KR20030000538A - Electric automobile battery charging equipment - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A battery charging apparatus for an electric motor vehicle is provided to simplify configuration of a battery charging apparatus by reducing the number of passive elements and switching elements, while reducing costs and allowing battery charging apparatus to be easily mounted to the motor vehicle. CONSTITUTION: A battery charging apparatus comprises an AC power input unit(220) for transmitting AC power to an AC input filter unit(230), and sensing the phase and amplitude of voltage and transmitting the result of sensing to a control unit(300); the AC input filter unit for receiving AC power from the AC power input unit, filtering high frequency noises generated from the charging apparatus during switching, and outputting the result; a tap transformer(240) for receiving the signal output from the AC input filter unit, transforming voltage and outputting voltages in accordance with the tap converting signal output from the control unit; a full-wave rectifier unit(250) for receiving the signal output from the tap transformer, converting the received signal into DC and outputting the result; a smoothing unit(260) for receiving high voltage side signal output from the full-wave rectifier unit, smoothing the received signal and outputting the result; a current sensing unit(270) for receiving low voltage side signal output from the full-wave rectifier unit, sensing the current and transmitting the result of sensing to the control unit; a booster converter unit(280) for receiving high voltage side signal from the smoothing unit, receiving low voltage side signal from the current sensing unit, performing power factor improvement in accordance with the boost control signal output from the control unit, and outputting battery charging current; and the control unit for processing phase and amplitude input from the AC power input unit, and the current signal input from the current sensing unit, and outputting an amplitude restriction signal, tap converting signal and the boost control signal.

Description

전기 자동차의 배터리 충전 장치{ELECTRIC AUTOMOBILE BATTERY CHARGING EQUIPMENT}Battery charging device for electric vehicle {ELECTRIC AUTOMOBILE BATTERY CHARGING EQUIPMENT}

본 발명은 전기 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 자동차의 배터리 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle, and more particularly, to a battery charging device for an electric vehicle.

전기 자동차용 배터리 충전 장치는 광범위한 동작 영역, 즉, 입력 AC 220Vrms, 10% 변동, 출력 DC 레인지 250V~400V 등에서 최대 효율 운전이 가능하여야 한다. 이러한, 최대 효율 운전은 입력 전원의 단위 역률 제어가 가능하여야 하고, 스위칭 소자에 의한 전력 손실을 최소화 할 수 있는 구조 및 제어 방식을 채용하여야만 구현할 수 있다.Battery chargers for electric vehicles must be capable of maximum efficiency in a wide range of operating ranges: input AC 220Vrms, 10% variation, output DC range 250V to 400V. Such maximum efficiency operation can be implemented only when the unit power factor control of the input power source is enabled, and a structure and a control method that can minimize power loss by the switching element can be implemented.

그러나, 이와 같은 충전 장치의 효율 및 동작 운전 범위를 만족하기 위하여, 종래의 배터리 충전기는 수많은 수동 소자, 스위칭 소자, 변압기 등을 채용하고 있어서, 이로 인한 부품의 비용이 과다하고, 전력 소모가 크며, 구성이 복잡하게 되는 문제점이 있다.However, in order to satisfy the efficiency and operating operating range of such a charging device, the conventional battery charger employs a number of passive elements, switching elements, transformers, etc., resulting in excessive cost of components, high power consumption, There is a problem that the configuration is complicated.

따라서, 배터리를 사용하는 전기 자동차에 있어서, 간단한 구성으로도 단위역률 제어가 가능하여 최대 효율로 동작하는 전기 자동차의 충전 장치를 제공하자는 데 있다.Therefore, in an electric vehicle using a battery, it is possible to provide a charging apparatus for an electric vehicle that can operate at a maximum efficiency by controlling unit power factor even with a simple configuration.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a battery charging apparatus of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리 충전 장치를 회로로 구현할 때의 도면이다.2 is a diagram when a battery charging device of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is implemented as a circuit.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 특징에 따른 전기 자동차의 충전 장치는, 충전 장치에 의해 충전 가능한 배터리에서 전력을 공급받아 구동하는 전기 자동차에 있어서, 외부에서 입력받은 AC 전원을 AC 입력 필터부로 전달하되 제어부의 진폭 제한 신호에 따라 차단 될 수 있고, 전압의 위상과 진폭을 감지하여 제어부에 전달하는 AC 전원 입력부; 상기 AC 전원 입력부에서 AC 전원을 입력받고, 충전 장치 내부에서 스위칭 시에 발생하는 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하는 AC 입력 필터부; 상기 AC 입력 필터부에서 출력되는 신호를 받아 변압하고, 제어부의 탭 변환 신호에 대응하여 선택한 소정의 변압을 출력하는 탭 변환 변압기; 상기 탭 변환 변압기에서 출력되는 신호를 받아 DC로 변환하여 출력하는 전파 정류부; 상기 전파 정류부에서 출력되는 고전압 측 신호를 받아 평활하여 출력하는 평활부; 상기 전파 정류부에서 출력되는 저전압 측 신호를 받아 출력하되 전류 신호를 감지하여 제어부로 전달하는 전류 감지부; 상기 평활부에서 고전압 측 신호를 받고, 상기 전류 감지부에서 저전압 측 신호를 받아, 제어부의 승압 제어 신호에 따라 단위 역률을 수행하여 배터리 충전 전류를 출력하는 승압형 컨버터부; 및 상기 AC 전원 입력부에서 받은 전압의 위상과 진폭, 및 상기 전류 감지부에서 받은 전류 신호를 처리하여, 상기 진폭 제한 신호, 탭 변환 신호, 및 승압 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an electric vehicle charging device according to a feature of the present invention is an electric vehicle that is driven by receiving power from a battery that can be charged by a charging device. An AC power input unit for transmitting to a negative unit, which may be cut according to the amplitude limit signal of the controller, and detecting and transmitting the phase and amplitude of the voltage to the controller; An AC input filter unit receiving AC power from the AC power input unit and filtering and outputting high frequency noise generated during switching in a charging device; A tap-changing transformer which receives a signal output from the AC input filter unit, transforms the signal, and outputs a predetermined transformer selected in response to the tap-change signal of the controller; A full wave rectifier for converting the signal output from the tap-changing transformer into DC and outputting the converted signal; A smoothing unit receiving the high voltage signal output from the full wave rectifying unit and smoothing the signal; A current sensing unit which receives the low voltage signal output from the full wave rectifying unit and outputs the low voltage side signal to sense and transmit the current signal to the control unit; A boost type converter unit receiving a high voltage side signal from the smoothing unit, a low voltage side signal from the current sensing unit, and performing a unit power factor according to a boost control signal of a controller to output a battery charging current; And a controller for processing the phase and amplitude of the voltage received from the AC power input unit and the current signal received from the current sensing unit to output the amplitude limit signal, the tap change signal, and the boost control signal.

상기 승압형 컨버터부는, 상기 평활부에서 출력되는 고전압 측과, 상기 전류 감지부에서 출력되는 저전압 측 사이를, 상기 제어부의 승압 제어 신호에 따라 단락 또는 개방시키는 온오프 스위치; 상기 평활부에서 출력되는 고전압 측과, 상기 전류 감지부에서 출력되는 저전압 측 사이에 역방향으로 연결되어 있는 다이오드; 및 상기 다이오드와 병렬 연결되어 있는 콘덴서를 포함한다.The boost converter may include: an on / off switch configured to short-circuit or open a high voltage side output from the smoothing unit and a low voltage side output from the current sensing unit according to a boost control signal of the controller; A diode connected in a reverse direction between the high voltage side output from the smoothing unit and the low voltage side output from the current sensing unit; And a capacitor connected in parallel with the diode.

상기 탭 변환 신호는, 상기 탭 변환 변압기가(Vbat는 배터리 전압,Vinp는 AC 입력 전원의 피크치)를 만족하게 하는 변압을 출력하도록 제어하는 신호임을 특징으로 한다.The tap change signal is a tap change transformer (Vbat is a voltage for controlling the battery voltage, Vinp is a peak value of the AC input power) characterized in that the control signal to output a transformer.

이에 따라, AC 전원 입력부는 외부에서 입력받은 AC 전원을 AC 입력 필터부로 전달하되 제어부의 진폭 제한 신호에 따라 차단시키며, 전압의 위상과 진폭을 감지하여 제어부에 전달하고, AC 입력 필터부는 충전 장치 내부에서 스위칭 시에 발생하는 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하고, 탭 변환 변압기는 제어부의 탭 변환 신호에 대응하여 선택된 소정의 변압을 출력하고, 전파 정류부는 DC로 변환하여 출력하고, 평활부는 고전압 측 신호를 받아 평활하여 출력하고, 전류 감지부는 저전압 측 신호를 받아 출력하되 전류를 감지하여 제어부로 전달하며, 승압형 컨버터부는 제어부의 승압 제어 신호에 따라 단위 역률을 수행하여 배터리 충전 전류를 출력함으로써, 전기 자동차의 배터리를 효율적으로 충전시킬 수 있다.Accordingly, the AC power input unit transfers the AC power input from the outside to the AC input filter unit, cuts off according to the amplitude limit signal of the controller, senses the phase and amplitude of the voltage and transfers it to the controller, and the AC input filter unit is inside the charging device. Filter and output the high frequency noise generated during switching, and the tap-changing transformer outputs a predetermined transformer selected in response to the tap-changing signal of the controller, the full-wave rectifying unit converts it to DC and outputs the high-voltage side signal. Receives smooth and outputs, the current sensing unit receives the low voltage side signal and outputs, but detects the current and delivers it to the control unit, step-up converter unit performs a unit power factor in accordance with the step-up control signal of the control unit to output the battery charging current, electric vehicle Can charge the battery efficiently.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의구체적인 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the specific configuration and operation of the charging device for an electric vehicle according to the most preferred embodiment that can be easily implemented by those skilled in the art to which the present invention pertains in detail. do.

도 1에 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 블록도가 도시되어 있다.1 is a block diagram of a charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는, AC 전원 입력부(220), AC 입력 필터부(230), 탭 변환 변압기(240), 전파 정류부(250), 평활부(260), 전류 감지부(270), 승압형 컨버터부(280), DC 출력부(290), 및 제어부(300)로 이루어진다. 도 1에 도시된 그림에서, AC 전원(210)은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치가 외부에서 AC 전원(210)을 공급받는 것을 표시한 것이고, 배터리(310)는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치가 전기 자동차에 장착되어 있는 배터리(310)에 충전시키는 것을 표시한 것이다.As shown in FIG. 1, an apparatus for charging an electric vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention includes an AC power input unit 220, an AC input filter unit 230, a tap-changing transformer 240, and a full-wave rectifying unit 250. , A smoothing unit 260, a current sensing unit 270, a boost converter 280, a DC output unit 290, and a control unit 300. In the figure shown in FIG. 1, the AC power source 210 indicates that the charging device of the electric vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention receives the AC power source 210 from the outside, and the battery 310 of the present invention. The charging device of the electric vehicle according to the embodiment shows charging to the battery 310 mounted in the electric vehicle.

AC 전원 입력부(220)는 외부에서 입력받은 AC 전원(210)을 AC 입력 필터부(230)로 전달하되 제어부(300)의 진폭 제한 신호에 따라 차단 될 수 있고, 전압의 위상과 진폭을 감지하여 제어부(300)에 전달한다.The AC power input unit 220 transmits the AC power 210 received from the outside to the AC input filter unit 230, but may be blocked according to the amplitude limit signal of the controller 300, and detects the phase and amplitude of the voltage. Transfer to the control unit 300.

AC 입력 필터부(230)는 상기 AC 전원 입력부(220)에서 AC 전원(210)을 입력받고, 충전 장치 내부에서 스위칭 시에 발생하는 고주파 노이즈를 필터링하여 출력한다.The AC input filter 230 receives the AC power 210 from the AC power input 220 and filters and outputs high frequency noise generated during switching in the charging device.

탭 변환 변압기(240)는 상기 AC 입력 필터부(230)에서 출력되는 신호를 받아 변압하고, 제어부(300)의 탭 변환 신호에 대응하여 선택한 소정의 변압을 출력한다.The tap-changing transformer 240 receives and transforms the signal output from the AC input filter unit 230, and outputs a predetermined transformer voltage selected in response to the tap-change signal of the controller 300.

전파 정류부(250)는 상기 탭 변환 변압기(240)에서 출력되는 신호를 받아 DC로 변환하여 출력한다.The full-wave rectifier 250 receives the signal output from the tap-changing transformer 240 and converts the signal into DC.

평활부(260)는 상기 전파 정류부(250)에서 출력되는 고전압 측 신호를 받아 평활하여 출력한다.The smoothing unit 260 smoothes and outputs the high voltage side signal output from the full wave rectifying unit 250.

전류 감지부(270)는 상기 전파 정류부(250)에서 출력되는 저전압 측 신호를 받아 출력하되 전류 신호를 감지하여 제어부(300)로 전달한다.The current detector 270 receives the low voltage signal output from the full wave rectifier 250 and outputs the detected signal, and detects the current signal and transmits the signal to the controller 300.

승압형 컨버터부(280)는 상기 평활부(260)에서 고전압 측 신호를 받고, 상기 전류 감지부(270)에서 저전압 측 신호를 받아, 제어부(300)의 승압 제어 신호에 따라 단위 역률을 수행하여 배터리(310)에 충전 전류를 출력한다.The boost converter 280 receives the high voltage signal from the smoothing unit 260, receives the low voltage signal from the current sensing unit 270, and performs a unit power factor according to the boost control signal of the controller 300. The charging current is output to the battery 310.

DC 출력부(290)는 상기 승압형 컨버터부(280)에서 출력되는 DC 출력을 받아 배터리(310)로 전달한다.The DC output unit 290 receives the DC output from the boost converter 280 and transfers the DC output to the battery 310.

제어부(300)는 상기 AC 전원 입력부(220)에서 받은 전압의 위상과 진폭, 및 상기 전류 감지부(270)에서 받은 전류 신호를 처리하여, 상기 진폭 제한 신호, 탭 변환 신호, 및 승압 제어 신호를 출력한다.The control unit 300 processes the phase and amplitude of the voltage received from the AC power input unit 220 and the current signal received from the current sensing unit 270 to output the amplitude limit signal, the tap change signal, and the boost control signal. Output

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치의 동작을 보다 상세히 설명한다.The operation of the charging device for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention having such a structure will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 배터리(310) 충전 장치를 회로로 구현할 때의 도면이다.2 is a diagram when a circuit of a battery 310 charging device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, AC 전원 입력부(220)는 외부에서 입력받은 AC 전원(210)을 AC 입력 필터부(230)로 전달한다. 이때, 전압의 위상과 진폭이 감지되어 제어부(300)로 전달되는데, 제어부(300)는 입력 AC 전원(210) 전압의 진폭이 소정의 값을 넘으면, 회로를 보호하기 위하여 AC 입력 필터부(230)로 전달되지 못하도록 하기 위한 소정의 진폭 제한 신호를 생성하여, 스위치(SW1,SW2)에 공급함으로써 AC 전원(210)이 AC 입력 필터부(230) 후단으로 전달되지 못하도록 차단시킨다.As shown in FIG. 2, the AC power input unit 220 transfers the AC power 210 received from the outside to the AC input filter unit 230. At this time, the phase and amplitude of the voltage is sensed and transmitted to the control unit 300. When the amplitude of the input AC power source 210 voltage exceeds a predetermined value, the AC input filter unit 230 to protect the circuit. By generating a predetermined amplitude limit signal to prevent the transmission to the power supply, and supplies to the switches (SW1, SW2) to block the AC power supply 210 from being delivered to the rear end of the AC input filter 230.

상기 AC 전원 입력부(220)에서 AC 전원(210)을 입력받은 AC 입력 필터부(230)는, 충전 장치 내부, 특히 승압형 컨버터부(280)에서 스위칭 시에 발생하여 전체 회로에 영향을 끼치는 고주파 노이즈를 필터링하여 출력한다. 이외에도, 실제 구현시 스위치 회로가 더 추가되는 경우에 그 스위치 회로들의 스위칭 시에 고주파 노이즈가 발생한 것을 필터링 하게 된다. 이것은, 도 2에 도시된 코일들(CL1, L1, L2)의 상호 작용에 의하여 구현된다.The AC input filter unit 230 that receives the AC power source 210 from the AC power source input unit 220 is a high frequency wave generated during switching in the charging device, particularly in the boost type converter unit 280 to affect the entire circuit. Filter out the noise and output it. In addition, when a switch circuit is further added in actual implementation, filtering of high frequency noise occurs when switching the switch circuits. This is implemented by the interaction of the coils CL1, L1, L2 shown in FIG.

상기 AC 입력 필터부(230)에서 출력되는 신호를 받은 탭 변환 변압기(240)는 변압기(CL2)에 의하여 변압하고, 제어부(300)의 탭 변환 신호를 받는 스위치들 (SW3,SW4)에 의하여 선택된 소정의 변압을 출력한다. 여기서, 탭 변환 변압기(240)는, 제어부(300)의 탭 변환 신호에 의한 제어를 받아(Vbat는 배터리 전압,Vinp는 AC 입력 전원의 피크치)를 만족하게 하는 변압을 출력하도록 되어있다.The tap-change transformer 240 receiving the signal output from the AC input filter 230 is transformed by the transformer CL2 and selected by the switches SW3 and SW4 receiving the tap-change signal of the controller 300. A predetermined transformer is output. Here, the tap-changing transformer 240 receives control by the tap-changing signal of the controller 300. (Vbat is the battery voltage, Vinp is the peak value of the AC input power supply).

상기 탭 변환 변압기(240)에서 출력되는 신호를 받은 전파 정류부(250)는 다이오드들(D1~D4)의 작용에 의하여 DC로 정류하여 출력한다. 이때, 정류된 신호는파의 형태를 가지므로, 상기 전파 정류부(250)에서 출력되는 고전압 측 신호를 받은 평활부(260)는 코일(L3)의 작용에 의해 직선형으로 평활하여 출력한다. 상기 전파 정류부(250)에서 출력되는 저전압 측 신호를 받은 전류 감지부(270)는 저항(R1)을 거쳐 후단으로 출력하되 저항(R1)에서 감지된 전류 신호를 제어부(300)로 전달한다.The full wave rectifier 250 receiving the signal output from the tap-changing transformer 240 rectifies and outputs DC to the action of the diodes D1 to D4. At this time, the rectified signal is Since the shape of the wave, the smoothing unit 260 receiving the high voltage side signal output from the full-wave rectifying unit 250 is smoothed and output in a straight line by the action of the coil (L3). The current sensing unit 270 which receives the low voltage side signal output from the full wave rectifying unit 250 outputs to the rear end through the resistor R1, but transfers the current signal sensed by the resistor R1 to the controller 300.

승압형 컨버터부(280)는 상기 평활부(260)에서 고전압 측 신호를 받고, 상기 전류 감지부(270)에서 저전압 측 신호를 받아, 제어부(300)의 승압 제어 신호에 따라 단위 역률을 수행하여 배터리(310) 충전 전류를 출력한다. 여기서, 승압형 컨버터부(280)가 단위 역률을 수행하는 것은 전력 효율을 최대로 하기 위한 것으로서, 이것은 스위치(300)와 다이오드(D5)의 동작에 의하여 이루어지고, 콘덴서(C1)에 의하여는 충전 능력을 향상시키면서, 노이즈를 제거시키게 되어 있다. 이때, 제어부(300)는 상기 AC 전원 입력부(220)에서 받은 AC 전원(210) 전압의 위상과 상기 전류 감지부(270)에서 받은 전류 신호를 받아 처리하여, AC 전원(210) 전압의 위상과 배터리(310)에 출력되는 전류의 위상이 일치하도록 하는 소정의 승압 제어 신호를 생성하여 스위치(300)에 공급함으로써, AC 전원(210) 전압의 위상과 배터리(310)에 출력되는 전류의 위상을 일치 시켜서 단위 역률이 수행되도록 하는 것이다. 여기서, 스위치(300)의 동작에 의하여 승압형 컨버터부(280)의 고전압 측과 저전압 측이 단락 되면, 코일(L3)에서 전류가 소비되면서 전압이 상승하므로 승압이 동시에 이루어진다.The boost converter 280 receives the high voltage signal from the smoothing unit 260, receives the low voltage signal from the current sensing unit 270, and performs a unit power factor according to the boost control signal of the controller 300. The battery 310 outputs a charging current. Here, the step-up converter 280 performs the unit power factor to maximize the power efficiency, which is made by the operation of the switch 300 and the diode D5, the charge by the capacitor (C1) Noise is removed while improving the capability. At this time, the control unit 300 receives and processes the phase of the AC power 210 voltage received from the AC power input unit 220 and the current signal received from the current sensing unit 270, and controls the phase of the AC power 210 voltage. By generating a predetermined boost control signal to match the phase of the current output to the battery 310 and supplying it to the switch 300, the phase of the AC power 210 voltage and the phase of the current output to the battery 310 To match the unit power factor. Here, when the high voltage side and the low voltage side of the boost type converter unit 280 are short-circuited by the operation of the switch 300, the voltage is increased while the current is consumed in the coil L3, so that the voltage is increased simultaneously.

위에서, 제어부(300)가 상기 AC 전원 입력부(220)에서 받은 전압의 위상과 진폭, 및 상기 전류 감지부(270)에서 받은 전류 신호를 처리하여, 상기 진폭 제한 신호, 탭 변환 신호, 및 승압 제어 신호를 생성하여 출력함으로써 이루어진다.In the above, the control unit 300 processes the phase and amplitude of the voltage received from the AC power input unit 220 and the current signal received from the current sensing unit 270 to control the amplitude limit signal, the tap change signal, and the step-up control. By generating and outputting the signal.

이와 같이 발생된 승압형 컨버터부(280)의 DC 출력은, AC 전원(210)이 220Vrms 일 때, 250V~400V 까지 발생되고, DC 출력부(290)는 커넥터 등에 의하여 상기 승압형 컨버터부(280)에서 출력되는 DC 출력을 받아 배터리(310)로 전달한다.The DC output of the boosted converter 280 generated as described above is generated from 250V to 400V when the AC power supply 210 is 220Vrms, and the DC output unit 290 is connected to the boosted converter 280 by a connector or the like. Receives the DC output from the output and delivers to the battery (310).

위에 기술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전 장치는, AC 전원 입력부(220)는 외부에서 입력받은 AC 전원(210)을 AC 입력 필터부(230)로 전달하되 제어부(300)의 진폭 제한 신호에 따라 차단시키며, 전압의 위상과 진폭을 감지하여 제어부(300)에 전달하고, AC 입력 필터부(230)는 충전 장치 내부에서 스위칭 시에 발생하는 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하고, 탭 변환 변압기(240)는 제어부(300)의 탭 변환 신호에 대응하여 선택된 소정의 변압을 출력하고, 전파 정류부(250)는 DC로 변환하여 출력하고, 평활부(260)는 고전압 측 신호를 받아 평활하여 출력하고, 전류 감지부(270)는 저전압 측 신호를 받아 출력하되 전류를 감지하여 제어부(300)로 전달하며, 승압형 컨버터부(280)는 제어부(300)의 승압 제어 신호에 따라 단위 역률을 수행하여 배터리(310)에 충전 전류를 출력함으로써, 전기 자동차의 배터리(310)를 효율적으로 충전시킬 수 있도록 하였다.As described above, in the charging apparatus of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention, the AC power input unit 220 delivers the AC power 210 received from the outside to the AC input filter unit 230, but the controller 300 Blocking according to the amplitude limit signal of), detects the phase and amplitude of the voltage and transmits it to the control unit 300, the AC input filter unit 230 filters and outputs high-frequency noise generated during switching in the charging device , The tap-changing transformer 240 outputs a predetermined transformer voltage selected in response to the tap-changing signal of the controller 300, the full-wave rectifying unit 250 converts the DC into a DC output, and the smoothing unit 260 outputs the high voltage side signal. It receives and smoothes and outputs, and the current sensing unit 270 receives the low voltage side signal and outputs it, and detects a current and transmits it to the control unit 300, and the boost type converter unit 280 according to the step-up control signal of the control unit 300. Unit power factor to By outputting the charging current to 10, it is possible to efficiently charge the battery 310 of the electric vehicle.

본 발명은 다음에 기술되는 청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능하다.The invention is susceptible to various modifications and implementations without departing from the scope of the claims set out below.

이상에서와 같은 본 발명의 실시예에 따라, 충전 장치를 구성하는 수동 소자나 스위칭 소자의 개수가 크게 감소하므로 배터리 충전 장치의 구조가 간단해지며, , 차량에 장착하기 용이하고, 그 부품에 드는 비용이 크게 저감된다.According to the embodiment of the present invention as described above, since the number of passive elements or switching elements constituting the charging device is greatly reduced, the structure of the battery charging device is simplified, easy to mount on the vehicle, The cost is greatly reduced.

그리고, 단상 AC 220Vrms 입력 전원을 받아 배터리의 출력 전압을 DC 250V~400V 까지 광범위하게 동작시킬 수 있는 조건에서도 단위 역률을 제어할 수 있으므로, 전력 손실이 작고, 전력 효율이 매우 높다.In addition, the unit power factor can be controlled even under a condition where a single-phase AC 220Vrms input power can be used to operate the output voltage of the battery in a wide range from 250V to 400V. Therefore, power loss is small and power efficiency is very high.

Claims (3)

충전 장치에 의해 충전 가능한 배터리에서 전력을 공급받아 구동하는 전기 자동차에 있어서,An electric vehicle driven by electric power supplied from a battery that can be charged by a charging device, 외부에서 입력받은 AC 전원을 AC 입력 필터부로 전달하되 제어부의 진폭 제한 신호에 따라 차단 될 수 있고, 전압의 위상과 진폭을 감지하여 제어부에 전달하는 AC 전원 입력부;An AC power input unit configured to transfer the AC power input from the outside to the AC input filter unit, and be cut according to the amplitude limit signal of the controller, and detect the phase and amplitude of the voltage and transmit the AC power to the controller; 상기 AC 전원 입력부에서 AC 전원을 입력받고, 충전 장치 내부에서 스위칭 시에 발생하는 고주파 노이즈를 필터링하여 출력하는 AC 입력 필터부;An AC input filter unit receiving AC power from the AC power input unit and filtering and outputting high frequency noise generated during switching in a charging device; 상기 AC 입력 필터부에서 출력되는 신호를 받아 변압하고, 제어부의 탭 변환 신호에 대응하여 선택한 소정의 변압을 출력하는 탭 변환 변압기;A tap-changing transformer which receives a signal output from the AC input filter unit, transforms the signal, and outputs a predetermined transformer selected in response to the tap-change signal of the controller; 상기 탭 변환 변압기에서 출력되는 신호를 받아 DC로 변환하여 출력하는 전파 정류부;A full wave rectifier for converting the signal output from the tap-changing transformer into DC and outputting the converted signal; 상기 전파 정류부에서 출력되는 고전압 측 신호를 받아 평활하여 출력하는 평활부;A smoothing unit receiving the high voltage signal output from the full wave rectifying unit and smoothing the signal; 상기 전파 정류부에서 출력되는 저전압 측 신호를 받아 출력하되 전류를 감지하여 제어부로 전달하는 전류 감지부;A current sensing unit which receives the low voltage signal output from the full wave rectifying unit and outputs the low voltage side signal to sense and transmit the current to the controller; 상기 평활부에서 고전압 측 신호를 받고, 상기 전류 감지부에서 저전압 측 신호를 받아, 제어부의 승압 제어 신호에 따라 단위 역률을 수행하여 배터리 충전 전류를 출력하는 승압형 컨버터부; 및A boost type converter unit receiving a high voltage side signal from the smoothing unit, a low voltage side signal from the current sensing unit, and performing a unit power factor according to a boost control signal of a controller to output a battery charging current; And 상기 AC 전원 입력부에서 받은 전압의 위상과 진폭, 및 상기 전류 감지부에서 받은 전류 신호를 처리하여, 상기 진폭 제한 신호, 탭 변환 신호, 및 승압 제어 신호를 출력하는 제어부A control unit for processing the phase and amplitude of the voltage received from the AC power input unit and the current signal received from the current sensing unit to output the amplitude limit signal, the tap change signal, and the boost control signal; 를 포함하는 전기 자동차의 충전 장치.Charging device for an electric vehicle comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 승압형 컨버터부는,The boost converter unit, 상기 평활부에서 출력되는 고전압 측과, 상기 전류 감지부에서 출력되는 저전압 측 사이를, 상기 제어부의 승압 제어 신호에 따라 단락 또는 개방시키는 온오프 스위치;An on / off switch for shorting or opening the high voltage side output from the smoothing unit and the low voltage side output from the current sensing unit in accordance with a step-up control signal of the controller; 상기 평활부에서 출력되는 고전압 측과, 상기 전류 감지부에서 출력되는 저전압 측 사이에 역방향으로 연결되어 있는 다이오드; 및A diode connected in a reverse direction between the high voltage side output from the smoothing unit and the low voltage side output from the current sensing unit; And 상기 다이오드와 병렬 연결되어 있는 콘덴서A capacitor connected in parallel with the diode 를 포함하는 전기 자동차의 충전 장치.Charging device for an electric vehicle comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탭 변환 신호는,The tap change signal is, 상기 탭 변환 변압기가(Vbat는 배터리 전압,Vinp는 AC 입력 전원의 피크치)를 만족하게 하는 변압을 출력하도록 제어하는 신호임The tap-changing transformer (Vbat is battery voltage, Vin is peak signal of AC input power) 을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전 장치.Charging apparatus for an electric vehicle, characterized in that.
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