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KR101261357B1 - Driving Control Apparatus and Method of Feeding Inverter for Online Electric Vehicle - Google Patents

Driving Control Apparatus and Method of Feeding Inverter for Online Electric Vehicle Download PDF

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KR101261357B1
KR101261357B1 KR1020110012105A KR20110012105A KR101261357B1 KR 101261357 B1 KR101261357 B1 KR 101261357B1 KR 1020110012105 A KR1020110012105 A KR 1020110012105A KR 20110012105 A KR20110012105 A KR 20110012105A KR 101261357 B1 KR101261357 B1 KR 101261357B1
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이순종
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Abstract

급전 인버터의 동작 제어장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 급전 인버터의 동작 제어장치는, 입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부; 복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그를 이루며, 복수의 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 레그의 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 고주파 전력을 공급하는 인버터; 및 정류부 및 각각의 스위치를 온/오프하며, 정류부에 의해 정류된 전원에 기초하여 각각의 세그먼트에 인가되는 펄스폭을 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는 복수의 세그먼트 중 어느 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트와의 파형의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(위상차이를 β라고 하면, α는 이전 세그먼트에 중첩되어 인가되는 펄스구간에 해당하는 위상차이이며, α+β=180°)가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Disclosed are an operation control apparatus and a method of a power supply inverter. Operation control apparatus of a power supply inverter according to an embodiment of the present invention, the rectifier for rectifying the input AC power; A plurality of switches connected in series to form a leg, the plurality of legs connected in parallel, and an inverter supplying high frequency power through a plurality of segments formed based on a common contact between switches of different legs; And a controller for turning on / off the rectifier and each switch, and controlling a pulse width applied to each segment based on the power rectified by the rectifier, wherein the controller is an adjacent segment in any one of the plurality of segments. In the case of controlling to switch to, the phase difference of the waveform with the previous segment at the same time as the turn-on of the adjacent segment is (180-α) ° (If the phase difference is β, α is a pulse interval superimposed on the previous segment. It is characterized by controlling so that it is a phase difference corresponding to (alpha) + (beta) = 180 degrees).

Description

온라인 전기자동차용 급전 인버터의 동작 제어장치 및 그 제어방법{Driving Control Apparatus and Method of Feeding Inverter for Online Electric Vehicle}Motion Control Apparatus and Method for Controlling Power Supply Inverter for Online Electric Vehicles {Driving Control Apparatus and Method of Feeding Inverter for Online Electric Vehicle}

본 발명의 실시예는 온라인 전기자동차용 급전 인버터의 동작 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 급전 인버터에 의해 도통되는 EMI 규격을 벗어나는 n차 고조파를 제거함으로써 집전 장치의 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 온라인 전기자동차용 급전 인버터의 동작 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
An embodiment of the present invention relates to an operation control apparatus and a control method of an on-line electric power feeding inverter. More specifically, the present invention relates to an operation control apparatus and a control method of an on-line electric power feeding inverter for maximizing the efficiency of the current collector by removing the nth harmonic that deviates from the EMI standard conducted by the power feeding inverter.

세계 각국은 환경규제 강화와 석유자원 고갈, 석유의 가격인상 등으로 인해 친환경 자동차 개발에 대한 적극적 지원정책을 구사하고 있으며, 이런 정책적 방향에 부합하여 자동차 업체들은 친환경 자동차 개발에 경쟁적으로 투자를 하고 있다.Countries around the world are actively supporting the development of eco-friendly vehicles due to tightening environmental regulations, depletion of petroleum resources, and oil price hikes. .

이와 같은 상황에서 천연가스, 에탄올 등의 대체에너지와 전기에너지를 사용하는 전기자동차 개발이 대표적인 차세대 자동차 기술로 부상하고 있으나, 현재 개발중인 전기자동차는 주행거리, 무게, 가격, 충전 소요시간, 인프라 구축 등에 한계를 가지고 있다.Under these circumstances, the development of electric vehicles using alternative energy such as natural gas and ethanol and electric energy is emerging as a representative next-generation automobile technology.However, the electric vehicles currently under development are required for mileage, weight, price, charging time and infrastructure. There is a limit on the back.

이런 배경하에, 현재 개발중인 전기자동차의 한계를 극복하고, 궁극적으로 주행 중에 집전 및 충전이 가능하도록 하는 온라인 전기자동차 시스템에 대한 기술개발이 시도되고 있다. Against this background, there is an attempt to develop a technology for an on-line electric vehicle system that overcomes the limitations of the electric vehicle currently under development and ultimately enables to collect and charge while driving.

온라인 전기자동차 시스템은 급전 인버터로부터 급전 선로를 통해 공급된 고주파 교류 전류로부터 발생된 고주파 유도자계를 차량 하부에 장착된 집전모듈이 전압으로 변환한 후, 집전 레귤레이터를 통해 승압을 하여 배터리를 충전한다. 즉, 급전 인버터는 급전 선로에 고주파 전류를 도통시키며, 전력 케이블을 통하는 고주파 전류에 의해 급전 선로 내부의 유도 자계가 발생하고 페라이트 코어를 통해 유도 자계 경로가 만들어지며, 차량 하부에 장착된 집전 모듈에 의해 자계가 다시 전기로 변환된다. 이와 같이 급전 인버터는 전기적, 기계적 접촉이 없이 자기적인 커플링(coupling)에 의해 전력을 전송하여 주는 역할을 하기 때문에, 비접촉 전력전송장치(CPS: Contact-less Power Supply)라고도 한다.The online electric vehicle system converts a high frequency induction magnetic field generated from a high frequency alternating current supplied through a feed line from a power supply inverter into a voltage by a current collecting module mounted on a lower part of a vehicle, and then boosts the voltage through a current collecting regulator to charge a battery. That is, the feed inverter conducts a high frequency current to the feed line, an induction magnetic field is generated inside the feed line by the high frequency current through the power cable, and an induction magnetic path is created through the ferrite core. The magnetic field is then converted back into electricity. In this way, the power supply inverter is also referred to as a contact-less power supply (CPS) because it plays a role of transmitting power by magnetic coupling without electrical and mechanical contact.

온라인 전기 자동차는 도로 표면과 차량 하부에 장착된 집전 모듈 간의 간격인 지상고가 자동차 안전기준에 의해 12cm 이상이 되도록 규정되어 있으며, 이와 같은 규정 하에서 최대 효율은 60% 이상, 최대 집전 전력은 60kW 이상, 그리고 차량 주위의 자기장 치수인 EMF(Electro-Magnetic Field)는 62.6mG(밀리가우스) 이하(ICNIRP(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) 권고사항)가 되는 것이 바람직하다. 특히, 온라인 전기 자동차 시시템은 급전선을 여러 개의 세그먼트(segment)로 나누고, 각 세그먼트를 차량의 진행에 맞추어 온/오프 제어하며, EMI(Electro Magnetic Interference) 규격을 만족해야 한다. On-line electric vehicles are required to have a ground clearance, which is the distance between the road surface and the current collecting module mounted on the lower part of the vehicle, to be 12 cm or more according to the automobile safety standard. In addition, the magnetic field around the vehicle, the Electro-Magnetic Field (EMF), should be less than 62.6 mG (milligauss) (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) recommendations). In particular, the online electric vehicle system must divide the feeder into several segments, control each segment on / off according to the progress of the vehicle, and satisfy the EMI (Electro Magnetic Interference) standard.

그런데, 급전선로의 전기적 특성상 EMI 규격을 벗어나는 n차 고조파가 급전 인버터에 의해 도통될 수 있으며, 이러한 n차 고조파는 결과적으로 집전 장치의 집전 효율을 떨어뜨리는 문제점으로 작용할 수 있다.
However, due to the electrical characteristics of the feed line, the n-th harmonic that deviates from the EMI standard may be conducted by the feed inverter, and the n-th harmonic may act as a problem of reducing current collection efficiency of the current collector.

본 발명의 실시예는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 급전 인버터에 의해 도통되는 EMI 규격을 벗어나는 n차 고조파를 제거함으로써 집전 장치의 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 온라인 전기자동차용 급전 인버터의 동작 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An embodiment of the present invention has been devised to solve the above-described problems, the power supply inverter for on-line electric vehicle to maximize the efficiency of the current collector by removing the n-th harmonic that is out of the EMI standard conducted by the power supply inverter An object of the present invention is to provide an operation control apparatus and a control method thereof.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 급전 인버터의 동작 제어장치는, 입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부; 복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그를 이루며, 복수의 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 레그의 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 고주파 전력을 공급하는 인버터; 및 정류부 및 각각의 스위치를 온/오프하며, 정류부에 의해 정류된 전원에 기초하여 각각의 세그먼트에 인가되는 펄스폭을 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는 복수의 세그먼트 중 어느 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(α는 인접한 세그먼트에 인가되는 펄스와 이전 세그먼트에 인가되는 펄스의 중첩구간에 해당하는 위상)가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Operation control apparatus for a power supply inverter according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the rectifying unit for rectifying the AC power input; A plurality of switches connected in series to form a leg, the plurality of legs connected in parallel, and an inverter supplying high frequency power through a plurality of segments formed based on a common contact between switches of different legs; And a controller for turning on / off the rectifier and each switch, and controlling a pulse width applied to each segment based on the power rectified by the rectifier, wherein the controller is an adjacent segment in any one of the plurality of segments. In the case of controlling the switching to, the phase difference with the waveform applied to the previous segment at the same time as the turn-on of the adjacent segment is (180-α) ° (α represents the pulse applied to the adjacent segment and the pulse applied to the previous segment. And a phase corresponding to the overlapping section.

바람직하게는, 급전 인버터의 동작 제어장치는, 정류부에 의해 정류된 전원을 DC/DC 변환하여 인버터로 공급하는 DC/DC 컨버터를 더 포함할 수 있다.Preferably, the operation control apparatus of the power supply inverter may further include a DC / DC converter for DC / DC conversion of the power rectified by the rectifier to supply to the inverter.

또한, 제어부는, 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 정류부를 오프 제어하며, 정류부의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 제1 세그먼트를 오프 제어하고 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 정류부를 온 제어하는 것이 바람직하다.The controller may control off the rectifier when the first segment is controlled to switch from the first segment to the adjacent second segment, and when the output voltage of the rectifier becomes less than or equal to a set value, the controller may control off the first segment and turn on the second segment. It is preferable to control on the rectifying part later.

또는, 제어부는, 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 정류부를 오프 제어하고 DC/DC 컨버터를 오프 제어하며, DC/DC 컨버터의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 제1 세그먼트를 오프 제어하고 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 상기 DC/DC 컨버터를 온 제어하고 정류부를 온 제어할 수도 있다.Alternatively, when the control unit is controlled to switch from the first segment to the adjacent second segment, the control unit turns off the rectifier and turns off the DC / DC converter, and when the output voltage of the DC / DC converter is less than or equal to the set value, the first segment May be controlled to be turned off and the second segment is turned on, and then the DC / DC converter is turned on and the rectifier is turned on.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 인버터의 동작 제어방법은, 입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부; 복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그를 이루며, 복수의 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 레그의 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 고주파 전력을 공급하는 인버터; 및 정류부 및 각각의 스위치를 온/오프하며, 정류부에 의해 정류된 전원에 기초하여 각각의 세그먼트에 인가되는 펄스폭을 제어하는 제어부를 포함하는 급전 인버터의 동작 제어방법에 있어서, 복수의 세그먼트 중 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 제1 세그먼트 스위칭 신호를 수신하는 단계; 정류부를 오프 제어하는 단계; 정류부의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면, 제1 세그먼트를 오프 제어하는 단계; 및 제2 세그먼트를 온 제어하고, 정류부를 온 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Operation control method of the power supply inverter according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the rectifying unit for rectifying the AC power input; A plurality of switches connected in series to form a leg, the plurality of legs connected in parallel, and an inverter supplying high frequency power through a plurality of segments formed based on a common contact between switches of different legs; And a controller for turning on / off the rectifier and each switch, and controlling a pulse width applied to each segment based on the power rectified by the rectifier. When controlling to switch from one segment to an adjacent second segment, receiving a first segment switching signal; Controlling the rectifier off; If the output voltage of the rectifier is less than or equal to the set value, controlling off the first segment; And turning on the second segment and turning on the rectifier.

여기서, 급전 인버터의 동작 제어방법은, 제2 세그먼트의 턴온과 동시에 제1 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(α는 제1 세그먼트에 인가되는 펄스와 제2 세그먼트에 인가되는 펄스의 중첩 구간에 해당하는 위상)가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.Here, the operation control method of the power supply inverter is a (180-α) ° (α is a pulse applied to the first segment after a predetermined time difference with the waveform applied to the first segment at the same time as the turn-on of the second segment It is preferable to control so that the phase corresponding to the overlapping interval of the pulse applied to the two segments).

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 급전 인버터의 동작 제어방법은, 입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부; 정류부에 의해 정류된 전원을 DC/DC 변환하여 인버터로 공급하는 DC/DC 컨버터; 복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그를 이루며, 복수의 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 레그의 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 고주파 전력을 공급하는 인버터; 및 정류부, DC/DC 컨버터 및 각각의 스위치를 온/오프하며, 정류부에 의해 정류된 전원에 기초하여 각각의 세그먼트에 인가되는 펄스폭을 제어하는 제어부를 포함하는 급전 인버터의 동작 제어방법에 있어서, 복수의 세그먼트 중 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 제1 세그먼트 스위칭 신호를 수신하는 단계; 정류부를 오프 제어하는 단계; DC/DC 컨버터를 오프 제어하는 단계; DC/DC 컨버터의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면, 제1 세그먼트를 오프 제어하는 단계; 및 제2 세그먼트를 온 제어하고, DC/DC 컨버터를 온 제어한 후, 정류부를 온 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Operation control method of the power supply inverter according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the rectifying unit for rectifying the AC power input; A DC / DC converter for supplying DC / DC converted power rectified by the rectifier to an inverter; A plurality of switches connected in series to form a leg, the plurality of legs connected in parallel, and an inverter supplying high frequency power through a plurality of segments formed based on a common contact between switches of different legs; And a control unit which turns on / off a rectifier, a DC / DC converter, and each switch, and controls a pulse width applied to each segment based on the power rectified by the rectifier. Receiving a first segment switching signal when controlling to switch from a first segment to a second adjacent segment among the plurality of segments; Controlling the rectifier off; Controlling off the DC / DC converter; If the output voltage of the DC / DC converter is less than or equal to a set value, controlling off the first segment; And turning on the second segment, turning on the DC / DC converter, and controlling the rectifier on.

여기서, 급전 인버터의 동작 제어방법은, 제2 세그먼트의 턴온과 동시에 상기 제1 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(α는 상기 제1 세그먼트에 인가되는 펄스와 상기 제2 세그먼트에 인가되는 펄스의 중첩 구간에 해당하는 위상)가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
Here, in the operation control method of the power supply inverter, (180-α) ° (α is a pulse applied to the first segment after a predetermined time difference with the waveform applied to the first segment at the same time as the turn-on of the second segment And a phase corresponding to an overlapping section of the pulse applied to the second segment.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 세그먼트에서 인접한 다른 세그먼트로 절체하여 스위칭하는 경우에 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트에 인가되는 펄스의 와의 파형의 차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(α는 인접한 세그먼트에 인가되는 펄스와 이전 세그먼트에 인가되는 펄스의 중첩 구간에 해당하는 위상)가 되도록 제어함으로써 그에 따라 EMI 규격을 벗어나는 n차 고조파를 제거하는 효과를 가져 올 수 있도록 하여 집전 장치의 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.
According to an exemplary embodiment of the present invention, when switching from one segment to another adjacent segment, the difference between the waveforms of the pulses applied to the previous segment and the waveforms of the pulses applied to the previous segment is (180-α) ° ( α is controlled to be the phase corresponding to the overlapping interval of the pulse applied to the adjacent segment and the pulse applied to the previous segment), thereby making it possible to obtain the effect of removing the nth harmonic that is out of the EMI specification. Can be maximized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1 또는 도 2에 이용되는 공진형 인버터의 회로도의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 절체 동작하는 경우의 각 세그먼트에 인가되는 파형을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a view showing a drive control apparatus of a power supply inverter according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a driving control apparatus of a power supply inverter according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram of a resonant inverter used in FIG. 1 or FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram illustrating waveforms applied to each segment when the switching operation is performed from one segment to an adjacent segment.
5 is a flowchart illustrating a driving control method of a power feeding inverter according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a driving control method of a power feeding inverter according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used to refer to the same components as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected,""coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어장치를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a drive control apparatus of a power supply inverter according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어장치는 정류부(120) 및 인버터(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a driving control apparatus of a power supply inverter according to an embodiment of the present invention may include a rectifier 120 and an inverter 130.

정류부(120)는 교류전력에서 직류전력을 얻기 위해 정류작용에 중점을 두고 만들어진 전기적인 회로소자 또는 장치로서, 한 방향으로만 전류를 통과시키는 기능을 가지며, 3상 교류 전원(110)으로부터 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하기 위하여 정류한다. 즉, 정류부(120)는 주기적으로 양과 음 두 가지 방향으로 변화하는 교류 전류를 한 가지 방향만 갖는 직류전류로 변환시키는 소자나 장치로서, 순방향 저항은 작고 역방향 저항은 충분히 커서 한쪽 방향으로만 전류를 통과시키는 정류 작용이 가능하며, 가해지는 전압의 방향에 따라 전류가 순조로이 잘 흐르는 순방향과 전류가 거의 흐르지 않는 역방향이 구별된다. 이와 같은 정류부(120)는 다이오드와 같은 소자 하나로 구성될 수도 있지만, 효과적인 정류를 위해서 보통 회로 상에 여러 개의 소자를 특정하게 배열하여 사용한다. 대부분의 전원장치에서는 실리콘 다이오드가 사용되며 제어 정류기 응용 부분에서는 사이리스터(Thyristor)가 광범위하게 사용된다. 사이리스터는 실리콘 제어정류기(SCR: Silicon Controlled Rectifier)라고 부르기도 하며, 실리콘 제어정류기의 한 종류로 보기도 한다. 사이리스터는 양극(anode)·음극(cathode)·게이트(gate)의 3단자로 구성되어 있으며, 게이트에 신호가 인가되면 지속적인 게이트 전류의 공급 없이도 주회로에 역전류가 인가되거나 전류가 유지전류(holding currrent) 이하로 떨어질 때까지 통전 상태를 유지한다.The rectifier 120 is an electrical circuit device or device made with a focus on rectification in order to obtain a DC power from the AC power, has a function of passing current only in one direction, and is input from the three-phase AC power source 110. To rectify AC power to DC power. That is, the rectifier 120 is an element or device that periodically converts alternating current that changes in both positive and negative directions into a direct current having only one direction, and the forward resistance is small and the reverse resistance is sufficiently large so that the current can be generated only in one direction. The rectifying action to pass through is possible, and the forward direction through which the current flows smoothly and the reverse direction where the current rarely flows are distinguished according to the direction of the applied voltage. The rectifier 120 may be configured as a single device such as a diode, but in order to effectively rectify, a plurality of devices are usually arranged in a specific circuit. Silicon diodes are used in most power supplies and thyristors are widely used in controlled rectifier applications. Thyristors are sometimes referred to as silicon controlled rectifiers (SCRs), and are also seen as a type of silicon controlled rectifier. The thyristor consists of three terminals: anode, cathode, and gate.When a signal is applied to the gate, a reverse current is applied to the main circuit or a current is held without a continuous gate current supply. It remains energized until it falls below currrent.

여기서, 3상 교류 전원(110)은 3상 교류 발전기에 의해서 발생되는, 전압이 같고 전류의 주파수와 진폭이 각각 같으면서 서로 120°의 위상차이를 가지는 교류 전원으로서, 단상교류 전원에 비해서 같은 양의 전력을 보내는 데 필요한 도선의 무게가 작고 선로에서 소비되는 줄(Jule) 열이 적을 뿐만 아니라 전동기의 경우에서도 단상에 비해 3상 교류를 이용한 전동기가 훨씬 우수하기 때문에 널리 이용되고 있다.Here, the three-phase AC power source 110 is an AC power source generated by a three-phase alternator having the same voltage and the same frequency and amplitude of the current, and having a phase difference of 120 ° from each other, and the same amount as that of the single-phase AC power source. It is widely used because of the small weight of the wire required to transmit power, the less heat of the Joule on the line, and the electric motor using three-phase alternating current is much superior to the single phase in the case of the electric motor.

인버터(130)는 복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그(leg)를 이루며, 복수의 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 레그의 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 차량 하부에 장착되는 집전 모듈에 고주파 전력을 공급한다. 온라인 전기자동차에서는 많은 인버터가 소요되므로, 가능한 하나의 인버터로 다수의 세그먼트를 담당하는 것이 바람직하다. 하나의 인버터로 다수의 세그먼트 중 하나에 전력을 보내기 위하여 절체 스위치가 필요하다. 이때, 절체 스위치의 역할을 하는 기계적 스위치는 동작 시간이 길고 동작 회수(수명)의 제한이 있기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)와 같은 반도체 스위치를 이용하며, 이와 같은 반도체 스위치 복수 개를 직렬로 연결한 레그를 병렬로 연결하여 다중 레그 인버터를 구성한다. 이에 대한 회로도의 예는 이후에 기술되는 도 3을 참조하여 설명한다.The inverter 130 includes a plurality of switches connected in series to form a leg, a plurality of legs connected in parallel, and a plurality of segments formed on the basis of a common contact between switches of different legs. Supply high frequency power to the current collecting module mounted on the. On-line electric vehicles require many inverters, so it is desirable to cover as many segments as one inverter as possible. A transfer switch is required to power one of the multiple segments with one inverter. In this case, since the mechanical switch serving as the transfer switch has a long operation time and a limit in the number of operation (life), an embodiment of the present invention uses a semiconductor switch such as an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT). Multi-leg inverters are configured by connecting legs in series with multiple switches in parallel. An example of the circuit diagram for this is described with reference to FIG. 3 described later.

제어부(140)는 정류부(120) 및 인버터(130)의 각각의 스위치를 온/오프하며, 정류부(120)에 의해 정류된 전원에 기초하여 인버터(130)의 각각의 세그먼트에 인가되는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 제어한다. 이때, 제어부(140)는 인버터(130)의 복수의 세그먼트 중 어느 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(α는 인접한 세그먼트에 인가되는 펄스와 이전 세그먼트에 인가되는 펄스의 중첩 구간에 해당하는 위상)가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이때, 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이를 β하고 하면, α+β=180°가 된다.The controller 140 turns on / off respective switches of the rectifier 120 and the inverter 130, and modulates pulse widths applied to respective segments of the inverter 130 based on the power rectified by the rectifier 120. Controls the (PWM: Pulse Width Modulation) signal. At this time, when the control unit 140 controls to switch from one segment of the plurality of segments of the inverter 130 to the adjacent segment, the phase difference with the waveform applied to the previous segment at the same time as the turn-on of the adjacent segment after a certain time It is preferable to control so that (180-α) ° (α is a phase corresponding to an overlapping interval of a pulse applied to an adjacent segment and a pulse applied to a previous segment). At this time, when the phase difference with the waveform applied to the previous segment is made at the same time as the turn-on of adjacent segments, α + β = 180 °.

이를 위하여 제어부(140)는, 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 정류부(120)를 오프 제어하며, 정류부의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 제1 세그먼트를 오프 제어하고 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 정류부(120)를 온 제어할 수 있다.To this end, the controller 140 controls the rectifier 120 to be turned off when the first segment is controlled to switch from the first segment to an adjacent second segment. When the output voltage of the rectifier is less than or equal to the set value, the controller 140 controls the first segment to be turned off. After the two segments are turned on, the rectifier 120 may be turned on.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어장치를 나타낸 도면이다. 여기서, 3상 교류 전원(210), 정류부(220) 및 인버터(240)의 구성 및 기능은 도 1의 3상 교류 전원(110), 정류부(120) 및 인버터(130)의 구성 및 기능과 유사하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.2 is a view showing a driving control apparatus of a power supply inverter according to another embodiment of the present invention. Here, the configuration and function of the three-phase AC power source 210, rectifier 220 and inverter 240 is similar to the configuration and function of the three-phase AC power source 110, rectifier 120 and inverter 130 of FIG. Therefore, detailed description thereof will be omitted.

DC/DC 컨버터(230)는 정류부(220)에 의해 정류된 전원을 DC/DC 변환하여 인버터(240)로 공급할 수 있다. DC/DC 컨버터(230)는 어떤 전압의 직류전원에서 다른 전압의 직류전원으로 변환하는 전자회로 장치를 말하며, DC/DC 컨버터(230)의 일종인 버크 컨버터(Buck Converter)의 전류 제어를 이용하여 프리차지 릴레이(free charge relay) 기능과 메인 릴레이(main relay) 기능을 구현할 수 있다.The DC / DC converter 230 may DC / DC convert the power rectified by the rectifier 220 to supply the inverter 240. The DC / DC converter 230 refers to an electronic circuit device that converts a DC power of a voltage into a DC power of another voltage and uses current control of a buck converter, which is a kind of the DC / DC converter 230. A free charge relay function and a main relay function can be implemented.

제어부(250)는 정류부(220), DC/DC 컨버터(230) 및 인버터(240)의 각각의 스위치를 온/오프하며, 정류부(220)에 의해 정류된 전원에 기초하여 인버터(240)의 각각의 세그먼트에 인가되는 펄스폭변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호를 제어한다. 이때, 제어부(250)는 인버터(240)의 복수의 세그먼트 중 어느 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(α는 인접한 세그먼트에 인가되는 펄스와 이전 세그먼트에 인가되는 펄스의 중첩 구간에 해당하는 위상)가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 이때, 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이를 β하고 하면, α+β=180°가 된다.The controller 250 turns on / off respective switches of the rectifier 220, the DC / DC converter 230, and the inverter 240, and each of the inverters 240 based on the power rectified by the rectifier 220. Controls a Pulse Width Modulation (PWM) signal applied to a segment of. In this case, when the control unit 250 controls to switch from one of the plurality of segments of the inverter 240 to the adjacent segment, the phase difference with the waveform applied to the previous segment at the same time as the turn-on of the adjacent segment after a certain time It is preferable to control so that (180-α) ° (α is a phase corresponding to an overlapping interval of a pulse applied to an adjacent segment and a pulse applied to a previous segment). At this time, when the phase difference with the waveform applied to the previous segment is made at the same time as the turn-on of adjacent segments, α + β = 180 °.

이를 위하여 제어부(250)는, 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 정류부(220)를 오프 제어하고, DC/DC 컨버터(230)를 오프 제어하며, DC/DC 컨버터(230)의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 제1 세그먼트를 오프 제어하고 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 DC/DC 컨버터를 온 제어하고 정류부(120)를 온 제어할 수 있다.To this end, when controlling to switch from the first segment to the adjacent second segment, the controller 250 controls the rectifier 220 off, controls the DC / DC converter 230 off, and the DC / DC converter 230. When the output voltage of the power supply is equal to or less than the set value, the first segment may be turned off, the second segment may be turned on, and then the DC / DC converter may be turned on and the rectifier 120 may be turned on.

도 3은 도 1 또는 도 2에 이용되는 공진형 인버터의 회로도의 예를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram of a resonant inverter used in FIG. 1 or FIG. 2.

공진형 인버터는, DC(Direct Current) 입력전압(VDC)의 포지티브(positive) 단자에 일단이 연결된 복수의 제1 스위치(S11, S21, S31), DC 입력전압(VDC)의 네거티브(negative) 단자에 일단이 연결된 복수의 제2 스위치(S12, S22, S32), 각각의 제1 스위치(S11, S21, S31)의 타단과 각각의 제2 스위치(S12, S22, S32)의 타단이 일대일로 연결되어 형성된 복수의 접점들(A1, A2 및 A3) 중 서로 다른 접점들 사이에 형성된 복수의 세그먼트(Load1 및 Load2)를 통해 차량 하부에 설치되는 집전 모듈에 전력을 공급한다. 여기서, DC 입력전압 VDC는 도 1의 경우에는 정류부(120)를 통해 출력되는 전압을 의미하며, 도 2의 경우에는 DC/DC 컨버터(230)를 통해 출력되는 전압을 의미한다.A resonant inverter, DC (Direct Current) input voltage (V DC) positive (positive) first plurality of switches one end is connected to the terminal (S 11, S 21, S 31), DC input voltage (V DC) of A plurality of second switches S 12 , S 22 , S 32 having one end connected to a negative terminal, the other end of each of the first switches S 11 , S 21 , and S 31 , and each of the second switches S The other end of 12 , S 22 , and S 32 is connected to the bottom of the vehicle through a plurality of segments Load1 and Load2 formed between different contacts among the plurality of contacts A1, A2, and A3 formed by being connected one-to-one. Supply power to the current collecting module. Here, in the case of FIG. 1, the DC input voltage V DC means the voltage output through the rectifier 120, and in the case of FIG. 2, the voltage output through the DC / DC converter 230.

본 발명의 실시예에서는 공진형 인버터의 일대일로 연결된 제1 스위치(S11) 및 제2 스위치(S12)를 레그 1이라고 명명하며, 일대일로 연결된 제1 스위치(S21) 및 제2 스위치(S22)를 레그 2라고 명명하고, 일대일로 연결된 제1 스위치(S31) 및 제2 스위치(S32)를 레그 3이라고 명명한다. 각각의 세그먼트는 이웃하는 레그들 사이에 형성될 수 있다. 여기서, 도면에는 공진형 인버터가 3개의 레그를 구비하는 것으로 도시하였으나, 레그의 갯수는 이에 한정된 것이 아니며, 다양한 수의 레그를 구비할 수 있다. 또한, 세그먼트는 레그 1과 레그 2 사이, 그리고 레그 2와 레그 3 사이에 형성된 것으로 도시하였으나, 세그먼트의 형성은 이에 한정되는 것은 아니며, 레그 1과 레그 2 사이, 그리고 레그 1과 레그 3 사이에 형성되는 등의 다양한 변형이 이루어질 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the first switch S 11 and the second switch S 12 connected one-to-one of the resonant inverter are referred to as leg 1, and the first switch S 21 and the second switch connected one-to-one ( S 22 ) is called leg 2, and the first switch S 31 and the second switch S 32 connected one-to-one are called leg 3. Each segment may be formed between neighboring legs. Here, although the resonant inverter is shown as having three legs, the number of legs is not limited thereto, and may include various numbers of legs. In addition, the segment is shown as formed between legs 1 and 2, and between legs 2 and 3, but the formation of the segment is not limited thereto, and is formed between legs 1 and 2 and between legs 1 and 3 Various modifications may be made, for example.

도 4는 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 절체 동작하는 경우의 각 세그먼트에 인가되는 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating waveforms applied to each segment when the switching operation is performed from one segment to an adjacent segment.

일반적으로, 제어부(140, 250)는 복수의 제1 스위치(S11, S21, S31) 중 적어도 하나의 제1 스위치를 턴온하는 경우, 턴온된 제1 스위치에 직접 연결되어 있으며 동일한 레그 내에 있는 제2 스위치(S21, S22 또는 S32)는 오프 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3에서 레그 1의 제1 스위치(S11)를 턴온하는 경우, 턴온된 제1 스위치(S11)에 연결되어 있으며 동일한 레그 1 내에 있는 제2 스위치(S12)는 오프상태로 유지하는 것이 바람직하다.In general, when the controllers 140 and 250 turn on at least one of the plurality of first switches S 11 , S 21 , and S 31 , the controllers 140 and 250 are directly connected to the turned-on first switch and are in the same leg. It is preferable to keep the second switch S 21 , S 22 or S 32 in the off state. For example, when turning on the first switch (S 11) of the leg 1 in Figure 3, it is connected to the turned-on first switch (S 11) and the second switch (S 12) in the first same leg is turned off Is preferably maintained.

마찬가지로, 제어부(140, 250)는 복수의 제2 스위치(S12, S22, S32) 중 적어도 하나의 제2 스위치를 턴온하는 경우, 턴온된 제2 스위치에 직접 연결되어 있으며 동일한 레그 내에 있는 제1 스위치를 오프상태로 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3에서 레그 1의 제2 스위치(S12)를 턴온하는 경우, 턴온된 제2 스위치에 연결되어 있으며 동일한 레그 1 내에 있는 제1 스위치(S11)는 오프 상태로 유지하는 것이 바람직하다.Similarly, the controller 140 or 250, when turning on at least one second switch of the plurality of second switches S 12 , S 22 , and S 32 , is directly connected to the turned on second switch and is in the same leg. It is preferable to keep the first switch in the off state. For example, in FIG. 3, when the second switch S 12 of leg 1 is turned on, the first switch S 11 connected to the turned on second switch and in the same leg 1 is kept off. desirable.

온라인 전기자동차가 위치한 세그먼트에 공급되는 전력을 정상가압이라 정의하고, 그 세그먼트에 인접한 세그먼트에 공급되는 전력을 예비가압이라고 정의하여 구분한다. The power supplied to the segment in which the online electric vehicle is located is defined as normal pressure, and the power supplied to the segment adjacent to the segment is defined as preliminary pressure.

먼저, 세그먼트에 전력을 공급하기 위하여 제어부(140, 250)가 수행하는 제어동작을 설명한다.First, a control operation performed by the controller 140 or 250 to supply power to a segment will be described.

세그먼트에 전력을 공급하기 위하여, 제어부(140, 250)가 해당 세그먼트의 일단에 연결된 제1 스위치를 턴온하는 경우, 해당 세그먼트의 타단에 연결된 제2 스위치를 턴온된 제1 스위치보다 소정시간 앞선 시간에 턴온하거나 소정시간 뒤진 시간에 턴온할 수 있다. 마찬가지로, 해당 세그먼트의 일단에 연결된 제2 스위치를 턴온하는 경우에는 해당 세그먼트의 타단에 연결된 제1 스위치를 턴온된 제2 스위치보다 소정시간 앞선 시간에 턴온하거나 소정시간 뒤진 시간에 턴온할 수 있다. 이 경우, 해당 세그먼트의 양쪽의 레그에 인가되는 파형은 위상차를 갖게 되는데, 정상가압에서는 각각의 파형의 위상차가 180도에 근접하도록 각각의 스위치를 제어하고, 예비가압에서는 각각의 파형의 위상차가 0도에 근접하도록 각각의 스위치를 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 온라인 전기자동차가 제1 세그먼트에 위치한 경우를 가정한다면, 레그 1 및 레그 2에 인가되는 각각의 파형은 위상차가 180도에 근접하도록 각각의 제1 스위치(S11, S21) 및 각각의 제2 스위치(S12, S22)를 제어하며, 제1 세그먼트에 인접한 제2 세그먼트에 대해서는 레그 2 및 레그 3에 각각 인가되는 파형의 위상차가 0도에 근접하도록 각각의 제1 스위치(S21, S31) 및 각각의 제2 스위치(S22, S32)를 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제2 세그먼트에는 온라인 전기자동차가 위치하지 않기 때문에 전력이 온라인 전기자동차로 전송되지 않는다. 즉, 둘 이상의 서로 인접한 세그먼트에 전력을 공급하면, 정상가압에서는 세그먼트를 통해 온라인 전기자동차에 전력이 전송되지만, 온라인 전기자동차가 위치하지 않은 세그먼트에서는 전력이 전송되지 않는다.In order to supply power to the segment, when the controllers 140 and 250 turn on the first switch connected to one end of the segment, the second switch connected to the other end of the segment at a time before the turned-on first switch at a predetermined time. It may turn on or turn on at a time later. Similarly, when the second switch connected to one end of the segment is turned on, the first switch connected to the other end of the segment may be turned on at a time before the second switch turned on or at a time after a predetermined time. In this case, the waveforms applied to both legs of the segment have a phase difference. In normal pressure, each switch is controlled so that the phase difference of each waveform approaches 180 degrees. In preliminary pressure, the phase difference of each waveform is 0. It is desirable to control each switch to approximate the figure. For example, assuming that the online electric vehicle is located in the first segment, each waveform applied to the leg 1 and the leg 2 is the first switch (S 11 , S 21 ) and each so that the phase difference approaches 180 degrees. Each second switch S 12 , S 22 is controlled, and for each second segment adjacent to the first segment, each first switch ( It is preferable to control S 21 , S 31 and the respective second switches S 22 , S 32 . In this case, no power is transmitted to the online electric vehicle because no online electric vehicle is located in the second segment. That is, when power is supplied to two or more adjacent segments, power is transmitted to the online electric vehicle through the segment at normal pressure, but power is not transmitted to the segment where the online electric vehicle is not located.

복수의 세그먼트 중 어느 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 절체 스위칭 동작하는 경우, 제어부(140, 250)는 인접한 세그먼트의 턴온과 동시에 이전 세그먼트와의 파형의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°(위상차이를 β라고 하면, α는 이전 세그먼트에 중첩되어 인가되는 펄스구간에 해당하는 위상차이이며, α+β=180°)가 되도록 제어한다. 예를 들어, 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 절체 스위칭 동작하는 경우, 제1 세그먼트에서는 제1 스위치 S21 및 제2 스위치 S12가 온되며, 제2 세그먼트에서는 제1 스위치 S21과 제2 스위치 S32가 턴온될 수 있는데, 이때 제2 세그먼트의 턴온과 동시에 제1 세그먼트에 인가되는 파형과 제2 세그먼트에 인가되는 파형이 중첩될 수 있는 구간의 위상차이 α에 대하여 일정한 시간 후에 (180-α)°의 위상차이가 되도록 제어한다.In the case of switching switching from one of the plurality of segments to the adjacent segment, the controllers 140 and 250 simultaneously turn on the adjacent segment and at the same time (180-α) ° ( If the phase difference is β, α is a phase difference corresponding to the pulse interval applied to the previous segment and is controlled to be α + β = 180 °. For example, when the switching switching operation is performed from the first segment to the adjacent second segment, the first switch S21 and the second switch S12 are turned on in the first segment, and the first switch S21 and the second switch S32 are turned on in the second segment. It may be turned on, and after a certain time with respect to the phase difference α of the interval where the waveform applied to the first segment and the waveform applied to the second segment may overlap at the same time as the second segment is turned on, Control so that there is a phase difference.

이를 위하여, 도 1과 같은 구조의 급전 인버터의 경우, 제어부(140)는 제1 세그먼트에서 제2 세그먼트로 절체 스위칭 동작하는 경우에 정류부(120)를 먼저 오프 제어하며, 정류부(120)의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 제1 세그먼트를 오프 제어하고, 다음에 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 정류부(120)를 다시 온 제어할 수 있다.To this end, in the case of a power supply inverter having a structure as shown in FIG. 1, the controller 140 first controls the rectifier 120 off when the switching operation is performed from the first segment to the second segment, and the output voltage of the rectifier 120 is controlled. When the value becomes equal to or less than the set value, the first segment may be turned off, and after the second segment is turned on, the rectifier 120 may be turned on again.

또한, 도 2와 같은 구조의 급전 인버터의 경우, 제어부(150)는 제1 세그먼트에서 제2 세그먼트로 절체 스위칭 동작하는 경우에 정류부(220)를 오프 제어하고, DC/DC 컨버터(230)를 오프 제어하며, DC/DC 컨버터의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 제1 세그먼트를 오프 제어하고, 다음에 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 DC/DC 컨버터(230)를 온 제어하고 정류부(220)를 다시 온 제어할 수 있다.In addition, in the case of the power supply inverter having the structure as shown in FIG. 2, the controller 150 controls the rectifier 220 to be turned off when the switching operation is performed from the first segment to the second segment, and turns off the DC / DC converter 230. When the output voltage of the DC / DC converter is less than or equal to the set value, the first segment is turned off, and after the second segment is turned on, the DC / DC converter 230 is turned on and the rectifier 220 is turned on. You can control it again.

이때, 정류부(120)의 출력 전압에 대한 설정값 또는 DC/DC 컨버터(230)의 출력 전압에 대한 설정값을 조절함으로써 제1 세그먼트와 제2 세그먼트 사이의 파형에 대한 위상차를 조절할 수 있다.In this case, the phase difference of the waveform between the first segment and the second segment may be adjusted by adjusting the set value of the output voltage of the rectifier 120 or the set value of the output voltage of the DC / DC converter 230.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a driving control method of a power feeding inverter according to an embodiment of the present invention.

도 1과 같은 구조의 급전 인버터의 경우, 온라인 전기자동차가 제1 세그먼트에 위치한 경우에는 정상적으로 제1 세그먼트에 대한 스위칭 신호를 수신한다(S510). 이에 대한 스위칭 제어는 전술한 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the case of the power feeding inverter having the structure as shown in FIG. 1, when the online electric vehicle is located in the first segment, the switching signal for the first segment is normally received (S510). Since the switching control thereof is as described above, a detailed description thereof will be omitted.

제1 세그먼트에서 제2 세그먼트로 절체 스위칭 동작하는 경우, 제어부(140)는 먼저 정류부(120)를 오프 제어하며(S520), 정류부(120)의 출력전압이 하강하여 설정된 값 이하가 되면(S530) 제1 세그먼트를 오프 제어하고(S540), 다음에 제2 세그먼트를 온 제어하고, 정류부(120)를 온 제어함으로써 제2 세그먼트에 대한 정상가압으로 절체 스위칭 동작하게 된다(S550). 이때, 제2 세그먼트의 온 제어는 제2 세그먼트의 턴온과 동시에 제1 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트의 위상차이를 β하고 하면, α는 제1 세그먼트에 중첩되는 펄스구간에 해당하는 위상이며,α+β=180°이다. 정류부(120)의 출력 전압에 대해 설정된 값에 따라 제1 세그먼트에 대한 제2 세그먼트의 위상차이는 달라질 수 있다.In the case of switching switching from the first segment to the second segment, the controller 140 first controls the rectifier 120 off (S520), and when the output voltage of the rectifier 120 falls to be lower than the set value (S530). By switching off the first segment (S540) and then turning on the second segment and turning on the rectifier 120, the switching operation is performed at the normal pressure for the second segment (S550). In this case, the on control of the second segment is preferably controlled such that the phase difference with the waveform applied to the first segment is (180-α) ° after a predetermined time at the same time as the second segment is turned on. Here, when the phase difference between the first segment and the second segment is β, α is a phase corresponding to a pulse section overlapping the first segment, and α + β = 180 °. The phase difference of the second segment with respect to the first segment may vary according to a value set for the output voltage of the rectifier 120.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 급전 인버터의 구동 제어방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a driving control method of a power feeding inverter according to another embodiment of the present invention.

도 2와 같은 구조의 급전 인버터의 경우, 온라인 전기자동차가 제1 세그먼트에 위치한 경우에는 정상적으로 제1 세그먼트에 대한 스위칭 신호를 수신한다(S610). 이에 대한 스위칭 제어는 전술한 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the case of the power supply inverter having the structure as shown in FIG. 2, when the online electric vehicle is located in the first segment, the switching signal for the first segment is normally received (S610). Since the switching control thereof is as described above, a detailed description thereof will be omitted.

제1 세그먼트에서 제2 세그먼트로 절체 스위칭 동작하는 경우, 제어부(250)는 먼저 정류부(220)를 오프 제어하며(S620), DC/DC 컨버터(230)를 오프 제어한다(S630). 이후, DC/DC 컨버터(230)의 출력전압이 하강하여 설정된 값 이하가 되면(S640) 제1 세그먼트를 오프 제어하고(S650), 다음에 제2 세그먼트를 온 제어하고, DC/DC 컨버터(230)를 온 제어한다(S660). 다음에 정류부(120)를 온 제어함으로써 제2 세그먼트에 대한 정상가압으로 절체 스위칭 동작하게 된다(S670). 이때, 제2 세그먼트의 온 제어는 제2 세그먼트의 턴온과 동시에 제1 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 일정한 시간 후에 (180-α)°가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 세그먼트와 제2 세그먼트의 위상차이를 β하고 하면, α는 제1 세그먼트에 중첩되는 펄스구간에 해당하는 위상이며,α+β=180°이다. 정류부(120)의 출력 전압에 대해 설정된 값에 따라 제1 세그먼트에 대한 제2 세그먼트의 위상차이는 달라질 수 있다.In the case of switching switching from the first segment to the second segment, the controller 250 first controls off the rectifier 220 (S620) and off-controls the DC / DC converter 230 (S630). Thereafter, when the output voltage of the DC / DC converter 230 falls below the set value (S640), the first segment is controlled off (S650), and then the second segment is controlled on, and the DC / DC converter 230 is controlled. ) Is controlled on (S660). Next, by switching on the rectifier 120, the switching switching operation is performed at the normal pressure for the second segment (S670). In this case, the on control of the second segment is preferably controlled such that the phase difference with the waveform applied to the first segment is (180-α) ° after a predetermined time at the same time as the second segment is turned on. Here, when the phase difference between the first segment and the second segment is β, α is a phase corresponding to a pulse section overlapping the first segment, and α + β = 180 °. The phase difference of the second segment with respect to the first segment may vary according to a value set for the output voltage of the rectifier 120.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

Claims (8)

입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부;
복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그를 이루며, 복수의 상기 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 상기 레그의 상기 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 고주파 전력을 공급하는 인버터; 및
상기 정류부 및 각각의 상기 스위치를 온/오프하며, 상기 정류부에 의해 정류된 전원에 기초하여 각각의 상기 세그먼트에 인가되는 펄스폭을 제어하는 제어부
를 포함하되,
상기 제어부는 상기 복수의 세그먼트 중 어느 하나의 세그먼트에서 인접한 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 상기 인접한 세그먼트가 턴온되어 인가되는 파형과 이전 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 소정의 위상차가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터의 동작 제어장치.
Rectifier for rectifying the input AC power;
A plurality of switches connected in series to form a leg, the plurality of legs connected in parallel, and an inverter for supplying high frequency power through a plurality of segments formed based on a common contact between the switches of the different legs; And
A controller for turning on / off the rectifier and each switch and controlling a pulse width applied to each of the segments based on the power rectified by the rectifier;
Including but not limited to:
When the control unit controls to switch from one of the plurality of segments to an adjacent segment, the control unit controls the phase difference between the waveform applied by turning the adjacent segment on and the waveform applied to the previous segment to be a predetermined phase difference. Operation control apparatus of the power supply inverter, characterized in that.
제 1항에 있어서,
상기 정류부에 의해 정류된 전원을 DC/DC 변환하여 상기 인버터로 공급하는 DC/DC 컨버터
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터의 동작 제어장치.
The method of claim 1,
DC / DC converter for DC / DC conversion of the power rectified by the rectifier to supply to the inverter
Operation control apparatus of the power supply inverter further comprises.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 상기 정류부를 오프 제어하며, 상기 정류부의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 상기 제1 세그먼트를 오프 제어하고 상기 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 상기 정류부를 온 제어하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터의 동작 제어장치.
The apparatus of claim 1,
In the case of controlling to switch from the first segment to the adjacent second segment, the rectifier is turned off, and when the output voltage of the rectifier is less than or equal to a set value, the first segment is turned off and the second segment is on controlled. Operation control apparatus of the power supply inverter, characterized in that to control the rectifier on.
제 2항에 있어서, 상기 제어부는,
제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 상기 정류부를 오프 제어하고 상기 DC/DC 컨버터를 오프 제어하며, 상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면 상기 제1 세그먼트를 오프 제어하고 상기 제2 세그먼트를 온 제어한 후에 상기 DC/DC 컨버터를 온 제어하고 상기 정류부를 온 제어하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터의 동작 제어장치.
The method of claim 2, wherein the control unit,
In case of controlling to switch from the first segment to the adjacent second segment, the rectifier is turned off and the DC / DC converter is turned off. When the output voltage of the DC / DC converter is less than or equal to a set value, the first segment is controlled. And controlling the DC / DC converter on and controlling the rectifier on after controlling off and controlling on the second segment.
입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부; 복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그를 이루며, 복수의 상기 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 상기 레그의 상기 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 고주파 전력을 공급하는 인버터; 및 상기 정류부 및 각각의 상기 스위치를 온/오프하며, 상기 정류부에 의해 정류된 전원에 기초하여 각각의 상기 세그먼트에 인가되는 펄스폭을 제어하는 제어부를 포함하는 급전 인버터의 동작 제어방법에 있어서,
상기 복수의 세그먼트 중 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 상기 제1 세그먼트 스위칭 신호를 수신하는 단계;
상기 정류부를 오프 제어하는 단계;
상기 정류부의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면, 상기 제1 세그먼트를 오프 제어하는 단계; 및
상기 제2 세그먼트를 온 제어하고, 상기 정류부를 온 제어하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터의 동작 제어방법.
Rectifier for rectifying the input AC power; A plurality of switches connected in series to form a leg, the plurality of legs connected in parallel, and an inverter for supplying high frequency power through a plurality of segments formed based on a common contact between the switches of the different legs; And a control unit which turns on / off the rectifier and each switch, and controls a pulse width applied to each of the segments based on the power rectified by the rectifier.
Receiving the first segment switching signal when controlling to switch from a first segment to a second adjacent segment among the plurality of segments;
Controlling the rectifier off;
If the output voltage of the rectifier is less than or equal to a set value, controlling the first segment to be off; And
Controlling on the second segment and controlling on the rectifier
Operation control method of the power supply inverter comprising a.
제 5항에 있어서,
상기 제2 세그먼트의 턴온되어 인가되는 파형과 상기 제1 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 소정의 위상차가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터 제어방법.
6. The method of claim 5,
And controlling the phase difference between the waveform applied to the second segment and the waveform applied to the first segment to be a predetermined phase difference.
입력되는 교류 전원을 정류하는 정류부; 상기 정류부에 의해 정류된 전원을 DC/DC 변환하여 인버터로 공급하는 DC/DC 컨버터; 복수의 스위치가 직렬로 연결되어 레그를 이루며, 복수의 상기 레그가 병렬로 연결되고, 서로 다른 상기 레그의 상기 스위치 사이의 공통 접점에 기초하여 형성되는 복수의 세그먼트를 통해 고주파 전력을 공급하는 인버터; 및 상기 정류부, 상기 DC/DC 컨버터 및 각각의 상기 스위치를 온/오프하며, 상기 정류부에 의해 정류된 전원에 기초하여 각각의 상기 세그먼트에 인가되는 펄스폭을 제어하는 제어부를 포함하는 급전 인버터의 동작 제어방법에 있어서,
상기 복수의 세그먼트 중 제1 세그먼트에서 인접한 제2 세그먼트로 스위칭되도록 제어하는 경우, 상기 제1 세그먼트 스위칭 신호를 수신하는 단계;
상기 정류부를 오프 제어하는 단계;
상기 DC/DC 컨버터를 오프 제어하는 단계;
상기 DC/DC 컨버터의 출력 전압이 설정된 값 이하가 되면, 상기 제1 세그먼트를 오프 제어하는 단계; 및
상기 제2 세그먼트를 온 제어하고, 상기 DC/DC 컨버터를 온 제어한 후, 상기 정류부를 온 제어하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터의 동작 제어방법.
Rectifier for rectifying the input AC power; A DC / DC converter for DC / DC conversion of the power rectified by the rectifier to supply to the inverter; A plurality of switches connected in series to form a leg, the plurality of legs connected in parallel, and an inverter for supplying high frequency power through a plurality of segments formed based on a common contact between the switches of the different legs; And a controller for turning on / off the rectifier, the DC / DC converter, and each of the switches, and controlling a pulse width applied to each of the segments based on the power rectified by the rectifier. In the control method,
Receiving the first segment switching signal when controlling to switch from a first segment to a second adjacent segment among the plurality of segments;
Controlling the rectifier off;
Controlling off the DC / DC converter;
If the output voltage of the DC / DC converter is less than or equal to a set value, controlling off the first segment; And
Controlling the second segment on, controlling the DC / DC converter and controlling the rectifier on.
Operation control method of the power supply inverter comprising a.
제 7항에 있어서,
상기 제2 세그먼트의 턴온되어 인가되는 파형과 상기 제1 세그먼트에 인가되는 파형과의 위상차이가 소정의 위상차가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 급전 인버터 제어방법.
8. The method of claim 7,
And controlling the phase difference between the waveform applied to the second segment and the waveform applied to the first segment to be a predetermined phase difference.
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