 리액턴스일 수도 있다.
그 이유는, 밸런싱 상태 정보를 기초로 제1 BCS(100)의 전원 공급 장치와 다른 제2 BCS(100)의 전원 공급 장치의 출력 전압을 다르게 가변하기 위함이다.
도 2는, 도 1의 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 3은, 본 발명 일 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로 구성도이며, 도 4는, 본 발명 다른 실시예에 따른 전원 공급 장치의 회로 구성도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치(180)는, 교류 전압 생성하는 전원부(182), 전원부(182)로부터 입력되는 교류 전압을 소정 값으로 변환하는 변압부(184), 변압부(184)로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하고 변압부(184)로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하며 생성된 정류 파형과 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 출력하는 정류부(186), 정류부(186)로부터 입력되는 맥류를 평활화하여 평활 전압을 출력하는 평활부(187), 그리고 평활부(187)로부터 입력된 평활 전압을 정전압으로 출력하는 레귤레이터부(189)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 3 및 도 4와 같이, 정류부(186)는, 변압부(184)로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하는 정류 파형 생성부(80), 변압부(184)로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하는 위상 지연부(60, 70), 그리고 정류 파형과 위상 쉬프트 파형을 합성하는 합성부(90)를 포함할 수 있다.
이때, 정류 파형 생성부(80)는, 변압부(184)의 2차 코일단 일측에 연결되는 제1, 제2 브릿지 다이오드(82, 84), 그리고 변압부(184)의 2차 코일단 타측에 연결되는 제3, 제4 브릿지 다이오드(86, 88)를 포함할 수 있다.
일 예로, 변압부(184)의 2차 코일단 일측은, 제1, 제2 브릿지 다이오드(82, 84) 사이를 연결하는 배선의 노드에 연결되고, 변압부(184)의 2차 코일단 타측은, 제3, 제4 브릿지 다이오드(86, 88) 사이를 연결하는 배선의 노드에 연결될 수 있다.
제1, 제2 브릿지 다이오드(82, 84)는, 서로 직렬 연결되고, 제3, 제4 브릿지 다이오드(86, 88)에 대해 병렬 연결될 수 있다.
또한, 제3, 제4 브릿지 다이오드(86, 88)는, 서로 직렬 연결되고, 제1, 제2 브릿지 다이오드(82, 84)에 대해 병렬 연결될 수 있다.
그리고, 위상 지연부(60, 70)는, 변압부(184)의 2차 코일단에 일측이 연결되고, 합성부(90)에 타측이 연결될 수 있다.
여기서, 위상 지연부(60, 70)는, 변압부(184)의 2차 코일단에 일측이 연결될 때, 정류 파형 생성부(80)의 제3, 제4 브릿지 다이오드(86, 88) 사이의 노드에 연결되는 변압부(184)의 2차 코일단 타측에 연결될 수 있다.
일 예로, 위상 지연부(60)는, 도 4와 같이, 용량 리액턴스를 포함할 수도 있다.
경우에 따라, 위상 지연부(70)는, 도 3과 같이, 유도 리액턴스를 포함할 수도 있다.
본 발명에서, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스를 포함하는 위상 지연부(60, 70)는, 하나의 예시일 뿐, 다양한 회로 변형이 가능할 수 있다.
다음, 합성부(90)는, 정류 파형 생성부(80)에 연결되는 제1, 제2 다이오드(92, 94)를 포함하고, 제1, 제2 다이오드(92, 94) 사이의 노드에 위상 지연부(60, 70)의 일측이 연결될 수 있다.
여기서, 제1, 제2 다이오드(92, 94)는, 서로 직렬 연결되고, 정류 파형 생성부(80)의 제1, 제2 브릿지 다이오드(82, 84) 또는 제3, 제4 브릿지 다이오드(86, 88)에 대해 병렬 연결될 수 있다.
예를 들면, 제1 다이오드(92)는, 캐소드측이 정류 파형 생성부(80)의 제1, 제3 브릿지 다이오드(82, 86) 사이의 노드에 연결되고, 애노드측이 제2 다이오드(94)의 캐소드측에 연결될 수 있다.
또한, 제2 다이오드(94)는, 캐소드측이 제1 다이오드(92)의 애노드측에 연결되고, 애노드측이 정류 파형 생성부(80)의 제2, 제4 브릿지 다이오드(84, 88) 사이의 노드에 연결될 수 있다.
이어, 평활부(187)는, 정류부(186)로부터 입력되는 맥류를 평활화하는 커패시터를 포함할 수 있다.
여기서, 커패시터는, 일측이 정류부(186)의 합성부(90)에 포함되는 제1 다이오드(92)의 캐소드측이 연결되고, 타측이 정류부(186)의 합성부(90)에 포함되는 제2 다이오드(94)의 애노드측이 연결될 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명은, 교류 전압의 정류 파형에 교류 전압의 위상 쉬프트 파형을 추가하는 정류 회로를 이용하여 평활 과정에서 나타나는 리플 전압을 개선함으로써, 발열로 인한 전력 손실과 냉각 문제를 개선하고 정밀한 정전압을 출력할 수 있다.
즉, 본 발명은, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스 등을 포함하는 위상 지연 회로를 이용하여 교류 전압 파형의 위상 쉬프트를 통해 기존보다 더 높은 주파수 파형을 가진 전압 파형으로 작용하도록 함으로써, 전압 리플에 의한 손실과 높은 정전압 정밀도를 개선할 수 있다.
평활회로의 커패시턴스를 올려 리플 전압을 개선하는 경우, 응답속도 저하로 인한 전력 품질 향상에 한계가 존재하지만, 본 발명은, 전압 강하량 감소에 따른 발열량 감소를 통해 에너지 효율 및 냉각문제를 개선할 수 있고, 레귤레이터 입력 전압의 품질을 향상시킴으로써, 레귤레이터 출력 전압 정밀도 및 정확도를 개선할 수도 있다.
도 5a 내지 도 5d는, 전원 공급 장치의 정류부에 포함되는 위상 지연 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스 등을 포함하는 다양한 위상 지연 회로를 이용하여 평활 과정에서 나타나는 리플 전압을 개선할 수 있다.
일반적으로, 평활회로의 커패시턴스를 올려 리플 전압을 개선하는 경우에는, 응답속도 저하로 인한 전력 품질 향상에 한계가 존재할 수 있다.
하지만, 본 발명과 같이, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스 등을 포함하는 다양한 위상 지연 회로를 이용하면, 평활 과정에서 나타나는 리플 전압이 개선할 수 있으므로, 레귤레이터 입력 전압의 품질을 향상시켜 레귤레이터 출력 전압 정밀도 및 정확도를 개선할 수 있다.
BCS는, BMS를 효율적으로 평가하기 위해서, 효율, 정밀도 및 응답 속도가 매우 중요하므로, 효율적이고 정밀한 정전압을 출력할 수 있는 전원 공급 장치가 필수적이다.
따라서, 본 발명의 BCS용 전원 공급 장치는, 교류 전압의 정류 파형에 교류 전압의 위상 쉬프트 파형을 추가하는 정류 회로를 이용하여 평활 과정에서 나타나는 리플 전압을 개선함으로써, 발열로 인한 전력 손실과 냉각 문제를 개선하고 효율적이고 정밀한 정전압을 출력할 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 전원 공급 장치의 전원 공급 방법을 설명하면 다음 같다.
본 발명은, 먼저 교류 전압 생성할 수 있다.
이어, 본 발명은, 교류 전압을 소정 전압값으로 변환할 수 있다.
다음, 본 발명은, 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성할 수 있다.
이어, 본 발명은, 생성된 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 생성할 수 있다.
다음, 본 발명은, 맥류를 평활화하여 평활 전압을 생성할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 평활 전압을 정전압으로 출력할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 교류 전압의 정류 파형에 교류 전압의 위상 쉬프트 파형을 추가하는 정류 회로를 이용하여 평활 과정에서 나타나는 리플 전압을 개선함으로써, 발열로 인한 전력 손실과 냉각 문제를 개선하고 정밀한 정전압을 출력할 수 있다.
즉, 본 발명은, 용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스 등을 포함하는 위상 지연 회로를 이용하여 교류 전압 파형의 위상 쉬프트를 통해 기존보다 더 높은 주파수 파형을 가진 전압 파형으로 작용하도록 함으로써, 전압 리플에 의한 손실과 높은 정전압 정밀도를 개선할 수 있다.
평활회로의 커패시턴스를 올려 리플 전압을 개선하는 경우, 응답속도 저하로 인한 전력 품질 향상에 한계가 존재하지만, 본 발명은, 전압 강하량 감소에 따른 발열량 감소를 통해 에너지 효율 및 냉각문제를 개선할 수 있고, 레귤레이터 입력 전압의 품질을 향상시킴으로써, 레귤레이터 출력 전압 정밀도 및 정확도를 개선할 수도 있다.
이상에서 본 발명들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: BCS
180: 전원공급장치
182: 전원부
184: 변압부
186: 정류부
187: 평활부
189: 레귤레이터부
200: BMS
400: 전압 정보 입력 장치

Claims (10)

  1. BCS(Battery Cell Simulator) 내에 배치되고 BMS(Battery Management System)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치에 있어서,
    교류 전압 생성하는 전원부;
    상기 전원부로부터 입력되는 교류 전압을 소정 값으로 변환하는 변압부;
    상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하고, 상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하며, 상기 생성된 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 출력하는 정류부;
    상기 정류부로부터 입력되는 맥류를 평활화하여 평활 전압을 출력하는 평활부; 그리고,
    상기 평활부로부터 입력된 평활 전압을 정전압으로 출력하는 레귤레이터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 정류부는,
    상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하는 정류 파형 생성부;
    상기 변압부로부터 변환된 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하는 위상 지연부; 그리고,
    상기 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 합성하는 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 정류 파형 생성부는,
    상기 변압부의 2차 코일단 일측에 연결되는 제1, 제2 브릿지 다이오드; 그리고,
    상기 변압부의 2차 코일단 타측에 연결되는 제3, 제4 브릿지 다이오드를 포함하고,
    상기 변압부의 2차 코일단 일측은,
    상기 제1, 제2 브릿지 다이오드 사이를 연결하는 배선의 노드에 연결되고,
    상기 변압부의 2차 코일단 타측은,
    상기 제3, 제4 브릿지 다이오드 사이를 연결하는 배선의 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 위상 지연부는,
    일측이 상기 변압부의 2차 코일단과 연결되고, 타측이 상기 합성부와 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 위상 지연부는,
    일측이 상기 변압부의 2차 코일단과 연결될 때, 상기 정류 파형 생성부의 제3, 제4 브릿지 다이오드 사이의 노드에 연결되는 상기 변압부의 2차 코일단 타측과 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 위상 지연부는,
    용량 리액턴스 또는 유도 리액턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 합성부는,
    상기 정류 파형 생성부에 연결되는 제1, 제2 다이오드를 포함하고,
    상기 제1, 제2 다이오드 사이의 노드에 상기 위상 지연부의 타측이 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 다이오드는,
    서로 직렬 연결되고,
    상기 정류 파형 생성부의 제1, 제2 브릿지 다이오드 또는 제3, 제4 브릿지 다이오드에 대해 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 다이오드는,
    캐소드측이 상기 정류 파형 생성부의 제1, 제3 브릿지 다이오드 사이의 노드에 연결되고,
    애노드측이 상기 제2 다이오드의 캐소드측에 연결되며,
    상기 제2 다이오드는,
    캐소드측이 제1 다이오드의 애노드측에 연결되고,
    애노드측이 상기 정류 파형 생성부의 제2, 제4 브릿지 다이오드 사이의 노드에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  10. BCS(Battery Cell Simulator) 내에 배치되고 BMS(Battery Management System)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치의 전원 공급 방법에 있어서,
    교류 전압 생성하는 단계;
    상기 교류 전압을 소정 전압값으로 변환하는 단계;
    상기 교류 전압의 파형을 정류하여 정류 파형을 생성하는 단계;
    상기 교류 전압의 파형을 위상 쉬프트하여 위상 쉬프트 파형을 생성하는 단계;
    상기 생성된 정류 파형과 상기 위상 쉬프트 파형을 포함하는 맥류를 생성하는 단계;
    상기 맥류를 평활화하여 평활 전압을 생성하는 단계; 및
    상기 평활 전압을 정전압으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 방법.
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