KR20160140299A - A charger with battery diagnosis function and control method thereof - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a charger having a battery diagnosis function and a driving method thereof. The charger having the battery diagnosis function, which is connected between an input power source for supplying an input voltage and a battery for charging the battery with the input voltage, includes: a full bridge circuit connected to the input power source and including first to fourth switches; a transformer including a primary side winding and a secondary side winding, in which the primary side winding is connected to the full bridge circuit for converting the input voltage received through the full bridge circuit and transmitting the converted input voltage to the secondary side winding; and a rectifier circuit including a fifth switch and a sixth switch, and connected between the secondary side winding and the battery for rectifying the voltage transmitted through the transformer to charge the battery, or transmitting power in both directions to diagnose a lifespan of the battery.

Description

배터리 진단 기능을 갖는 충전기 및 그 구동방법{A CHARGER WITH BATTERY DIAGNOSIS FUNCTION AND CONTROL METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a charger having a battery diagnosis function,

본 발명은 배터리 진단 기능을 갖는 충전기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리의 수명 및 이상 상태를 진단할 수 있는 충전기 및 그 제어방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charger having a battery diagnostic function and a control method thereof, and more particularly to a charger capable of diagnosing the life and abnormal state of a battery and a control method thereof.

일반적으로 배터리는 화학적 에너지를 전기적으로 바꿔주는 방전과, 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꿔주는 충전의 사이클을 거친다. 가장 보편적인 배터리는 갈바니 전지의 응용인 납축전지로서 진한 황산 수용액에 납(Pb)과 이산화납(PbO2)의 전극으로 구성되어 있으며, 오랜 기간 충전 및 방전 사이클을 거치는 동안 내부 활물질의 변화 및 자가 방전을 포함한 여러 가지 형태 노화현상으로 인해 배터리의 수명이 단축된다.Generally, a battery goes through a cycle of discharging electricity, which changes the chemical energy electrically, and charging, which converts the electrical energy into chemical energy. The most common battery is a lead-acid battery, which is an application of galvanic cells. It consists of lead (Pb) and lead dioxide (PbO2) electrodes in a concentrated sulfuric acid aqueous solution. During long charging and discharging cycles, And various types of aging phenomena, including battery life, are shortened.

한편, 상술한 배터리는 충전기를 통해 주기적으로 전력을 충전한다. 이러한 충전기는 일반적으로 배터리의 충전 기능 외에 배터리의 상태를 진단할 수 있는 기능을 구비하지 않는다. 이에 따라, 사용자가 배터리 이용 시 배터리의 수명을 알 수 없어 갑작스럽게 배터리의 수명이 다하는 것에 의해 발생하는 시스템의 동작 불능 상태나 고장 징조 등을 사전에 감지할 수 없어 시스템의 신뢰성이 낮아지게 된다.On the other hand, the above-described battery charges the electric power periodically through the charger. Such a charger generally does not have a function of diagnosing the condition of the battery in addition to the charging function of the battery. Accordingly, when the user uses the battery, the lifetime of the battery can not be known. Therefore, the reliability of the system can not be deteriorated because the life of the battery suddenly reaches the end of the life of the battery.

이에 따라, 배터리 충전 시 배터리의 수명을 진단하여 사용자에게 알리는 충전기에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.Accordingly, studies on a charger that diagnoses the life of the battery and informs the user when the battery is charged are being actively researched.

대표적으로는, 배터리의 쿨롱 계수를 이용하여 배터리의 최대 허용 용량을 산출하고, 배터리 수명을 진단하는 방법, 배터리 모델의 파라미터 변경에 기초하여 배터리 수명을 진단하는 방법 등이 있다.Typically, there is a method of calculating the maximum permissible capacity of the battery using the coulomb coefficient of the battery, a method of diagnosing battery life, and a method of diagnosing battery life based on a parameter change of the battery model.

그러나, 위와 같은 방법들은 배터리 수명 진단 알고리즘이 복잡하며 그 정확도 또한 떨어진다는 단점이 있다.However, these methods have a drawback in that the battery life diagnosis algorithm is complicated and the accuracy thereof is also lowered.

본 발명의 일측면은 양방향 전력 전달이 가능한 충전기를 이용하여 배터리에 섭동 전압을 인가하고, 섭동 전압에 따른 응답 전류에 기초하여 배터리 수명을 진단하는 간단한 배터리 진단 알고리즘을 갖는 충전기 및 그 구동방법을 제공한다.One aspect of the present invention provides a charger having a simple battery diagnosis algorithm for applying a perturbation voltage to a battery using a charger capable of bi-directional power transfer and diagnosing battery life based on a response current according to a perturbation voltage, and a driving method thereof do.

본 발명의 일측면은 입력 전압을 공급하는 입력 전원과 배터리 사이에 연결되어, 상기 입력 전압을 상기 배터리에 충전시키는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기에 있어서, 상기 입력 전원과 연결되고, 제1 스위치 내지 제4 스위치를 포함하는 풀 브릿지 회로; 일차측 권선과 이차측 권선을 포함하고, 상기 일차측 권선은 상기 풀 브릿지 회로와 연결되어, 상기 풀 브릿지 회로를 통해 전달받은 상기 입력 전압을 변환하여 상기 이차측 권선으로 전달하는 변압기; 및 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고, 상기 이차측 권선과 상기 배터리 사이에 연결되어, 상기 변압기를 통해 전달받은 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키거나, 상기 배터리의 수명을 진단할 수 있도록 양방향으로 전력을 전달하는 정류 회로를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a charger having a battery diagnosis function connected between an input power source for supplying an input voltage and a battery, and charging the input voltage to the battery, the charger being connected to the input power source, A full bridge circuit including four switches; A primary side winding and a secondary side winding, the primary side winding being connected to the full bridge circuit to convert the input voltage received through the full bridge circuit and transfer the converted input voltage to the secondary side winding; And a fifth switch and a sixth switch connected between the secondary side winding and the battery so as to rectify the voltage transferred through the transformer to charge the battery or to diagnose the life of the battery And a rectifying circuit for transmitting electric power in both directions.

한편, 상기 입력 전압으로 배터리를 충전시키거나, 상기 배터리의 수명을 진단하기 위한 섭동 전압을 인가할 수 있도록 상기 제1 스위치 내지 상기 제6 스위치를 제어하고, 상기 섭동 전압에 따라 상기 배터리로부터 출력되는 응답 전류에 기초하여 상기 배터리의 수명을 진단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The first switch and the sixth switch may be controlled to charge the battery with the input voltage or to apply a perturbation voltage to diagnose the life of the battery, And a controller for diagnosing the lifetime of the battery based on the response current.

또한, 상기 풀 브릿지 회로는, 병렬로 연결된 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고, 상기 제1 레그 상에는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 마련되고, 상기 제2 레그 상에는 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치가 마련될 수 있다.Further, the full bridge circuit may include a first leg and a second leg connected in parallel, the first switch and the second switch are provided on the first leg, and the third switch and the second switch are provided on the second leg, And the fourth switch may be provided.

또한, 상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치는, 각각 기생 커패시터 및 바디 다이오드가 병렬로 연결될 수 있다.The first switch and the fourth switch may be connected in parallel with a parasitic capacitor and a body diode, respectively.

또한, 상기 변압기는, 상기 이차측 권선에 탭이 구비될 수 있다.In addition, the transformer may be provided with a tab on the secondary side winding.

또한, 상기 이차측 권선에 구비된 상기 탭과 연결되는 평활 회로를 더 포함할 수 있다.The secondary winding may further include a smoothing circuit connected to the tab of the secondary side winding.

또한, 상기 정류 회로는, 상기 이차측 권선의 일단과 연결되는 상기 제6 스위치 및 상기 일차측 권선의 타단과 연결되는 상기 제5 스위치를 포함할 수 있다.The rectifier circuit may include the sixth switch connected to one end of the secondary side winding and the fifth switch connected to the other end of the primary side winding.

또한, 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치는, 각각 기생 커패시터 및 바디 다이오드가 병렬로 연결될 수 있다.The fifth switch and the sixth switch may be connected in parallel with a parasitic capacitor and a body diode, respectively.

또한, 상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치는, 영전압 스위칭(ZVS:zero voltage switching)에 의해 턴 온 될 수 있다.In addition, the first switch to the fourth switch may be turned on by zero voltage switching (ZVS).

한편, 본 발명의 다른 측면은, 입력 전원을 공급받고, 제1 스위치 내지 제4 스위치를 포함하는 풀 브릿지 회로와, 일차측 권선과 이차측 권선을 포함하고, 상기 일차측 권선은 상기 풀 브릿지 회로와 연결되어, 상기 풀 브릿지 회로를 통해 전달받은 상기 입력 전압을 변환하여 상기 이차측 권선으로 전달하는 변압기와 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고, 상기 이차측 권선과 연결되어, 상기 변압기를 통해 전달받은 전압을 정류하여 배터리를 충전시키는 정류 회로를 포함하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 구동방법에 있어서, 상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 변압기로 상기 입력 전원을 전달하고, 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 입력 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키며, 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 배터리로 섭동 전압을 인가하고, 상기 배터리로부터 출력되는 응답 전류에 기초하여 상기 배터리의 수명을 진단한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a full bridge circuit comprising: a full bridge circuit that is supplied with input power and includes first to fourth switches; a primary winding and a secondary winding; And a fifth switch and a sixth switch connected to the secondary side winding, for converting the input voltage received through the full bridge circuit and transmitting the converted input voltage to the secondary side winding, and connected to the secondary side winding, And a rectifying circuit for rectifying the received voltage to charge the battery. The method of claim 1, further comprising the steps of: And rectifying the input voltage according to a turn-on or a turn-off operation of the fifth switch and the sixth switch, And when the charging of the battery is completed, a perturbation voltage is applied to the battery, and the service life of the battery is diagnosed based on a response current output from the battery.

한편, 상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 변압기로 상기 입력 전원을 전달하는 것은, 상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치의 턴 온 시 영전압 스위칭(ZVS:zero voltage switching)으로 동작하여 상기 변압기로 상기 입력 전원을 전달하는 것일 수 있다.Meanwhile, the transmission of the input power to the transformer in accordance with the turn-on or turn-off operation of the first switch to the fourth switch may include switching the ZVS: zero voltage switching to transmit the input power to the transformer.

또한, 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 입력 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키는 것은, 상기 풀 브릿지 회로는 병렬로 연결된 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고, 상기 제5 스위치는 상기 이차측 권선의 타단과 연결되고, 상기 제6 스위치는 상기 이차측 권선의 일단과 연결되며, 상기 제1 레그의 상측에 마련되는 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 레그의 하측에 마련되는 상기 제4 스위치가 턴 온 되면, 상기 제5 스위치도 턴 온 동작하고, 상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치가 모두 턴 오프 되면, 상기 제5 스위치도 턴 오프 동작하며, 상기 제1 레그의 하측에 마련되는 상기 제2 스위치 또는 상기 제2 레그의 상측에 마련되는 상기 제3 스위치가 턴 온 되면, 상기 제6 스위치도 턴 온 동작하고, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 모두 턴 오프 되면, 상기 제6 스위치도 턴 오프 동작하여 상기 입력 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키는 것일 수 있다.Also, charging the battery by rectifying the input voltage according to a turn-on or a turn-off operation of the fifth switch and the sixth switch includes the first and second legs connected in parallel And the fifth switch is connected to the other end of the secondary side winding, the sixth switch is connected to one end of the secondary side winding, and the first switch or the second leg provided on the upper side of the first leg, When the fourth switch provided on the lower side of the first switch is turned on, the fifth switch also turns on, and when the first switch and the fourth switch are all turned off, the fifth switch also turns off, When the second switch provided on the lower side of the first leg or the third switch provided on the upper side of the second leg is turned on, the sixth switch also turns on, When the third switch group are both turned off, may be by the turn-off operation is also the sixth switch for charging the battery by rectifying the input voltage.

또한, 상기 제1 스위치 내지 상기 제6 스위치는, 각각 기생 커패시터 및 바디 다이오드가 병렬로 연결될 수 있다.The first switch to the sixth switch may be connected in parallel with a parasitic capacitor and a body diode, respectively.

또한, 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 양방향으로 전력이 전달되는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, power may be transmitted in both directions in accordance with the turn-on or turn-off operation of the fifth switch and the sixth switch.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 양방향 전력 전달이 가능한 충전기를 이용함으로써, 배터리에 섭동 전압을 인가하고, 섭동 전압에 따른 응답 전류에 기초하여 배터리 수명을 진단하는 알고리즘으로 간단하고 정확하게 배터리의 수명을 진단할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, an algorithm for diagnosing battery life based on a response current according to a perturbation voltage by applying a perturbation voltage to a battery by using a charger capable of bi-directional power transfer, Can be diagnosed.

또한, 충전기에 포함되는 복수의 스위치를 영전압 스위칭(ZVS:zero voltage switching)에 의해 동작시킴으로써 스위치 손실의 감소에 따른 충전기 전체 손실을 감소시킬 수 있다.Further, by operating a plurality of switches included in the charger by zero voltage switching (ZVS), it is possible to reduce the total loss of the charger due to the reduction of the switch loss.

또한, 충전기에 포함되는 정류 회로에서 동기 정류를 수행함으로써, 전도 손실을 감소시킬 수 있다.In addition, conduction loss can be reduced by performing synchronous rectification in the rectifier circuit included in the charger.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 제1 동작 모드 내지 제7 동작 모드에서 각 소자에 흐르는 전류 또는 각 소자에 걸리는 전압에 대한 그래프이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 기능을 갖능 충전기의 제1 동작 모드 내지 제7 동작 모드를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기의 정전류/정전압(CC/CV) 충전을 위한 제어 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 등가회로를 도시한 도면이다.1 is a schematic circuit diagram of a charger having a battery diagnostic function according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing currents flowing through the respective devices or voltages applied to the devices in the first to seventh modes of operation of the charger having the battery diagnosis function according to the embodiment of the present invention.
3 to 9 are schematic circuit diagrams for explaining the first to seventh modes of operation of the battery charger according to the embodiment of the present invention.
10 is a control block diagram for constant current / constant voltage (CC / CV) charging of a charger according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing an equivalent circuit of a battery according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 개략적인 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram of a charger having a battery diagnostic function according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 진단 기능을 갖는 충전기(이하, 충전기)(200)는 입력 전원(100)과 배터리(300) 사이에 연결되며, 풀 브릿지 회로(210), 변압기(220), 정류 회로(230) 및 평활 회로(240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a charger 200 having a battery diagnostic function according to an embodiment of the present invention is connected between an input power source 100 and a battery 300, and includes a full bridge circuit 210, A transformer 220, a rectifier circuit 230, and a smoothing circuit 240. [

본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(200)는 정전류/정전압(CC/CV) 충전 방식을 사용하여 배터리(300)를 충전할 수 있으며, 임피던스 분광법(EIS:Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 통해 배터리(300)의 수명을 진단할 수 있다.The charger 200 according to an embodiment of the present invention can charge the battery 300 using a constant current / constant voltage (CC / CV) charging method and can charge the battery 300 through an impedance spectroscopy (EIS: Electrochemical Impedance Spectroscopy) ) Can be diagnosed.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(200)는 대용량의 배터리(300), 일예로, 3kW 납/산 타입의 베터리(300) 셀의 충전이 가능하다. 배터리(300)는 내부 저항(Rb) 및 내부 커패시터(Cb)를 가지며, 상술한 배터리 타입 외에 모든 타입의 배터리가 본 발명의 실시예에 적용될 수 있다. In particular, the charger 200 according to an embodiment of the present invention is capable of charging a large capacity battery 300, for example, a 3 kW lead / acid type battery 300 cell. The battery 300 has an internal resistance R b and an internal capacitor C b . In addition to the above-described battery type, all types of batteries can be applied to the embodiment of the present invention.

풀 브릿지 회로(210)는 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)를 포함하며, 입력 전원(100)과 연결되어 입력 전원(100)으로부터 공급받는 입력 전압(Vs)을 변압기(220)로 전달할 수 있다. The full bridge circuit 210 includes a plurality of switches S 1 , S 2 , S 3 and S 4 and is connected to the input power supply 100 to supply the input voltage V s To the transformer 220.

구체적으로는, 풀 브릿지 회로(210)는 병렬로 연결된 제1 레그(210-1) 및 제2 레그(210-2)를 포함할 수 있다. 제1 레그(210-1)의 상측(high side)에는 제1 스위치(S1)가 마련되고, 제1 레그(210-1)의 하측(low side)에는 제2 스위치(S2)가 마련될 수 있다. 그리고, 제2 레그(210-2)의 상측(high side)에는 제3 스위치(S3)가 마련되고, 제2 레그(210-2)의 하측(low side)에는 제4 스위치(S4)가 마련될 수 있다. In particular, the full bridge circuit 210 may include a first leg 210-1 and a second leg 210-2 connected in parallel. A first switch S 1 is provided on the high side of the first leg 210-1 and a second switch S 2 is provided on the low side of the first leg 210-1 . The third switch S 3 is provided on the high side of the second leg 210-2 and the fourth switch S 4 is provided on the low side of the second leg 210-2. May be provided.

이때, 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)는 BJT, JFET, MOSFET 등으로 마련될 수 있으며, 이하의 설명에서는 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)가 MOSFET 스위치로 마련된 것을 예로 들어 설명한다. 또한, 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)에는 각각 제1 바디 다이오드(DS1) 내지 제4 바디 다이오드(DS4)와 제1 기생 커패시터(CS1) 내지 제4 기생 커패시터(CS4)가 병렬로 연결되어 부가될 수 있다. 일예로, 제1 스위치(S1)의 드레인 단자는 제1 바디 다이오드(DS1)의 캐소드 및 제1 기생 커패시터(CS1)의 일단과 연결되고, 제1 스위치(S2)의 소스 단자는 제1 바디 다이오드(DS1)의 애노드 및 제1 기생 커패시터(CS1)의 타단과 연결될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 제2 스위치(S2) 내지 제4 스위치(S4) 또한 제2 바디 다이오드(DS2) 내지 제4 바디 다이오드(DS4)와 제2 기생 커패시터(CS2) 내지 제4 기생 커패시터(CS4)가 병렬 연결될 수 있다. At this time, the plurality of switches (S 1, S 2, S 3, S 4) is a BJT, JFET, may be provided with a MOSFET or the like, in the following description, a plurality of switches (S 1, S 2, S 3, S 4 ) Is provided as a MOSFET switch. Further, the plurality of switches (S 1, S 2, S 3, S 4) are respectively a first body diode (D S1) to a fourth body diode (D S4) of the first parasitic capacitor (C S1) to a fourth parasitic And the capacitor C S4 may be connected in parallel. For example, the drain terminal of the first switch S 1 is connected to the cathode of the first body diode D S1 and one end of the first parasitic capacitor C S1 , and the source terminal of the first switch S 2 May be connected to the anode of the first body diode (D S1 ) and the other end of the first parasitic capacitor (C S1 ). In this manner, the second switch (S 2) to the fourth switch (S 4) In addition, the second body diode (D S2) to the fourth body diode (D S4) and a second parasitic capacitor (C S2) to the fourth The parasitic capacitor C S4 may be connected in parallel.

변압기(220)는 일차측 권선(Np) 및 이차측 권선(Ns)을 포함하며, 풀 브릿지 회로(210)와 정류 회로(230) 사이에 연결되어 변압기 턴비(n:1:1)에 따른 전압 변환을 수행할 수 있다. 이때, 변압기(220)는 절연형 변압기로써, 풀 브리지 회로(210)와 정류 회로(230)를 절연시킬 수 있다.The transformer 220 includes a primary side winding N p and a secondary side winding N s and is connected between the full bridge circuit 210 and the rectification circuit 230 and connected to the transformer turn ratio n 1: Can be performed. At this time, the transformer 220 is an insulated transformer, and can isolate the full bridge circuit 210 and the rectifier circuit 230 from each other.

구체적으로는, 일차측 권선(Np)은 이차측 권선(Ns)과 자화 결합되며, 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2) 사이의 제1 접점(①)과 제3 스위치(S3)와 제4 스위치(S4)사이의 제2 접점(②)을 연결하는 입력 전압선(215) 상에 마련될 수 있다. Specifically, the primary winding N p is magnetically coupled to the secondary winding N s , and the first contact (1) between the first switch (S 1 ) and the second switch (S 2 ) May be provided on the input voltage line 215 connecting the second contact (2) between the switch S 3 and the fourth switch S 4 .

이차측 권선(Ns)은 일차측 권선(Np)과 자화 결합되며, 정류 회로(230)와 연결되는 출력 전압선(235) 상에 마련될 수 있다. 이때, 이차측 권선(Ns)은 변압기(220)의 출력을 분할할 수 있도록 탭(222)이 구비되어, 이차측 권선(Ns)은 제1 이차측 권선(NS1)과 제2 이차측 권선(NS2)으로 분할될 수 있다. The secondary winding N s may be magnetically coupled to the primary winding N p and may be provided on the output voltage line 235 connected to the rectifying circuit 230. In this case, the secondary-side winding (N s) is provided with tab 222 to split the output of the transformer 220, the secondary-side winding (N s), the first secondary side winding (N S1) and the second secondary And the side winding N S2 .

정류 회로(230)는 제5 스위치(S5), 제6 스위치(S6)를 포함하며, 변압기(220)의 출력을 정류하여 평활 회로(240)로 전달할 수 있다.The rectifier circuit 230 includes a fifth switch S 5 and a sixth switch S 6 and can rectify the output of the transformer 220 and transmit the rectified output to the smoothing circuit 240.

구체적으로는, 정류 회로(230)는 변압기(220)의 이차측 권선(Ns)의 일단과 연결되는 제1 출력 전압선(235-1) 상에 제6 스위치(S6)가 마련되고, 이차측 권선(Ns)의 타단과 연결되는 제2 출력 전압선(235-2) 상에 제5 스위치(S5)가 마련될 수 있다. 즉, 제6 스위치(S6)의 일단은 이차측 권선(Ns)의 일단과 연결되고, 제5 스위치(S5)의 일단은 이차측 권선(Ns)의 타단과 연결되며, 제5 스위치(S6) 및 제5 스위치(S5)의 타단은 제3 접점(③)에 연결될 수 있다.Specifically, rectifying circuit 230 is provided a sixth switch (S 6) on the first output voltage line (235-1) which is connected to one end of the secondary side winding of the transformer (220) (N s), the secondary side winding (N s), there may be provided a fifth switch (s 5) of the other on the second output voltage line (235-2) connected to end. That is, one end of the sixth switch S 6 is connected to one end of the secondary side winding N s , one end of the fifth switch S 5 is connected to the other end of the secondary side winding N s , switch (S 6) and the other terminal of the fifth switch (S 5) may be connected to the third contact (③).

이때, 제5 스위치(S5) 및 제6 스위치(S6)은 BJT, JFET, MOSFET 등으로 마련될 수 있으며, 이하의 설명에서는 제5 스위치(S5) 및 제6 스위치(S6)가 MOSFET 스위치로 마련된 것을 예로 들어 설명한다. 또한, 제5 스위치(S5) 및 제6 스위치(S6)에는 각각 제5 바디 다이오드(DS5) 및 제6 바디 다이오드(DS6)와 제5 기생 커패시터(CS5) 및 제6 기생 커패시터(CS6)가 병렬로 연결되어 부가될 수 있다.In this case, the fifth switch S 5 and the sixth switch S 6 may be formed of a BJT, a JFET, a MOSFET, and the like. In the following description, the fifth switch S 5 and the sixth switch S 6 MOSFET switch is provided as an example. The fifth switch S 5 and the sixth switch S 6 are respectively connected to the fifth body diode D S5 and the sixth body diode D S6 and the fifth parasitic capacitor C S5 and the sixth parasitic capacitor C S5 , (C S6 ) may be connected in parallel.

평활 회로(240)는 출력 인덕터(241) 및 출력 커패시터(242)를 포함할 수 있으며, 정류 회로(230)에 의해 정류된 출력 전압을 평활하여 배터리(300)로 출력할 수 있다.The smoothing circuit 240 may include an output inductor 241 and an output capacitor 242. The smoothing circuit 240 may smooth the output voltage rectified by the rectifying circuit 230 and output the smoothed output voltage to the battery 300. [

구체적으로는, 출력 인덕터(241)의 일단은 이차측 권선(Ns)의 탭(222)과 연결되고, 타단은 출력 커패시터(242)의 일단과 연결될 수 있으며, 출력 커패시터(242)의 타단은 제3 접점(③)과 연결될 수 있다. 그리고, 출력 커패시터(242)는 배터리(300)과 병렬 연결될 수 있다.More specifically, one end of the output inductor 241 may be connected to the tab 222 of the secondary side winding N s , the other end may be connected to one end of the output capacitor 242, and the other end of the output capacitor 242 may be connected to And may be connected to the third contact point (3). The output capacitor 242 may be connected to the battery 300 in parallel.

이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(200)는 변압기(220)를 통해 입력 전원(100)으로부터 공급되는 입력 전압(Vs)을 변환하여 배터리(300)를 충전시킬 수 있다. The charger 200 according to an embodiment of the present invention can charge the battery 300 by converting the input voltage V s supplied from the input power source 100 through the transformer 220.

여기에서, 변압기(220)의 일차측은 풀 브릿지 회로(210)와 연결되어, 풀 브릿지 회로(210)에 포함되는 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)의 스위칭 동작에 따라 입력 전원(100)으로부터 입력 전압(Vs)을 전달받을 수 있다. 이때, 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4)는 디지털 신호 프로세서와 같은 별도의 제어부(미도시)에 의해 PWM 제어될 수 있으며, 변압기(220)의 누설 인덕턴스(Llk) 및 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4) 각각에 부가된 제1 기생 커패시터(CS1) 내지 제4 기생 커패시터(CS4)에 의해 공진 루프(Resonant loop)를 형성하여 영전압 스위칭(ZVS:Zero voltage switching) 방식으로 턴 온 될 수 있다. Here, the primary side of the transformer 220 is connected to the full bridge circuit 210 and is connected to the full bridge circuit 210 in accordance with the switching operation of the plurality of switches S 1 , S 2 , S 3 , and S 4 included in the full bridge circuit 210 And receives the input voltage V s from the input power supply 100. The plurality of switches S 1 , S 2 , S 3 and S 4 may be PWM-controlled by a separate control unit (not shown) such as a digital signal processor and the leakage inductance L 1k of the transformer 220, And a first parasitic capacitor C S1 to a fourth parasitic capacitor C S4 added to each of the plurality of switches S 1 , S 2 , S 3 and S 4 to form a resonant loop, And can be turned on by a zero voltage switching (ZVS) method.

또한, 변압기(220)의 이차측은 정류 회로(230) 및 평활 회로(240)와 연결되어, 전파 정류 방식으로 변압기(220)의 일차측으로부터 전달받은 전압을 정류하여 배터리(300)를 충전시킬 수 있다. 이때, 정류 회로(230)에는 복수의 스위치(S5, S6)가 마련되어 양방향 전력 전달이 가능하며, 이에 따라, 임피던스 분광법(EIS:Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 통해 배터리(300)의 수명을 진단할 수 있다. 이때, 정류 회로(230)의 복수의 스위치(S5, S6) 또한 디지털 신호 프로세서와 같은 별도의 제어부(미도시)에 의해 PWM 제어될 수 있다.The secondary side of the transformer 220 is connected to the rectifying circuit 230 and the smoothing circuit 240 so that the voltage received from the primary side of the transformer 220 is rectified by the full- have. At this time, the rectifying circuit 230 is provided with a plurality of switches S 5 and S 6 to enable bidirectional power transmission. Thus, the lifetime of the battery 300 can be diagnosed through an impedance spectroscopy (EIS: Electrochemical Impedance Spectroscopy) . At this time, the plurality of switches S 5 and S 6 of the rectifying circuit 230 may also be PWM-controlled by a separate control unit (not shown) such as a digital signal processor.

디지털 신호 프로세서와 같은 별도의 제어부는 충전기(200)회로 내부 또는 외부에 마련되며, 충전기(200) 회로 내부의 각 소자들과 전기적으로 연결되어 스위칭을 위한 소프트웨어(또는 애플리케이션)에 의해 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4, S5, S6)의 턴 온 또는 턴 오프 동작을 제어할 수 있다.A separate control unit such as a digital signal processor is provided inside or outside the charger 200 and is electrically connected to the respective elements in the charger 200 circuit so as to be controlled by software (or application) S 1, S 2, S 3 , S 4, S 5, it is possible to control the turn-on or turn-off operations of S 6).

즉, 제어부는 입력 전압(Vs)으로 배터리(300)를 충전시키거나, 배터리(300)의 수명을 진단하기 위한 섭동 전압을 인가할 수 있도록 제1 스위치(S1) 내지 제6 스위치(S6)를 제어하고, 섭동 전압에 따라 배터리(300)로부터 출력되는 응답 전류에 기초하여 배터리(300)의 수명을 진단할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 후술하도록 한다.That is, the control unit controls the first to sixth switches S 1 to S 6 so as to charge the battery 300 with the input voltage V s or to apply a perturbation voltage to diagnose the life of the battery 300 6 ) and diagnose the life of the battery 300 based on the response current output from the battery 300 according to the perturbation voltage. A detailed description thereof will be given later.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(200)의 구체적인 구동방법에 대하여 설명할 수 있다.Hereinafter, a specific driving method of the charger 200 according to an embodiment of the present invention can be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기의 제1 동작 모드 내지 제7 동작 모드에서 각 소자에 흐르는 전류 또는 각 소자에 걸리는 전압에 대한 그래프이고, 도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치의 제1 동작 모드 내지 제7 동작 모드를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.FIG. 2 is a graph of a current flowing through each element or a voltage applied to each element in the first to seventh modes of operation of the charger according to an embodiment of the present invention, and FIGS. And is a schematic circuit diagram for explaining the first to seventh modes of operation of the switch according to the example.

먼저, 도 2를 참조하면, 제1 스위치(S1) 내지 제6 스위치(S6)는 위상 천이 PWM 제어될 수 있다. 이때, 제1 스위치(S1) 내지 제6 스위치(S6)는 디지털 신호 프로세서와 같은 별도의 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다.First, referring to FIG. 2, the first to sixth switches S 1 to S 6 may be phase-shift PWM controlled. At this time, the first switch S 1 to the sixth switch S 6 may be controlled by a separate control unit (not shown) such as a digital signal processor.

또한, 제5 스위치(S5)는 제1 스위치(S1) 또는 제4 스위치(S4)의 턴 온 시 턴 온 제어되고, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)가 모두 턴 오프 시 턴 오프 제어될 수 있다. The fifth switch S 5 is turned on when the first switch S 1 or the fourth switch S 4 is turned on and the first switch S 1 and the fourth switch S 4 are turned on Off can be controlled at turn-off time.

또한, 제6 스위치(S6)는 제2 스위치(S2) 또는 제3 스위치(S3)의 턴 온 시 항상 턴 온 제어되고, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)가 모두 턴 오프 시 턴 오프 제어될 수 있다.In addition, a sixth switch (S 6) is a second switch (S 2) or 3 is turned on when the control is always turn-on of the switch (S 3), the second switch (S 2) and the third switch (S 3) Off can be controlled at turn-off time.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 동작 모드[t1~t2]에서는 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)는 턴 온 상태이고, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)은 턴 오프 상태이며, 따라서, 제5 스위치(S5)는 턴 온, 제6 스위치(S6)는 턴 오프 상태일 수 있다.2 and 3, in the first operation mode [t 1 to t 2 ], the first switch S 1 and the fourth switch S 4 are turned on and the second switch S 2 and The third switch S 3 is in the turned off state and therefore the fifth switch S 5 may be turned on and the sixth switch S 6 may be turned off.

제1 동작 모드에서 변압기(220)의 일차측 전류(Ipri)는 변압기(220) 일차측의 전체 인덕턴스 값에 따라 증가할 수 있다.In the first mode of operation, the primary side current I pri of the transformer 220 may increase in accordance with the total inductance value of the primary side of the transformer 220.

또한, 변압기(220) 이차측은 제5 스위치(S5)의 턴 온에 따라 일차측 권선(Np)으로부터 제2 이차측 권선(Ns2)으로 변환된 전압이 유도될 수 있다. Further, on the secondary side of the transformer 220, the voltage converted from the primary side winding N p to the second secondary side winding N s2 may be induced as the fifth switch S 5 is turned on.

이후, 도 2 및 도 4를 참조하면, 제2 동작 모드[t2~t3]에서는 제1 스위치(S1)는 턴 온 상태를 유지하고, 제4 스위치(S4)는 t2에서 턴 오프 되며, 제2 스위치(S2) 및 제3 스위치(S3)은 턴 오프 상태를 유지하고, 따라서, 제5 스위치(S5)는 턴 온, 제6 스위치(S6)는 턴 오프 상태를 유지할 수 있다.2 and 4, in the second operation mode [t 2 to t 3 ], the first switch S 1 maintains the turn-on state and the fourth switch S 4 turns on at t 2 The fifth switch S 5 is turned on and the sixth switch S 6 is turned off so that the second switch S 2 and the third switch S 3 are turned off, Lt; / RTI >

제2 동작 모드에서 변압기(220) 일차측은 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4)와 각각 공진 루프를 형성하여, 누설 인덕턴스(Llk)에 의해 제4 스위치(S4)에 병렬 연결된 제4 기생 커패시터(CS4)는 충전될 수 있으며, 제3 스위치(S3)에 병렬 연결된 제3 기생 커패시터(CS3)는 방전될 수 있다. In the second operation mode, the primary side of the transformer 220 forms a resonance loop with the third switch S 3 and the fourth switch S 4 , respectively, so that the leakage inductance L lk is applied to the fourth switch S 4 The fourth parasitic capacitor C S4 connected in parallel can be charged and the third parasitic capacitor C S3 connected in parallel to the third switch S 3 can be discharged.

이후, 도 2 및 도 5를 참조하면, 제3 동작 모드[t3~t4]에서는 제1 스위치(S1)는 턴 온 상태를 유지하고, 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4) 또한 턴 오프 상태를 유지하고, 따라서, 제5 스위치(S5)는 턴 온, 제6 스위치(S6)는 턴 오프 상태를 유지할 수 있다. 2 and 5, in the third operation mode [t 3 to t 4 ], the first switch S 1 maintains the turn-on state and the second switch S 2 , the third switch S 3 and the fourth switch S 4 are also kept in the turned off state so that the fifth switch S 5 can be turned on and the sixth switch S 6 can be kept turned off.

제3 동작 모드에서, 제3 스위치(S3)에 병렬 연결된 제3 기생 커패시터(CS3)가 완전히 방전되면, 제3 스위치(S3)에 병렬 연결된 제3 바디 다이오드(DS3)가 도통되고 이에 따라 제1 스위치(S1) 및 제3 바디 다이오드(DS3)를 따라 변압기(220)의 일차측 전류(Ipri)가 환류할 수 있다.In the third operation mode, when the third parasitic capacitor C S3 connected in parallel to the third switch S 3 is completely discharged, the third body diode D S3 connected in parallel to the third switch S 3 is turned on Accordingly, the primary-side current I pri of the transformer 220 can flow back along the first switch S 1 and the third body diode D S3 .

이때, 제3 바디 다이오드(DS3)의 도통 시간은 추가적인 손실을 경감시키기 위해 최소화 되어야 한다.At this time, the conduction time of the third body diode (D S3 ) must be minimized in order to reduce the additional loss.

이후, 도 2 및 6을 참조하면, 제4 동작 모드[t4~t5]에서는 제1 스위치(S1)는 턴 온 상태를 유지하고, 제2 스위치(S2) 및 제4 스위치(S4) 또한 턴 오프 상태를 유지하며, 제3 스위치(S3)는 t4에서 턴 온 될 수 있다. 따라서, 제5 스위치(S5)는 턴 온 상태를 유지하고, 제6 스위치(S6) 또한 턴 온 될 수 있다. 2 and 6, in the fourth operation mode [t 4 to t 5 ], the first switch S 1 maintains the turn-on state and the second switch S 2 and the fourth switch S 4 ) also maintains the turn-off state, and the third switch S 3 can be turned on at t 4 . Therefore, the fifth switch S 5 can be kept turned on, and the sixth switch S 6 can also be turned on.

제4 동작 모드에서, 제3 스위치(S3)의 전압은 “0”이므로, 제3 스위치(S3)는 t4에서 영전압 스위칭(ZVS)으로 동작하여 턴 온 될 수 있다. 이에 따라, 변압기(220)의 일차측 전류(Ipri)는 제3 스위치(S3) 및 제1 스위치(S1)를 따라 환류할 수 있다.In the fourth operation mode, since the voltage of the third switch S 3 is "0", the third switch S 3 operates at zero voltage switching (ZVS) at t 4 and can be turned on. Accordingly, the primary current I pri of the transformer 220 can flow back along the third switch S 3 and the first switch S 1 .

이때, 환류 경로 상의 기생 저항값에 따른 전압 손실과 일차측 권선(Np)에 반영되는 부하 전류의 감소에 따라 변압기(220)의 일차측 전류(Ipri)는 천천히 감소할 수 있다.At this time, the primary side current (I pri ) of the transformer 220 can be gradually decreased according to the voltage loss depending on the parasitic resistance value on the return path and the decrease in the load current reflected on the primary winding N p .

또한, 변압기(220) 이차측의 출력 인덕턴스(L)는 변압기(220) 일차측의 누설 인덕턴스(Llk)보다 큰 값을 가지므로, 변압기(220) 이차측 전류(IL)는 변압기(220) 일차측 전류(Ipri)보다 느린 속도로 변할 수 있다. Since the output inductance L on the secondary side of the transformer 220 is larger than the leakage inductance L lk on the primary side of the transformer 220, the secondary side current I L of the transformer 220 is connected to the transformer 220 ) ≪ / RTI > primary side current I pri .

따라서, 변압기(220) 자속의 균형을 맞추기 위해, 제6 스위치(S6)에는 아래의 수학식 1에 따른 전류가 흐를 수 있다.Therefore, to balance the transformer 220, the magnetic flux, and the sixth can has to flow a current corresponding to the equation (1) below the switch (S 6).

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, IL은 출력 인덕터(241)로 흐르는 전류를 의미하고, IDS5는 제5 스위치(S5)로 흐르는 전류, IDS6은 제6 스위치(S6)로 흐르는 전류를 의미한다.In Equation 1, I L denotes a current flowing to the output inductor 241, I DS5 denotes a current flowing to the fifth switch S 5 , and I DS6 denotes a current flowing to the sixth switch S 6 .

이후, 도 2 및 도 7을 참조하면, 제5 동작 모드[t5~t6]에서는 제1 스위치(S1)는 t5에서 턴 오프 되며, 제2 스위치(S2) 및 제4 스위치(S4)는 턴 오프 상태를 유지하고, 제3 스위치(S3)는 턴 온 상태를 유지하며, 따라서, 제5 스위치(S5)는 턴 오프 되고, 제6 스위치(S6)는 턴 온 상태를 유지할 수 있다.2 and 7, in the fifth operation mode [t 5 to t 6 ], the first switch S 1 is turned off at t 5 , and the second switch S 2 and the fourth switch S 4) maintains a turn-off state, and the third switch (S 3) maintains a turn-on state, therefore, the fifth switch (S 5) is turned off, the sixth switch (S 6) are turned on State can be maintained.

제5 동작 모드에서 변압기(220) 일차측은 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)와 각각 공진 루프를 형성하여, 누설 인덕턴스(Llk)에 의해 제1 스위치(S1)에 병렬 연결된 제1 기생 커패시터(CS1)는 충전될 수 있으며, 제2 스위치(S2)에 병렬 연결된 제2 기생 커패시터(CS2)는 방전될 수 있다. In the fifth mode of operation, the primary side of the transformer 220 forms a resonant loop with the first switch S 1 and the second switch S2 , respectively, so that the first switch S 1 is connected in parallel to the first switch S 1 by the leakage inductance L 1k . The connected first parasitic capacitor C S1 may be charged and the second parasitic capacitor C S2 connected in parallel to the second switch S 2 may be discharged.

이때, 변압기(220) 일차측 전류(Ipri)는 아래의 수학식 2에 따라 감소할 수 있다.At this time, the primary current I pri of the transformer 220 may be decreased according to the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 2에서, △I/△t 는 시간에 따른 변압기(220) 일차측 전류(Ipri)의 변화량을 의미하고, Vs는 입력 전압, Vc2는 제2 기생 커패시터(Cs2)의 전압, Llk는 누설 인덕턴스를 의미한다.In Equation (2),? I /? T denotes a change amount of the primary side current I pri of the transformer 220 with respect to time, V s is the input voltage, V c2 is the voltage of the second parasitic capacitor C s2 , L lk is the leakage inductance.

또한, 변압기(220) 이차측은 제5 스위치(S5)의 턴 오프에 따라 제5 스위치(S5)에 병렬 연결된 제5 바디 다이오드(DS5)가 도통되며, 따라서, 상기 수학식 1에 따라 제5 스위치(S5)에 흐르는 전류(IDS5)는 감소하고, 제6 스위치(S6)에 흐르는 전류(IDS6)는 증가할 수 있다.Further, on the secondary side of the transformer 220, the fifth body diode D S5 connected in parallel with the fifth switch S 5 is turned on according to the turn-off of the fifth switch S 5 , The current I DS5 flowing through the fifth switch S 5 decreases and the current I DS6 flowing through the sixth switch S 6 can increase.

이후, 도 2 및 도 8을 참조하면, 제6 동작 모드[t6~t7]에서는 제1 스위치(S1) 내지 제6 스위치(S6)는 제5 동작 모드와 동일한 상태를 유지할 수 있다. 2 and 8, in the sixth operation mode [t 6 to t 7 ], the first switch S 1 to the sixth switch S 6 can maintain the same state as the fifth operation mode .

제6 동작 모드에서, 제2 스위치(S3)에 병렬 연결된 제2 기생 커패시터(CS2)가 완전히 방전되면, 제2 스위치(S2)에 병렬 연결된 제2 바디 다이오드(DS2)가 도통되고 이에 따라 제3 스위치(S3) 및 제2 바디 다이오드(DS2)를 따라 변압기(220)의 일차측 전류(Ipri)가 환류할 수 있다.In the sixth operation mode, when the second parasitic capacitor C S2 connected in parallel to the second switch S 3 is completely discharged, the second body diode D S2 connected in parallel to the second switch S 2 is turned on Accordingly, the primary side current I pri of the transformer 220 can flow back along the third switch S 3 and the second body diode D S2 .

이때, 제2 바디 다이오드(DS2)의 도통 시간 또한 추가적인 손실을 경감시키기 위해 최소화 되어야 한다.At this time, the conduction time of the second body diode (D S2 ) must also be minimized in order to alleviate additional losses.

이후, 도 2 및 도 9를 참조하면, 제7 동작 모드[t7~t8]에서는 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)는 턴 오프 상태를 유지하고, 제3 스위치(S3)는 턴 온 상태를 유지하며, 제2 스위치(S2)는 t7에서 턴 온 될 수 있다. 2 and 9, in the seventh operation mode [t 7 to t 8 ], the first switch S 1 and the fourth switch S 4 are kept in the turned off state, and the third switch S 3 ) maintains the turn-on state, and the second switch S 2 can be turned on at t 7 .

제7 동작 모드에서, 제2 스위치(S2)의 전압은 “0”이므로, 제2 스위치(S2)는 t7에서 영전압 스위칭(ZVS)으로 동작하여 턴 온 될 수 있다. 이에 따라, 변압기(220)의 일차측 전류(Ipri)의 방향이 바뀔 수 있다.In the seventh operation mode, since the voltage of the second switch S 2 is "0", the second switch S 2 operates at zero voltage switching (ZVS) at t 7 and can be turned on. Accordingly, the direction of the primary current I pri of the transformer 220 can be changed.

또한, 변압기(220) 이차측은 제5 스위치(S5)에 흐르는 전류(IDS5)가 “0”이 됨에 따라, 제5 바디 다이오드(DS5)는 차단될 수 있다.Further, on the secondary side of the transformer 220, as the current I DS5 flowing through the fifth switch S 5 becomes "0", the fifth body diode D S5 can be cut off.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(200)는 이와 같이 동작하여 정전류/정전압(CC/CV) 충전 방식을 통해 배터리(300)를 충전시킬 수 있으며, 이때, 아래의 표 1과 같은 사양의 입력 전원(100) 및 충전기(200)를 이용하여 배터리(300)를 충전시키는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.The charger 200 according to an embodiment of the present invention operates in this manner to charge the battery 300 through a constant current / constant voltage (CC / CV) charging method. At this time, It is preferable to charge the battery 300 using the power source 100 and the charger 200, but the present invention is not limited thereto.

Figure pat00003
Figure pat00003

한편, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기의 정전류/정전압(CC/CV) 충전을 위한 제어 블록도이다.10 is a control block diagram for constant current / constant voltage (CC / CV) charging of a charger according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(200)는 이중 루프 제어를 통해 정전류/정전압(CC/CV) 충전 방식으로 배터리(300)를 충전시킬 수 있다.Referring to FIG. 10, the charger 200 according to an exemplary embodiment of the present invention can charge the battery 300 using a constant current / constant voltage (CC / CV) charging method through dual loop control.

정전류/정전압(CC/CV) 충전 방식은 일정한 전류로 충전을 하여 배터리(300) 전압이 일정 수치에 도달하면, 정전압으로 충전하면서 충전 전류가 서서히 줄어들어 미세전류가 될 때 완전 충전으로 되는 충전 방식이다.The constant current / constant voltage (CC / CV) charging method is a charging method in which, when the voltage of the battery 300 reaches a predetermined value, the battery 300 is charged with a constant current and the charging current is gradually reduced while being charged to a constant voltage. .

따라서, 정전류/정전압(CC/CV) 충전을 위한 이중 루프는 정전압 모드(CV mode) 제어를 위한 전압 루프(10)와 정전류 모드(CC mode) 제어를 위한 전류 루프(20)로 구성될 수 있다. Thus, the dual loop for constant current / constant voltage (CC / CV) charging can consist of a voltage loop 10 for CV mode control and a current loop 20 for CC mode control .

한편, 출력 인덕터(241)를 통해 배터리(300)로 출력되는 전류의 전달함수는 아래의 수학식 3과 같다.The transfer function of the current output to the battery 300 through the output inductor 241 is expressed by Equation (3) below.

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 3에서, Gid는 전류의 전달함수(Control-to-output voltage transfer function)를 의미하고, n은 변압기(220) 턴비, Vs는 입력 전압을 의미하고, L은 출력 인덕터(241)의 인덕턴스, C는 출력 커패시터(242)의 커패시턴스, s는 라플라스(Laplace) 변수를 의미한다. 또한, Rd는 Rd=4n2Llkfs 를 만족하는 값이고, Zb=Rb+1/(sCb)를 만족하는 값이며, 여기서, n은 변압기(220) 턴비, Llk는 누설 인덕턴스, fs는 스위칭 주파수, Rb는 배터리(300) 저항, Cb는 배터리(300) 커패시턴스를 의미한다.In Equation 3, G id denotes a control-to-output voltage transfer function, n denotes a transformer 220 turn ratio, V s denotes an input voltage, L denotes an output inductor 241, C is the capacitance of the output capacitor 242, and s is the Laplace variable. In addition, R d is Rd = 4n 2 is a value satisfying L lk f s, is the value that satisfies the Z b = R b + 1 / (sC b), where, n is the transformer 220 turns ratio, L lk is The leakage inductance, f s is the switching frequency, R b is the resistance of the battery 300, and C b is the capacitance of the battery 300.

또한, 배터리(300)의 출력 전압의 전달함수는 아래의 수학식 4와 같다.The transfer function of the output voltage of the battery 300 is expressed by Equation (4) below.

Figure pat00005
Figure pat00005

수학식 4에서, Gvd는 전압의 전달함수(Control-to-output voltage transfer function)를 의미하고, n은 변압기(220) 턴비, Vs는 입력 전압을 의미하고, L은 출력 인덕터(241)의 인덕턴스, C는 출력 커패시터(242)의 커패시턴스 s는 라플라스(Laplace) 변수를 의미한다. 또한, Rd는 Rd=4n2Llkfs 를 만족하는 값이고, Zb=Rb+1/(sCb)를 만족하는 값이며, 여기서, n은 변압기(220) 턴비, Llk는 누설 인덕턴스, fs는 스위칭 주파수, Rb는 배터리(300) 저항, Cb는 배터리(300) 커패시턴스를 의미한다. In Equation (4), G vd denotes a control-to-output voltage transfer function, n denotes a transformer 220 turn ratio, V s denotes an input voltage, L denotes an output inductor 241, C is the capacitance of the output capacitor 242, and s is the Laplace variable. In addition, R d is Rd = 4n 2 is a value satisfying L lk f s, is the value that satisfies the Z b = R b + 1 / (sC b), where, n is the transformer 220 turns ratio, L lk is The leakage inductance, f s is the switching frequency, R b is the resistance of the battery 300, and C b is the capacitance of the battery 300.

수학식 3의 관점에서, 전류 루프(20)의 대역폭은 일예로, 표 1의 스위칭 주파수의 1/20인 3kHz가 선택될 수 있으며, 전압 루프(10)의 대역폭은, 일예로, 전류 루프(20)의 대역폭의 1/10인 300Hz가 선택될 수 있다.From the viewpoint of Equation (3), for example, the bandwidth of the current loop 20 can be selected to be 3 kHz, which is 1/20 of the switching frequency in Table 1, and the bandwidth of the voltage loop 10, 20) can be selected.

이에 따라, 표 1과 같은 한정에 의해 수학식 3을 이용하여 산출한 전류 루프(20)의 전달 함수는 아래의 수학식 5와 같이 설정될 수 있으며, 수학식 4를 이용하여 산출한 전압 루프(10)의 전달 함수는 아래의 수학식 6과 같이 설정될 수 있다.Accordingly, the transfer function of the current loop 20 calculated using Equation (3) by the limitations shown in Table 1 can be set as shown in Equation (5) below, and the voltage loop 10) can be set as shown in Equation (6) below.

다만, 아래의 수학식 5 및 6은 일예를 나타낸 것이며, 본 발명의 실시예를 제한하는 것은 아니다.However, the following equations (5) and (6) are illustrative and do not limit the embodiments of the present invention.

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

수학식 5 및 6에서, Gic(z)는 전류 루프(20)의 전달 함수(Discrete transfer function of current PI controller for CC/CV charge)를 의미하고, Gvc _ CCCV(z)는 전압 루프(10)의 전달함수(Discrete transfer function of voltage PI controller for CC/CV charge)를 의미한다.In equation (5) and 6, G ic (z) is the transfer function means (Discrete transfer function of current PI controller for CC / CV charge), and G vc _ CCCV (z) of the current loop 20 includes a voltage loop ( 10) transfer function of the PI controller for CC / CV charge.

본 발명의 일 실시예에 따른 충전기(200)는 이와 같은 이중 루프 제어에 따라 디지털 신호 프로세서와 같은 별도의 제어부(미도시)에서 충전기(200)를 제어하여 정전류/정전압(CC/CV) 충전 방식으로 배터리(300)를 충전시킬 수 있다.The charger 200 according to an embodiment of the present invention controls the charger 200 in a separate control unit (not shown) such as a digital signal processor according to the double loop control to perform a constant current / constant voltage (CC / CV) So that the battery 300 can be charged.

한편, 표 1과 같은 사양의 입력 전원(100), 충전기(200) 및 배터리(300)인 경우, 정전류/정전압(CC/CV) 충전 방식으로 배터리(300)의 충전이 완료되면, 휴지 시간이 주어질 수 있다. 이때, 디지털 신호 프로세서와 같은 별도의 제어부(미도시)에서는 임피던스 분광법(EIS)을 수행하기 위해, 아래의 수학식 7과 같이 충전기(200)의 개방 회로 전압(Voc)에 사인파 형태의 전압을 가산하여 섭동 전압을 생성하고 배터리(300)로 인가할 수 있다. On the other hand, in the case of the input power source 100, the charger 200, and the battery 300 having the specifications as shown in Table 1, when the charging of the battery 300 is completed by the constant current / constant voltage (CC / Can be given. At this time, in order to perform impedance spectroscopy (EIS) in a separate control unit (not shown) such as a digital signal processor, a voltage of a sinusoidal waveform is applied to the open circuit voltage (V oc ) of the charger 200 as shown in Equation (7) So that a perturbation voltage can be generated and applied to the battery 300.

Figure pat00008
Figure pat00008

수학식 7에서, V는 섭동 전압을 의미하고, Voc는 충전기(200)의 개방 회로 전압, △V는 출력 리플 전압(Output voltage ripple)을 의미하며, Vm은 섭동 전압의 피크값(peak value of voltage perturbation)을 의미한다.In Equation 7, V denotes the perturbation voltage, V oc denotes the open circuit voltage of the charger 200, ΔV denotes the output voltage ripple, V m denotes the peak value of the perturbation voltage (peak value of voltage perturbation.

이와 같이, 충전기(200)는 디지털 프로세서와 같은 별도의 제어부의 제어에 따라 배터리(300)로 섭동 전압을 인가하여, 아래의 수학식 8과 같은 배터리(300)의 전류 응답 출력을 유도할 수 있다.In this way, the charger 200 can apply a perturbation voltage to the battery 300 under the control of a separate controller such as a digital processor to derive the current response output of the battery 300 as shown in Equation (8) below .

Figure pat00009
Figure pat00009

수학식 8에서, △I는 응답 전류를 의미하고, φ 는 응답 전류와 섭동 전압의 위상 각(Phase angle between current response and voltage perturbation)을 의미하며, Im은 응답 전류의 피크값(peak value of current response)을 의미한다. In Equation (8),? I denotes the response current,? Denotes the phase angle between the response current and the perturbation voltage, I m denotes the peak value of the response current current response.

이때, 섭동 전압과 응답 전류에 따라 배터리(300)의 임피던스는 아래의 수학식 9와 같이 산출할 수 있다.At this time, the impedance of the battery 300 can be calculated according to the following equation (9) according to the perturbation voltage and the response current.

Figure pat00010
Figure pat00010

수학식 9에서, Z(ω)는 배터리(300)의 임피던스를 의미하고, Vm은 섭동 전압의 피크값(peak value of voltage perturbation)을 의미한다. 또한, Im은 응답 전류의 피크값(peak value of current response)을 의미하고, φ 는 응답 전류와 섭동 전압의 위상 각(Phase angle between current response and voltage perturbation)을 의미한다.In Equation 9, Z (ω) means the mean impedance of the battery (300), V m is the peak value of the perturbation voltage (peak value of voltage perturbation). In addition, I m denotes the peak value of the current response, and φ denotes the phase angle between the response current and the perturbation voltage.

수학식 9에 따르면, 배터리(300)의 임피던스는 주파수에 따른 파라미터인 것을 확인할 수 있다. 즉, 배터리(300)의 임피던스는 실수부와 허수부, 또는 계수와 위상으로 특징될 수 있다. According to Equation (9), it can be confirmed that the impedance of the battery 300 is a frequency-dependent parameter. That is, the impedance of the battery 300 may be characterized by a real part and an imaginary part, or a coefficient and a phase.

따라서, 배터리(300)의 임피던스 측정이 진행되는 동안 섭동 전압이 왜곡되지 않도록 하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 0.1Hz ~ 1kHz 사이에서 배터리(300)의 임피던스가 측정되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.Therefore, in order to prevent the perturbation voltage from being distorted during the impedance measurement of the battery 300, the impedance of the battery 300 is preferably measured between 0.1 Hz and 1 kHz in the embodiment of the present invention. However, no.

이후, 충전기(200)는 배터리(300)의 임피던스를 이용하여 배터리(300)의 등가 회로를 생성하면, 아래의 수학식 10에 따라 배터리(300)의 수명을 진단할 수 있다.Then, the charger 200 can use the impedance of the battery 300 to generate an equivalent circuit of the battery 300, thereby diagnosing the life of the battery 300 according to Equation (10).

Figure pat00011
Figure pat00011

수학식 10에서, SOHarbitrary 는 임의의 배터리(300)의 수명(State-Of-Health of an arbitrary battery)을 의미하고, Rs selected 는 시험중인 배터리의 옴 저항(The ohmic resistance of the battery at the test), Rs aged 는 수명이 다 된 배터리의 옴 저항(The ohmic resistance of the aged battery), Rs fresh는 새 배터리의 옴 저항(The ohmic resistance of the fresh battery)를 의미한다.In Equation (10), the SOH arbitrary means the lifetime (State-Of-Health of an arbitrary battery) of the battery 300, and R s selected indicates the ohmic resistance of the battery test, R s aged is the ohmic resistance of the aged battery, and R s fresh is the ohmic resistance of the fresh battery.

즉, 충전기(200)는 배터리(300)의 응답 전류에 따라 임피던스 스펙트럼을 산출하고, 산출된 임피던스 스펙트럼에 따른 배터리(300)의 등가회로 모델을 선정할 수 있다. 여기에서, 등가회로 모델은 공지된 랜들 등가 회로에 의해 모델링될 수 있다.That is, the charger 200 can calculate the impedance spectrum according to the response current of the battery 300, and select the equivalent circuit model of the battery 300 according to the calculated impedance spectrum. Here, the equivalent circuit model can be modeled by a known LAN-equivalent circuit.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 등가회로를 도시한 도면이다.11 is a view showing an equivalent circuit of a battery according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 배터리(300)의 등가회로는 2개의 저항(Rs, Rct)와 1개의 커패시터(Cdl)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 11, an equivalent circuit of the battery 300 may include two resistors R s and R ct and one capacitor C dl .

이후, 충전기(200)는 공지된 복소 비선형 최소 자승 피팅법을 사용하여 배터리(300)의 등가회로로부터 임피던스 파라미터를 산출하고, 배터리(300)의 임피던스 파라미터를 상기 수학식 10에 적용하여 배터리(300)의 수명을 진단할 수 있다.Thereafter, the charger 200 calculates the impedance parameter from the equivalent circuit of the battery 300 using the known complex nonlinear least-squares fitting method, and applies the impedance parameter of the battery 300 to Equation (10) ) Can be diagnosed.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

100: 입력 전원
200: 충전기
210: 풀 브릿지 회로
220: 변압기
230: 정류 회로
240: 평활 회로
300: 배터리100: Input power
200: Charger
210: full bridge circuit
220: Transformer
230: rectifier circuit
240: Smoothing circuit
300: Battery

Claims (14)

입력 전압을 공급하는 입력 전원과 배터리 사이에 연결되어, 상기 입력 전압을 상기 배터리에 충전시키는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기에 있어서,
상기 입력 전원과 연결되고, 제1 스위치 내지 제4 스위치를 포함하는 풀 브릿지 회로;
일차측 권선과 이차측 권선을 포함하고, 상기 일차측 권선은 상기 풀 브릿지 회로와 연결되어, 상기 풀 브릿지 회로를 통해 전달받은 상기 입력 전압을 변환하여 상기 이차측 권선으로 전달하는 변압기; 및
제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고, 상기 이차측 권선과 상기 배터리 사이에 연결되어, 상기 변압기를 통해 전달받은 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키거나, 상기 배터리의 수명을 진단할 수 있도록 양방향으로 전력을 전달하는 정류 회로를 포함하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.A charger having a battery diagnostic function connected between an input power source for supplying an input voltage and a battery and charging the input voltage into the battery,
A full bridge circuit coupled to the input power supply and including first to fourth switches;
A primary side winding and a secondary side winding, the primary side winding being connected to the full bridge circuit to convert the input voltage received through the full bridge circuit and transfer the converted input voltage to the secondary side winding; And
And a sixth switch connected between the secondary side winding and the battery so as to rectify the voltage transferred through the transformer to charge the battery or to diagnose the life of the battery, And a rectifier circuit for transmitting power to the battery. 제1항에 있어서,
상기 입력 전압으로 배터리를 충전시키거나, 상기 배터리의 수명을 진단하기 위한 섭동 전압을 인가할 수 있도록 상기 제1 스위치 내지 상기 제6 스위치를 제어하고,
상기 섭동 전압에 따라 상기 배터리로부터 출력되는 응답 전류에 기초하여 상기 배터리의 수명을 진단하는 제어부를 더 포함하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.The method according to claim 1,
Controls the first switch and the sixth switch so as to apply a perturbation voltage to charge the battery with the input voltage or to diagnose the life of the battery,
And a controller for diagnosing the lifetime of the battery based on a response current output from the battery according to the perturbation voltage. 제1항에 있어서,
상기 풀 브릿지 회로는,
병렬로 연결된 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고,
상기 제1 레그 상에는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 마련되고,
상기 제2 레그 상에는 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치가 마련되는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.The method according to claim 1,
The full bridge circuit comprises:
A first leg and a second leg connected in parallel,
Wherein the first switch and the second switch are provided on the first leg,
And the third switch and the fourth switch are provided on the second leg. 제1항에 있어서,
상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치는,
각각 기생 커패시터 및 바디 다이오드가 병렬로 연결되는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.The method according to claim 1,
Wherein the first switch to the fourth switch comprises:
A charger having a battery diagnostic function in which a parasitic capacitor and a body diode are connected in parallel. 제1항에 있어서,
상기 변압기는,
상기 이차측 권선에 탭이 구비된 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.The method according to claim 1,
Wherein the transformer comprises:
And a battery diagnostic function in which the secondary winding is provided with a tab. 제5항에 있어서,
상기 이차측 권선에 구비된 상기 탭과 연결되는 평활 회로를 더 포함하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.6. The method of claim 5,
And a smoothing circuit connected to the tap provided on the secondary side winding. 제1항에 있어서,
상기 정류 회로는,
상기 이차측 권선의 일단과 연결되는 상기 제6 스위치 및 상기 일차측 권선의 타단과 연결되는 상기 제5 스위치를 포함하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.The method according to claim 1,
The rectifying circuit includes:
A sixth switch connected to one end of the secondary side winding, and the fifth switch connected to the other end of the primary side winding. 제1항에 있어서,
상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치는,
각각 기생 커패시터 및 바디 다이오드가 병렬로 연결되는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.The method according to claim 1,
Wherein the fifth switch and the sixth switch,
A charger having a battery diagnostic function in which a parasitic capacitor and a body diode are connected in parallel. 제1항에 있어서,
상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치는,
영전압 스위칭(ZVS:zero voltage switching)에 의해 턴 온 되는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기.The method according to claim 1,
Wherein the first switch to the fourth switch comprises:
Charger with battery diagnostic function that is turned on by zero voltage switching (ZVS). 입력 전원을 공급받고, 제1 스위치 내지 제4 스위치를 포함하는 풀 브릿지 회로와, 일차측 권선과 이차측 권선을 포함하고, 상기 일차측 권선은 상기 풀 브릿지 회로와 연결되어, 상기 풀 브릿지 회로를 통해 전달받은 상기 입력 전압을 변환하여 상기 이차측 권선으로 전달하는 변압기와 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고, 상기 이차측 권선과 연결되어, 상기 변압기를 통해 전달받은 전압을 정류하여 배터리를 충전시키는 정류 회로를 포함하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 구동방법에 있어서,
상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 변압기로 상기 입력 전원을 전달하고,
상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 입력 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키며,
상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 배터리로 섭동 전압을 인가하고, 상기 배터리로부터 출력되는 응답 전류에 기초하여 상기 배터리의 수명을 진단하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 구동방법.A full bridge circuit including first to fourth switches, and a primary side winding and a secondary side winding, the primary side winding being connected to the full bridge circuit to receive the full bridge circuit, And a transformer connected to the secondary side winding for rectifying the voltage received through the transformer to charge the battery. The secondary side winding is connected to the transformer, And a rectifying circuit for allowing the battery to be charged,
The input power is transmitted to the transformer according to a turn-on or a turn-off operation of the first switch to the fourth switch,
And rectifying the input voltage according to a turn-on or a turn-off operation of the fifth switch and the sixth switch to charge the battery,
And a battery diagnosis function of applying a perturbation voltage to the battery when the charging of the battery is completed and diagnosing the life of the battery based on a response current output from the battery. 제10항에 있어서,
상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 변압기로 상기 입력 전원을 전달하는 것은,
상기 제1 스위치 내지 상기 제4 스위치의 턴 온 시 영전압 스위칭(ZVS:zero voltage switching)으로 동작하여 상기 변압기로 상기 입력 전원을 전달하는 것인 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 구동방법.11. The method of claim 10,
The transmission of the input power to the transformer in response to a turn-on or turn-off operation of the first switch to the fourth switch,
(ZVS) during the turn-on of the first switch to the fourth switch to transmit the input power to the transformer. 제10항에 있어서,
상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 상기 입력 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키는 것은,
상기 풀 브릿지 회로는 병렬로 연결된 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고,
상기 제5 스위치는 상기 이차측 권선의 타단과 연결되고, 상기 제6 스위치는 상기 이차측 권선의 일단과 연결되며,
상기 제1 레그의 상측에 마련되는 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 레그의 하측에 마련되는 상기 제4 스위치가 턴 온 되면, 상기 제5 스위치도 턴 온 동작하고,
상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치가 모두 턴 오프 되면, 상기 제5 스위치도 턴 오프 동작하며,
상기 제1 레그의 하측에 마련되는 상기 제2 스위치 또는 상기 제2 레그의 상측에 마련되는 상기 제3 스위치가 턴 온 되면, 상기 제6 스위치도 턴 온 동작하고,
상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 모두 턴 오프 되면, 상기 제6 스위치도 턴 오프 동작하여 상기 입력 전압을 정류하여 상기 배터리를 충전시키는 것인 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 구동방법.11. The method of claim 10,
And charging the battery by rectifying the input voltage according to a turn-on or a turn-off operation of the fifth switch and the sixth switch,
Wherein the full bridge circuit comprises a first leg and a second leg connected in parallel,
The fifth switch is connected to the other end of the secondary side winding, the sixth switch is connected to one end of the secondary side winding,
When the first switch provided on the upper side of the first leg or the fourth switch provided on the lower side of the second leg is turned on, the fifth switch also turns on,
When the first switch and the fourth switch are both turned off, the fifth switch is also turned off,
When the second switch provided on the lower side of the first leg or the third switch provided on the upper side of the second leg is turned on, the sixth switch also turns on,
Wherein when the second switch and the third switch are all turned off, the sixth switch also turns off to rectify the input voltage to charge the battery. 제10항에 있어서,
상기 제1 스위치 내지 상기 제6 스위치는,
각각 기생 커패시터 및 바디 다이오드가 병렬로 연결되는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 구동방법.11. The method of claim 10,
Wherein the first switch to the sixth switch comprises:
Wherein a parasitic capacitor and a body diode are connected in parallel, respectively. 제10항에 있어서,
상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 동작에 따라 양방향으로 전력이 전달되는 것을 더 포함하는 배터리 진단 기능을 갖는 충전기의 구동방법.11. The method of claim 10,
Further comprising: bi-directionally transmitting power according to a turn-on or a turn-off operation of the fifth switch and the sixth switch.
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