KR20140082457A - 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기충전장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 플러그인 하이브리드 차량 및 전기차량과 같은 모터구동을 포함하는 친환경차량에서 배터리의 운전과 충전시 별개의 모드로 작동됨으로써 충전효율을 향상할 수 있는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치에 관한 것이다.
본 발명은, 메인배터리의 전력을 동력원으로 사용하는 차량의 저전압직류변환장치로서, 메인배터리와 연결되고 충전동작시에만 작동되는 하나 이상의 충전모스펫을 구비하는 OBC전용직류변환장치를 포함하며, 운전시에는 운전모스펫에 의하여 전장부하에 대해 전압을 변환하여 공급하는 운전모드로 작동되고, 충전시에는 상기 OBC전용직류변환장치의 충전모스펫에 의하여 충전계통에 대해 전압을 변환하여 공급하는 충전모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치를 제공한다.

Description

듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치{LOW VOLTAGE DC-DC CONVERTER HAVING DUAL MODE}
본 발명은 전기충전장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 플러그인 하이브리드 차량 및 전기차량과 같은 모터구동을 포함하는 친환경차량에서 배터리의 운전과 충전시 별개의 모드로 작동됨으로써 충전효율을 향상할 수 있는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치에 관한 것이다.
최근 환경오염에 대한 관심이 급증하고 있고 이에 부응하기 위하여 친환경차량(HEV, EV, PHEV)들이 등장하게 된다. 이러한 친환경차량들은 모터 및/또는 엔진이 동력원으로서 작동하며, 모터를 구동하기 위하여 외부전원에 의해 충전되는 배터리를 구비한 차량을 말한다.
일례로 플러그인 하이브리드 차량은 동력원으로서의 내연 기관인 엔진과, 다른 동력원으로서의 모터를 구비한다. 엔진은 연료로서 가솔린 등을 사용하여 가솔린의 연소에 따라서 작동된다. 모터는 배터리에 접속되어 배터리에 충전되는 전력을 이용하여 작동된다. 일반적인 플러그인 하이브리드차량의 구조를 살펴보면, 상기 엔진과 모터는 각각의 출력축이 동력분할기구에 접속되어 있고, 이러한 엔진, 모터, 동력분할기구의 작동은 ECU에 의해 제어된다. 이러한 모터는 배터리에 충전된 전력에 의해 작동되는데, 배터리에는 외부전원으로부터 공급되는 전력이 충전된다. 이때, ECU는 배터리의 전압, 전류 또는 온도 조건에 따라 외부전원으로부터 배터리로 충전되는 동작을 제어한다.
친환경차량에는 저전압직류변환장치(LDC: Low voltage DC-DC Converter)가 구비되는데 고전압 배터리 전원을 변환하여 12V 배터리를 충전하는 기능을 한다.
이러한 플러그인 하이브리드 차량이나 전기차량의 배터리 LDC는 발열 감소와 효율을 위해 2개의 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)을 순차로 턴-온시켜 배터리를 충전하는 동기(Synchronous) 정류 방식을 사용한다.
LDC에 사용되는 MOSFET은 메인배터리의 전압에 의하여 결정되며 여유마진을 고려하여 대략 650V급을 사용하게 된다.
도 1은 이러한 종래기술의 LDC의 작동계통을 나타내는 개념도이다.
LDC(1)는 운전과 충전의 두 가지의 모드로 작동되고, 운전으로 작동되는 경우 메인배터리(2)의 전력을 동력계통 등의 전장부하(3)로 공급하여 차량이 운행할 수 있도록 하며, 충전모드로 작동하는 경우 OBC 및 냉각팬(4)으로 전력을 공급하여 충전과정을 제어하고 발열을 해소하는 역할을 한다. 여기서, OBC는 전력을 동력원으로 사용하는 차량에 탑재되는 충전장치(On Board Charger)를 일컫는다.
이러한 OBC를 통하여 차량을 충전하는 경우 OBC제어전원과 냉각팬(4)에만 전원을 공급해주기 때문에 LDC의 출력전류는 대략 10A수준으로 낮아진다.
그런데, 고전압용 MOSFET을 사용하는 경우 출력전류가 작은 지점(예를 들어 0A~30A)에서 효율이 급격하게 떨어지는 문제를 발생하는데, 이러한 경우 차량의 연비의 저하는 물론 전자파에 대한 성능도 떨어지는 문제를 야기하기도 한다.
따라서, 충전시의 작은 출력전류의 조건에서도 높은 효율로 작동할 수 있는 LDC의 개선이 요청된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전력을 동력원으로 이용하는 친환경차량에서 LDC가 충전모드로 작동될 수 있도록 함으로써 충전효율이 향상되고 연비가 증대될 수 있는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 적정한 출력에 대응하는 구성들을 구비하는 충전전용모드를 구비함으로써 전자파 성능을 개선할 수 있는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치를 제공하고, LDC의 수명을 증대시킬 수 있는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 메인배터리의 전력을 동력원으로 사용하는 차량의 저전압직류변환장치로서, 메인배터리와 연결되고 충전동작시에만 작동되는 하나 이상의 충전모스펫을 구비하는 OBC전용직류변환장치를 포함하며, 운전시에는 운전모스펫에 의하여 전장부하에 대해 전압을 변환하여 공급하는 운전모드로 작동되고, 충전시에는 상기 OBC전용직류변환장치의 충전모스펫에 의하여 충전계통에 대해 전압을 변환하여 공급하는 충전모드로 작동되는 것을 특징으로 하는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치를 제공한다.
상기 충전계통은, OBC 및 냉각팬을 포함하고, 상기 충전모스펫은, 상기 운전모스펫에 비하여 저부하의 효율이 좋은 모스펫으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 운전 또는 충전의 선택에 따라 상기 운전모드와 충전모드를 전환시키는 하나 이상의 절환부를 더 포함하며, 상기 절환부에 의하여 상기 운전모스펫과 충전모스펫의 작동이 절환될 수 있다.
상기 운전모스펫과 충전모스펫은, 상기 메인배터리에서부터 변압기에 연결되는 신호라인의 일부를 공유하며, 상기 절환부는, 제어신호가 입력되는 제어라인에 연결되고 상기 신호라인상에 배치되어 신호라인을 운전모스펫과 충전모스펙으로 선택적으로 연결시킬 수 있다.
상기 운전모스펫은, 제1운전모스펫, 제2운전모스펫, 제3운전모스펫 및 제4운전모스펫으로 이루어지고, 상기 충전모스펫은, 제1충전모스펫, 제2충전모스펫, 제3충전모스펫 및 제4충전모스펫으로 이루어지며, 상기 절환부는, 상기 제1운전모스펫과 제1충전모스펫으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제1절환부, 제2운전모스펫과 제2충전모스펫으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제2절환부, 제3운전모스펫과 제3충전모스펫으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제3절환부 및 제4운전모스펫과 제4충전모스펫으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제4절환부로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치는, 충전모드에서 충전계통으로 OBC전용직류변환장치를 통하여 전력을 공급할 수 있기 때문에 전력의 효율이 향상되고, 이에 따라 연비가 개선되는 효과가 있다.
또한, 충전 전용의 모스펫을 구비하기 때문에 충전모드의 동작시 노이즈의 발생을 최소화할 수 있으며, 출력이 작은 부하에의 사용시 전자파의 성능을 개선할 수 있는 이점이 있고, 듀얼모드의 동작으로 인하여 저전압직류변환장치의 수명이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 LDC의 작동계통을 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명의 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치의 작동계통을 나타내는 개념도.
도 3은 종래기술의 LDC의 충전시의 효율을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치의 충전모드 작동시의 효율을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치의 회로도.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 플러그인 하이브리드 차량 또는 전기차량과 같은 전력을 동력원으로 사용하는 친환경 차량의 충전방식을 제안하는 바, 여기서 충전의 대상이 되는 차량은 반드시 본 발명에서 설명되는 명칭에 한정되는 것은 아니며, 또한 본 발명의 개념은 플러그인 방식으로 충전이 이루어지는 다양한 장치들에 적용될 수 있는 것임에 유의하여야 한다.
또한, LDC는 저전압직류변환장치(The low voltage DC-DC Converter)를 지칭하는 것으로 사용하며, OBC는 완속충전장치 또는 플러그인 하이브리드 차량에 탑재되는 충전장치(On Board Charger)를 의미하는 것으로 사용하도록 한다.
도 2는 본 발명의 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치의 작동계통을 나타내는 개념도이다.
본 발명에 따른 저전압직류변환장치(100)는 기본적으로, 메인배터리(2)와 연결되고 충전동작시에만 작동되는 하나 이상의 충전모스펫을 구비하는 OBC전용직류변환장치(200)를 포함하며, 운전시에는 전장부하(3)에 대해 전압을 변환하여 공급하는 운전모드(110)로 작동되고, 충전시에는 상기 OBC전용직류변환장치(200)에 의하여 충전계통(4)에 전압을 변환하여 공급하는 충전모드(210)로 각각 작동된다.
상기 메인배터리(2)는 전력을 동력원으로 사용하는 차량의 고전압배터리를 의미하는데, 상기한 바와 같이 저전압직류변환장치(100)는 이를 수신하여 전압강하하고, 각 부재에 전력을 공급하여 전기적인 동작이 이루어지도록 한다.
본 발명의 저전압직류변환장치(100)는 OBC전용직류변환장치(200)를 포함하는데, 상기 OBC전용직류변환장치(200)는 후술될 바와 같이 저전압직류변환장치(100)와 일체의 회로로 이루어지되 제어라인에서 소정의 절환부를 통하여 운전모드(110)에서 충전모드(210)로의 절환이 일어나는 경우 독립적으로 작동이 이루어질 수 있다.
이러한 충전모드(210)의 동작을 위한 OBC전용직류변환장치(200)는 후술될 바와 같이 충전 전용의 MOSFET을 구비하게 된다. 이러한 충전 전용의 MOSFET은 운전모드(110)에서 동작되는 MOSFET에 비하여 저부하에서의 효율이 좋은 경우로 이루어질 수 있다.
이러한 저전압직류변환장치(100)는 차량에 구비되는 ECU(Electronic Control Unit)나 HCU(Hydraulic Control Unit)와 같은 통합제어부에 의하여 동작될 수 있는데, 다만 별도의 제어부로서 듀얼모드의 제어가 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기 운전모드(110)는 저전압직류변환장치(100)의 전장부하(3)로의 전력의 공급을 의미하는데, 여기서 전장부하(3)란 전력을 소모하는 엔진이나 전장부품 등을 의미하는데 운전환경에 있어서 전력을 소모하는 경우를 모두 포함한다.
상기 충전계통(4)은 주로 OBC의 제어와 냉각팬의 구동을 포함하며, 충전시의 전력의 부하를 의미한다.
이러한 충전계통(4)의 동작시 전장부하(3)의 동작에서보다 LDC의 출력은 매우 낮아지게 되고, 이에 따라 고전력에 부합하도록 구성되는 MOSFET에 의한 효율이 충전시 급격하게 떨어지게 됨은 상기한 바와 같다.
도 3은 종래기술의 LDC에서의 충전시의 효율을 나타내는 그래프이며, 도 4는 본 발명에 따른 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치의 충전시의 효율을 나타내는 그래프이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 저전압직류변환장치(100)는 OBC전용직류변환장치(200)를 구비하고, 운전모드에서 절환되어 충전모드(210)로의 작동시 충전 전용의 MOSFET이 동작되기 때문에 이원화된 전력사용의 효율이 극대화될 수 있다.
도면의 그래프에서 세로축은 충전효율을 percent(%) 단위로 표현한 것이며, 가로축은 충전의 시간경과를 의미한다. 또한, 가장 하단의 테이블은 충전시의 효율을 수치로 표현한 것이다.
도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 종래기술의 LDC에서는 MOSFET이 고전압전용으로 구비되어 운전과 충전 모두 가동되는데 운전상태에서는 90%이상의 효율을 발휘하나, 충전시에는 OBC로의 제어전원의 공급 및 냉각팬의 전력을 공급하게 되면서 LDC의 효율이 대략 80%이하의 수준으로 형성됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 4는 본 발명의 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치를 나타내는데, 충전모드(210)의 작동시 OBC전용직류변환장치(200)의 충전전용 MOSFET이 가동됨으로써 점선으로 영역이 표시된 충전모드의 작동시 대략 92%이상의 높은 효율을 가지게 됨을 확인할 수 있다.
도 5는 상기한 바와 같은 본 발명의 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치의 회로도이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 하나의 회로를 구성하되 운전모드(110)와 충전모드(210)의 절환이 이루어져 각각에 구비되는 운전용 MOSFET과 충전용 MOSFET이 구분되어 사용됨으로 인하여 충전모드(210)의 절환시 전력효율이 극대화될 수 있게 된다.
본 발명은 기본적으로, 메인배터리(2)와 변압기(10) 사이에 개재되는 하나의 회로로써 구성되고 운전시 작동되는 제1운전모스펫(101), 제2운전모스펫(102), 제3운전모스펫(103) 및 제4운전모스펫(104)을 구비하는데, 상기 운전모스펫(101, 102, 103, 104)들은 메인배터리(2)와 변압기(10)의 사이에서 구동되는데, 일례로써 상기 제1운전모스펫(101)과 제2운전모스펫(102)은 신호라인에서 변압기(10)측에 배치되고 제3운전모스펫(103)과 제4운전모스펫(104)은 메인배터리(2)측에 배치될 수 있다.
상기 각각의 제1운전모스펫(101), 제2운전모스펫(102), 제3운전모스펫(103) 및 제4운전모스펫(104)에 연결되는 신호라인 상에는 각각 운전과 충전의 모드를 절환할 수 있는 절환부를 구비하는데, 구체적으로, 제1운전모스펫(101)으로의 신호의 입력을 단속하는 제1절환부(111)와, 제2운전모스펫(102)으로의 신호의 입력을 단속하는 제2절환부(121)와, 제3운전모스펫(103)으로의 신호의 입력을 단속하는 제3절환부(131)와, 제4운전모스펫(104)으로의 신호의 입력을 단속하는 제4절환부(141)로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 모스펫의 배치는 경우에 따라 다양하게 이루어질 수 있고, 상기 절환부들은 모스펫의 배치에 의하여 적용될 수 있는 것임에 유의하여야 한다.
상기 절환부들은 소정의 제어부(미도시)에 의하여 동작이 이루어지는데, 제어라인에 연결되어 운전 및 충전이 선택되는 제어신호에 따라 운전 전용의 운전모스펫(101, 102, 103, 104)로의 신호라인의 연결을 단속하고, 충전모드의 선택시 충전모스펫(201, 202, 203, 204)으로의 신호라인의 연결이 이루어질 수 있도록 한다.
따라서, 상기 운전모스펫(101, 102, 103, 104)으로의 신호라인에서 분기되는 신호라인이 구비되고 이에 대해 상기 충전모스펫(201, 202, 203, 204)이 연결되며, 상기 절환부(111, 121, 131, 141)들은 제어부에서의 선택신호에 따라 운전모스펫(101, 102, 103, 104)과 충전모스펫(201, 202, 203, 204)의 작동을 선택하게 된다.
따라서, 상기 운전모스펫(101, 102, 103, 104)과 충전모스펫(201, 202, 203, 204)은 하나의 회로를 통하여 이루어지고 메인배터리(2)와 변압기(10) 사이의 일부의 신호라인을 공유한다.
또한, 상기 운전모스펫(101, 102, 103, 104)은 내압이 높아 평균효율이 좋은 모스펫으로 구성되고, 충전모스펫(201, 202, 203, 204)들은 충전모드에서의 내압이 낮고 저부하의 효율이 좋은 모스펫으로 구성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치는, 충전모드에서 충전계통(4)으로 OBC전용직류변환장치(200)를 통하여 전력을 공급할 수 있기 때문에 전력의 효율이 향상되고 이는 연비의 향상을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 충전 전용의 모스펫을 구비하기 때문에 충전모드의 동작시 노이즈의 발생을 최소화할 수 있으며 출력이 작은 부하에의 사용시 전자파의 성능을 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 듀얼모드의 동작으로 인하여 저전압직류변환장치(100)의 수명을 현저하게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
여기서, 상기 결재신호의 수신여부를 판단하는 단계(S400)와, AC전원의 공급여부를 판단하는 단계(S500)에서 신호의 수신의 지연이 발생하는 경우에는 충전이 이루어지지 않는 상태로 판단하여 제어기의 작동을 종료하는 단계(S420, S520)를 거치게 된다.
따라서, 상기된 각각의 판단하는 단계(S400, S500)에서 소정 신호의 미수신 상태로 설정된 시간의 도과여부를 판단하는 단계(S410, S510)이 더 이루어질 수 있고, 이러한 설정된 시간의 도과가 이루어진 것으로 판단되면 제어기의 작동을 종료(S420, S520)하여 불필요한 보조배터리의 방전을 방지할 수 있게 되는 것이다.
구체적으로, 충전기의 제어기가 동작(S300)된 이후에, EVSE에 의한 사용자의 결재에 따른 소정의 CP PWM신호를 수신하지 못하는 경우에는 결재가 이루어지지 않은 것으로 보고, 결재신호 미수신의 판단(S410)에서 완속충전기의 제어기가 동작된 이후에 도과되는 시간(t)과 소정의 결재신호 미수신 설정시간(t1)을 비교하여 상기 시간이 도과된 것으로 판단(t>t1)된 경우에는 제어기의 작동을 종료(S420)하게 되는 것이다.
또한, 결재신호의 수신이 이루어진 것으로 판단(S400)되더라도, 2차적으로 대기상태의 지연을 방지할 필요성이 존재하는바, 이러한 개념에 따라 AC전원공급여부의 판단(S500)이 추가적으로 이루어질 수 있다. 이러한 AC전원의 공급개시는 완속충전의 준비가 완료된 것으로 이해될 수 있다.
여기서 AC전원이 미공급되는 상태로 설정된 시간(t2)를 도과한 것으로 판단(t>t2)되면, 마찬가지로 제어기의 작동을 종료(S520)하여 보조배터리의 방전을 방지하게 된다.
이러한 복수의 판단과정을 통하여 완속충전이 개시되지 않은 상태에서 제어기의 무의미한 동작의 시간지연을 방지할 수 있고 이는 플러그인 하이브리드 차랴량에 있어서 가동시간의 확보를 의미하게 된다.
또한, 상기와 같은 판단(S400, S500)의 조건들을 만족하게 되면 충전이 이루어질 수 있는 상태가 된다.
한편, 상기 AC전원의 공급판단(S500)이 이루어진 이후에 추가적으로, 타제어기의 동작을 판단(S600)하는 단계를 더 거칠 수 있는데, 여기서 타제어기의 동작은 완속충전기가 충전상태 제어될 수 있음 즉, 전력의 수신준비 상태가 되었음을 의미한다. 구체적으로, 제어기는 AC전원의 공급을 확인하면 타제어기의 동작을 요청함으로써 완속충전기가 작동될 수 있도록 제어하게 된다.
따라서, 상기 타제어기가 동작되지 않는 것으로 판단되면, 상기와 마찬가지로 지연시간을 판단하게 되는데, 타제어기 미동작의 설정시간(t3)과의 비교를 통하여 시간이 지연된 것으로 판단(t>t3)되면 마찬가지로 제어기의 동작을 종료(S60)할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명의 개념에 따른 플러그인 하이브리드 차량 및 전기차량의 충전제어방법에 따라, 결재신호, AC공급신호 및 타제어기의 동작여부에 대한 판단을 하고 이에 대한 각각의 지연시간을 판단하여 완속충전기의 작동을 제어함으로써 불필요한 보조배터리의 사용에 의한 방전을 방지하고 각 단계별 설정시간(t1, t2, t3)의 조절에 따라 완속충전의 대기 전략을 다양하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
도 2는 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 차량 및 전기차량의 충전제어방법에서 결재신호 미수신시의 제어기의 작동을 나타내는 도면이다.
여기서 가로축은 우측으로 갈수록 시간이 경과되었음을 나타낸다.
초기 EVSE의 출력전압은 12V로 설정될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
CP신호(20)의 관점에서, 케이블의 연결(S100)이 이루어지는 시점(a)에서 CP신호에서 전압이 강하됨을 확인할 수 있다.
이와 같이 CP신호의 감지가 이루어지고 제어기가 동작(S300)되면 OBC가 준비된 상태(30)임을 의미하게 되는데, 여기서 CP신호의 감지후 소정의 시간이 경과되어 소정의 시점(b)이 될 때까지 결재가 이루어지지 않은 것으로 판단되면 제어기의 작동을 중지(S420)하게 된다.
이러한 개념에 따라 타제어기(60)의 동작 역시 이루어지지 않음을 확인할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 플러그인 하이브리드 차량 및 전기차량의 충전제어방법에서 충전과정에서의 신호의 변화들을 나타내는 도면이다.
도 2의 경우와 마찬가지로 CP신호(20)의 관점에서, 케이블의 연결(S100)이 이루어지는 시점(a)에서 CP신호에서 전압이 강하됨을 확인할 수 있다.
CP신호(20)의 감지가 이루어지고 소정 시간이 경과되어 제어기가 동작(S300)되면 OBC가 준비된 상태(30)로 되고, EVSE에서 결재신호를 수신(S400)하는 시점(c)이 경과되면 CP신호(20)가 구형파로 변경이 이루어진다.
여기서, 제어기의 동작(S300) 이후 AC전원(50)의 공급(S500)이 이루어지며, 타제어기(60)가 동작되면서 완속충전이 개시될 수 있는 것이다.
상기된 결제신호의 수신판단(S400), AC전원의 공급감지판단(S500) 및 타제어기의 동작판단(S600)은 반드시 본 발명의 설명에 한하는 것은 아니며 선택에 따라 각 단계가 취사되어 조합될 수도 있다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
2...메인배터리 3...전장부하
4...충전계통 10...변압기
100...저전압직류변환장치 200..OBC전용직류변환장치
101...제1운전모스펫 102...제2운전모스펫
103...제3운전모스펫 104...제4운전모스펫
111...제1절환부 121...제2절환부
131...제3절환부 141...제4절환부
201...제1충전모스펫 202...제2충전모스펫
203...제3충전모스펫 204...제4충전모스펫

Claims (5)

  1. 메인배터리의 전력을 동력원으로 사용하는 차량의 저전압직류변환장치로서,
    메인배터리(2)와 연결되고 충전동작시에만 작동되는 하나 이상의 충전모스펫을 구비하는 OBC전용직류변환장치(200);를 포함하며,
    운전시에는 운전모스펫에 의하여 전장부하(3)에 대해 전압을 변환하여 공급하는 운전모드(110)로 작동되고, 충전시에는 상기 OBC전용직류변환장치(200)의 충전모스펫에 의하여 충전계통(4)에 대해 전압을 변환하여 공급하는 충전모드(210)로 작동되는 것을 특징으로 하는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전계통은, OBC 및 냉각팬을 포함하고,
    상기 충전모스펫은, 상기 운전모스펫에 비하여 저부하의 효율이 좋은 모스펫으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치.
  3. 제1항에 있어서,
    운전 또는 충전의 선택에 따라 상기 운전모드(110)와 충전모드(210)를 전환시키는 하나 이상의 절환부;를 더 포함하며,
    상기 절환부에 의하여 상기 운전모스펫과 충전모스펫의 작동이 절환되는 것을 특징으로 하는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 운전모스펫과 충전모스펫은, 상기 메인배터리(2)에서부터 변압기(10)에 연결되는 신호라인의 일부를 공유하며,
    상기 절환부는, 제어신호가 입력되는 제어라인에 연결되고 상기 신호라인상에 배치되어 신호라인을 운전모스펫과 충전모스펙으로 선택적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 운전모스펫은, 제1운전모스펫(101), 제2운전모스펫(102), 제3운전모스펫(103) 및 제4운전모스펫(104)으로 이루어지고,
    상기 충전모스펫은, 제1충전모스펫(201), 제2충전모스펫(202), 제3충전모스펫(203) 및 제4충전모스펫(204)으로 이루어지며,
    상기 절환부는, 상기 제1운전모스펫(101)과 제1충전모스펫(201)으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제1절환부(111), 제2운전모스펫(102)과 제2충전모스펫(202)으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제2절환부(121), 제3운전모스펫(103)과 제3충전모스펫(203)으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제3절환부(141), 및 제4운전모스펫(104)과 제4충전모스펫(204)으로 연결되는 신호라인 상에 배치되는 제4절환부(141)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼모드를 구비하는 저전압직류변환장치.
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