KR102711748B1 - Hybrid type power converting apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 타입 전력 변환 장치가 개시된다. 본 발명의 하이브리드 타입 전력 변환 장치는, 3상 계통 교류전력을 와이-와이 결선 변압기를 통해 전력 변환하여 제1 직류전력으로 출력하는 제1 DC 링크; 3상 계통 교류전력을 와이-델타 결선 변압기를 통해 전력 변환하여 제2 직류전력으로 출력하는 제2 DC 링크; 제1 DC 링크와 제2 DC 링크의 제1 직류 전력과 제2 직류 전력을 합하여 출력하는 출력부; 및 제1 DC 링크와 제1 DC 링크에서 각각 출력되는 제1 직류 전력과 제2 직류 전력의 출력을 각각 조절하여 출력부의 출력전압을 조절하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention discloses a hybrid type power conversion device. The hybrid type power conversion device of the present invention is characterized by including: a first DC link which converts three-phase system AC power through a wye-wye connection transformer and outputs first DC power; a second DC link which converts three-phase system AC power through a wye-delta connection transformer and outputs second DC power; an output unit which combines the first DC power and the second DC power of the first DC link and the second DC link and outputs it; and a controller which controls the output of the first DC power and the second DC power output from the first DC link and the first DC link, respectively, and controls the output voltage of the output unit.
Description
본 발명은 하이브리드 타입 전력 변환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3상 변압기의 2차측에 와이결선과 델타결선으로 각각 DC 링크를 구성하여 직렬로 연결한 후 각각의 출력을 스위칭하여 출력 전압을 제어할 수 있는 하이브리드 타입 전력 변환 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid type power conversion device, and more specifically, to a hybrid type power conversion device capable of controlling an output voltage by connecting DC links in series, each configured with a wye connection and a delta connection on the secondary side of a three-phase transformer, and then switching each output.
일반적으로, 최근 환경 파괴로 인한 지구 온난화와 고유가 등의 문제로 자동차 업계에서는 전기 자동차의 개발을 급속히 진행하고 있다. 현재 전세계 메이저급 자동차 제작사들은 주요 개발 차량으로 전기 자동차를 만들기 위해 연구개발 중이다. In general, the automobile industry is rapidly developing electric vehicles due to recent environmental destruction-induced global warming and high oil prices. Currently, major automobile manufacturers around the world are conducting research and development to make electric vehicles their main development vehicles.
전기 자동차는 배기가스가 전혀 없으며, 소음이 아주 작은 장점이 있다. 그러나 전기 자동차는 배터리의 무거운 중량, 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 공해문제가 최근 심각해지면서 다시 개발되고 있으며, 재충전 가능한 배터리의 사용횟수 제한으로 인하여 배터리 자체만으로는 장거리 주행이 확보되지 않는 문제점이 있었다.Electric cars have the advantage of having no exhaust gas and very little noise. However, electric cars were not put into practical use due to problems such as the heavy weight of the battery and the time required for charging. However, they are being developed again as pollution problems have become more serious recently. In addition, there was a problem that long-distance driving was not secured with the battery itself due to the limited number of times the rechargeable battery could be used.
따라서 현재 시장에서는 화석연료와 배터리 같이 두 가지 동력원을 사용하는 하이브리드(Hybrid) 자동차가 북미지역을 중심으로 활발히 판매 사용되고 있다. Accordingly, hybrid vehicles that use two power sources, such as fossil fuels and batteries, are actively sold and used in the current market, mainly in North America.
전기 자동차의 경우 재충전 가능한 배터리(즉, 2차 전지의 성능 개선)와 기존의 전지특성과는 다른 특성을 가진 연료전지 등을 사용하는 방안이 마련되고 있다. 이에, 전기 자동차 내부의 배터리 충전과 잦은 교체주기에 따른 기존의 문제점이 점차 해결되어 가고 있다. In the case of electric vehicles, methods are being developed to use rechargeable batteries (i.e., improved performance of secondary batteries) and fuel cells with characteristics different from those of existing batteries. Accordingly, existing problems related to battery charging and frequent replacement cycles inside electric vehicles are gradually being resolved.
일반 도로 주행용 전기 자동차가 아닌 일부 소형 전기 자동차의 경우에는 이미 상용화되어 활발히 사용되고 있다. 예를 들어, 골프장의 골프 카트, 경기장의 선수 및 장비 이동용 차량, 실내 운전 차량, 실내 청소 차량 등에서 활발히 사용되고 있으며, 일반 상용 및 승용차에서도 전기자동차의 보급이 급속히 이루어지고 있다. Some small electric vehicles, not electric vehicles for general road use, have already been commercialized and are actively used. For example, they are actively used in golf carts on golf courses, vehicles for transporting players and equipment at stadiums, indoor driving vehicles, indoor cleaning vehicles, etc., and the spread of electric vehicles is also rapidly occurring in general commercial and passenger vehicles.
전기 자동차 및 하이브리드 자동차는 차량에 실려 있는 고전압 배터리를 충전하여 동력원으로 사용한다. 자동차에는 구동력을 위한 고전압 배터리와, 전자제어유닛의 동작을 위한 보조 배터리가 탑재되어 있다. Electric and hybrid vehicles use the high-voltage batteries onboard the vehicle to charge them as a power source. The vehicle is equipped with a high-voltage battery for driving power and an auxiliary battery for the operation of the electronic control unit.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1316125호(2013. 10. 11 공고, 차량의 배터리 충전 장치)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 1316125 (announced on October 11, 2013, battery charging device for vehicle).
이와 같이 전기자동차 등 모바일 장비에 배터리를 이용한 시스템이 일반화됨과 동시에 대용량화가 되고 있다. In this way, battery-based systems for mobile devices such as electric vehicles are becoming more widespread and their capacities are increasing.
따라서 다양한 대용량 ESS(Energy Storage System) 시스템을 충전하기 위해서는 일반적으로 3상 전원을 사용하여 전압조정영역이 넓은 충전기의 구성과 충전 시스템의 고 입력역률이 요구되고 있다. Therefore, in order to charge various large-capacity ESS (Energy Storage System) systems, a charger with a wide voltage regulation range using a three-phase power supply and a high input power factor of the charging system are generally required.
본 발명은 상기와 같은 요구에 따라 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 3상 변압기의 2차 측에 와이결선과 델타결선으로 각각 DC 링크를 구성하여 직렬로 연결한 후 각각의 출력을 스위칭하여 출력 전압을 제어할 수 있는 하이브리드 타입 전력 변환 장치를 제공하는 것이다. The present invention has been made in accordance with the above-mentioned needs, and an object of the present invention according to one aspect is to provide a hybrid type power conversion device capable of controlling the output voltage by connecting DC links in series, each configured with a wye connection and a delta connection on the secondary side of a three-phase transformer, and then switching each output.
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치는, 3상 계통 교류전력을 와이-와이 결선 변압기를 통해 전력 변환하여 제1 직류전력으로 출력하는 제1 DC 링크; 3상 계통 교류전력을 와이-델타 결선 변압기를 통해 전력 변환하여 제2 직류전력으로 출력하는 제2 DC 링크; 제1 DC 링크와 제2 DC 링크의 제1 직류 전력과 제2 직류 전력을 합하여 출력하는 출력부; 및 제1 DC 링크와 제1 DC 링크에서 각각 출력되는 제1 직류 전력과 제2 직류 전력의 출력을 각각 조절하여 출력부의 출력전압을 조절하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A hybrid type power conversion device according to one aspect of the present invention is characterized by including: a first DC link which converts three-phase system AC power through a wye-wye connection transformer and outputs first DC power; a second DC link which converts three-phase system AC power through a wye-delta connection transformer and outputs second DC power; an output unit which combines the first DC power and the second DC power of the first DC link and the second DC link and outputs it; and a controller which controls the output of the first DC power and the second DC power output from the first DC link and the first DC link, respectively, to control the output voltage of the output unit.
본 발명에서 제1 DC 링크는, 1차 측이 3상 계통과 와이 결선되고 2차 측이 와이 결선되어 전력을 변환하는 와이-와이 결선 변압기; 와이-와이 결선 변압기를 통해 승압이나 강압된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 제1 정류부; 제1 정류부에서 정류된 직류전력의 고조파를 제거하는 제1 필터부; 및 제어기의 제어에 따라 제1 DC 링크의 제1 직류전력의 출력을 스위칭하는 제1 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the first DC link is characterized by including: a wye-to-wye connection transformer whose primary side is wye-connected with a three-phase system and whose secondary side is wye-connected to convert power; a first rectifier which rectifies AC power that has been stepped up or down through the wye-to-wye connection transformer into DC power; a first filter which removes harmonics of the DC power rectified by the first rectifier; and a first switch which switches the output of the first DC power of the first DC link according to the control of the controller.
본 발명에서 제1 정류부는, 직렬로 연결된 두 개의 다이오드 세 쌍이 병렬로 연결되며, 직렬 연결된 두 개의 다이오드의 접점 각각에 와이-와이 결선 변압기로부터 출력되는 각 상전압이 연결되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the first rectifier is characterized in that three pairs of two diodes connected in series are connected in parallel, and each phase voltage output from the Y-Y connection transformer is connected to each contact point of the two diodes connected in series.
본 발명에서 제1 필터부는, LC 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the first filter unit is characterized by including an LC filter.
본 발명에서 제어기는, PWM 신호를 기반으로 제1 스위치의 듀티를 조절하여 출력전압을 조절하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the controller is characterized by controlling the output voltage by controlling the duty of the first switch based on a PWM signal.
본 발명에서 제2 DC 링크는, 1차 측이 3상 계통과 와이 결선되고 2차 측이 와이 결선되어 전력을 변환하는 와이-델타 결선 변압기; 와이-델타 결선 변압기를 통해 승압이나 강압된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 제2 정류부; 제2 정류부에서 정류된 직류전력의 고조파를 제거하는 제2 필터부; 및 제어기의 제어에 따라 제2 DC 링크의 제2 직류전력의 출력을 스위칭하는 제2 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the second DC link is characterized by including: a wye-delta connection transformer whose primary side is wye-connected with a three-phase system and whose secondary side is wye-connected to convert power; a second rectifier which rectifies AC power that has been stepped up or down through the wye-delta connection transformer into DC power; a second filter which removes harmonics of the DC power rectified by the second rectifier; and a second switch which switches the output of the second DC power of the second DC link according to the control of the controller.
본 발명에서 제2 정류부는, 직렬로 연결된 두 개의 다이오드 세 쌍이 병렬로 연결되며, 직렬 연결된 두 개의 다이오드의 접점 각각에 와이-델타 결선 변압기로부터 출력되는 각 상전압이 연결되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the second rectifier is characterized in that three pairs of two diodes connected in series are connected in parallel, and each phase voltage output from the wye-delta connection transformer is connected to each contact point of the two diodes connected in series.
본 발명에서 제2 필터부는, LC 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the second filter unit is characterized by including an LC filter.
본 발명에서 제어기는, PWM 신호를 기반으로 제2 스위치의 듀티를 조절하여 출력전압을 조절하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the controller is characterized in that it controls the output voltage by controlling the duty of the second switch based on a PWM signal.
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치는 3상 변압기의 2차 측에 와이결선과 델타결선으로 각각 DC 링크를 구성하여 직렬로 연결한 후 각각의 출력을 스위칭하여 출력 전압을 제어할 수 있어, 3상 전원을 사용하여 전압 조정영역이 넓은 충전기를 구성할 수 있을 뿐만 아니라 충전 시스템의 고 입력역률을 개선할 수 있다. A hybrid type power conversion device according to one aspect of the present invention can control the output voltage by connecting DC links in series with each other in a wye connection and a delta connection on the secondary side of a three-phase transformer and then switching each output, thereby enabling a charger with a wide voltage regulation range to be configured using a three-phase power supply and improving the high input power factor of the charging system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치를 나타낸 회로 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치에 의한 스위칭 상태에 따른 출력전압을 나타낸 그래프이다. FIG. 1 is a circuit diagram showing a hybrid type power conversion device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing output voltage according to a switching state by a hybrid type power conversion device according to one embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a hybrid type power conversion device according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. In this process, the thickness of lines and the size of components illustrated in the drawings may be exaggerated for the sake of clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치를 나타낸 회로 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치에 의한 스위칭 상태에 따른 출력전압을 나타낸 그래프이다. FIG. 1 is a circuit diagram showing a hybrid type power conversion device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing an output voltage according to a switching state by a hybrid type power conversion device according to one embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 타입 전력 변환 장치는, 제1 DC 링크(10), 제2 DC 링크(20), 출력부(30) 및 제어기(40)를 포함할 수 있다. As illustrated in FIG. 1, a hybrid type power conversion device according to one embodiment of the present invention may include a first DC link (10), a second DC link (20), an output unit (30), and a controller (40).
제1 DC 링크(10)는 3상 계통 교류전력을 와이-와이 결선 변압기(12)를 통해 전력 변환하여 제1 직류전력으로 출력할 수 있다. The first DC link (10) can convert three-phase system AC power into power through a Y-Y connection transformer (12) and output it as first DC power.
여기서, 제1 DC 링크(10)는 와이-와이 결선 변압기(12), 제1 정류부(14), 제1 필터부(16) 및 제1 스위치(18)를 포함할 수 있다 Here, the first DC link (10) may include a Y-Y connection transformer (12), a first rectifier (14), a first filter (16), and a first switch (18).
와이-와이 결선 변압기(12)는 1차 측이 3상 계통과 와이 결선되고 2차 측이 와이 결선되어 권선비에 따라 승압이나 강압하여 전력을 변환할 수 있다. A wye-wye connected transformer (12) has its primary side connected to a three-phase system and its secondary side connected to a wye, and can convert power by stepping up or stepping down depending on the turns ratio.
제1 정류부(14)는 와이-와이 결선 변압기(12)를 통해 승압이나 강압된 교류전력을 직류전력으로 정류할 수 있다. The first rectifier (14) can rectify AC power that has been stepped up or down through a Y-Y connection transformer (12) into DC power.
여기서, 제1 정류부(14)는 직렬로 연결된 두 개의 다이오드 세 쌍이 병렬로 연결되며, 직렬 연결된 두 개의 다이오드의 접점 각각에 와이-와이 결선 변압기(12)로부터 출력되는 각 상전압이 연결되는 6상 다이오드 정류기 구조로 이루어질 수 있다. Here, the first rectifier (14) may be configured as a six-phase diode rectifier structure in which three pairs of two diodes connected in series are connected in parallel, and each phase voltage output from the Y-Y connection transformer (12) is connected to each of the contact points of the two diodes connected in series.
제1 필터부(16)는 제1 정류부(14)에서 정류된 직류전력의 고조파를 LC 필터를 통해 제거할 수 있다. The first filter unit (16) can remove harmonics of the DC power rectified in the first rectifier unit (14) through an LC filter.
제1 스위치(18)는 제어기(40)의 제어에 따라 제1 DC 링크(10)의 제1 직류전력의 출력을 스위칭하여 출력전압(Vout)을 조절할 수 있다. The first switch (18) can control the output voltage (Vout) by switching the output of the first direct current power of the first DC link (10) according to the control of the controller (40).
여기서, 제어기(40)는 PWM 신호를 기반으로 제1 스위치(18)의 듀티를 조절하여 출력전압(Vout)을 조절할 수 있다. Here, the controller (40) can control the output voltage (Vout) by adjusting the duty of the first switch (18) based on the PWM signal.
제2 DC 링크(20)는 3상 계통 교류전력을 와이-델타 결선 변압기(22)를 통해 전력 변환하여 제2 직류전력으로 출력할 수 있다. The second DC link (20) can convert three-phase system AC power into power through a wye-delta connection transformer (22) and output it as second DC power.
여기서, 제2 DC 링크(20)는 와이-델타 결선 변압기(22), 제2 정류부(24), 제2 필터부(26) 및 제2 스위치(28)를 포함할 수 있다 Here, the second DC link (20) may include a wye-delta connection transformer (22), a second rectifier (24), a second filter (26), and a second switch (28).
와이-델타 결선 변압기(22)는 1차 측이 3상 계통과 와이 결선되고 2차 측이 델타 결선되어 권선비에 따라 승압이나 강압하여 전력을 변환할 수 있다. A wye-delta connected transformer (22) has its primary side connected with a three-phase system in the wye manner and its secondary side connected in the delta manner, and can convert power by stepping up or stepping down depending on the turns ratio.
제2 정류부(24)는 와이-델타 결선 변압기(22)를 통해 승압이나 강압된 교류전력을 직류전력으로 정류할 수 있다. The second rectifier (24) can rectify the AC power that has been stepped up or down through the wye-delta connection transformer (22) into DC power.
여기서, 제2 정류부(24)는 직렬로 연결된 두 개의 다이오드 세 쌍이 병렬로 연결되며, 직렬 연결된 두 개의 다이오드의 접점 각각에 와이-델타 결선 변압기(22)로부터 출력되는 각 상전압이 연결되는 6상 다이오드 정류기 구조로 이루어질 수 있다. Here, the second rectifier (24) may be configured as a six-phase diode rectifier structure in which three pairs of two diodes connected in series are connected in parallel, and each phase voltage output from the wye-delta connection transformer (22) is connected to each contact point of the two diodes connected in series.
제2 필터부(26)는 제2 정류부(24)에서 정류된 직류전력의 고조파를 LC 필터를 통해 제거할 수 있다. The second filter unit (26) can remove harmonics of the DC power rectified in the second rectifier unit (24) through an LC filter.
제2 스위치(28)는 제어기(40)의 제어에 따라 제2 DC 링크(200의 제2 직류전력의 출력을 스위칭하여 출력전압(Vout)을 조절할 수 있다. The second switch (28) can control the output voltage (Vout) by switching the output of the second DC power of the second DC link (200) according to the control of the controller (40).
여기서, 제어기(40)는 PWM 신호를 기반으로 제2 스위치(28)의 듀티를 조절하여 출력전압(Vout)을 조절할 수 있다. Here, the controller (40) can control the output voltage (V out ) by adjusting the duty of the second switch (28) based on the PWM signal.
출력부(30)는 제1 DC 링크(10)와 제2 DC 링크(20)를 직렬 연결시킴으로써, 제1 직류 전력(Vo2)과 제2 직류 전력(Vo1)을 합하여 출력할 수 있다. The output section (30) can output the first DC power (V o2 ) and the second DC power (V o1 ) by connecting the first DC link (10) and the second DC link (20) in series.
여기서, 출력부(30)는 제1 DC 링크(10)와 제2 DC 링크(20)의 출력단에 프리휠 다이오드가 각각 연결되고, LC 필터가 구비되어 직렬 출력되는 제1 직류 전력(Vo2)과 제2 직류 전력(Vo1)의 고조파를 제거할 수 있다. Here, the output section (30) is equipped with a freewheel diode connected to each of the output terminals of the first DC link (10) and the second DC link (20), and an LC filter to remove harmonics of the first DC power (V o2 ) and the second DC power (V o1 ) output in series.
제어기(40)는 제1 DC 링크(10)와 제1 DC 링크(20)에서 각각 출력되는 제1 직류 전력(Vo2)과 제2 직류 전력(Vo1)의 출력을 각각 조절하여 출력부(30)의 출력전압(Vout)을 조절할 수 있다. The controller (40) can control the output voltage (V out) of the output unit (30) by controlling the output of the first DC power (V o2 ) and the second DC power (V o1 ) output from the first DC link (10) and the first DC link ( 20 ), respectively.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 제어기(40)가 제1 스위치(18)와 제2 스위치(28)의 듀티를 0.5 이하로 조절할 경우에는 (a)와 같이 제1 스위치(18, Qu)와 제2 스위치(28, Qd)가 온 되는 시간 동안 제1 DC 링크(10)의 출력전압(Vo2)과 제2 DC 링크(20)의 출력전압(Vo1)이 각각 출력된다. For example, as shown in Fig. 2, when the controller (40) adjusts the duty of the first switch (18) and the second switch (28) to 0.5 or less, the output voltage (V o2) of the first DC link (10) and the output voltage (V o1 ) of the second DC link (20) are output respectively during the time when the first switch (18, Q u ) and the second switch (28, Q d ) are turned on, as in (a).
그러나 제어기(40)가 제1 스위치(18)와 제2 스위치(28)의 듀티가 0.5를 초과하도록 조절할 경우에는 (b)와 같이 제1 스위치(18, Qu)와 제2 스위치(28, Qd)가 온 되는 시간이 중첩되면서 제1 DC 링크(10)의 출력전압(Vo2)과 제2 DC 링크(20)의 출력전압(Vo1)이 합산되어 최종 출력전압(Vout)으로 출력된다. However, when the controller (40) adjusts the duty of the first switch (18) and the second switch (28) to exceed 0.5, the time when the first switch (18, Q u ) and the second switch (28, Q d ) are turned on overlaps as in (b), and the output voltage (V o2 ) of the first DC link (10) and the output voltage (V o1 ) of the second DC link (20) are added together and output as the final output voltage (V out ).
따라서, 듀티가 0.5 이하에서는 제1 스위치(28)와 제2 스위치(28)의 PWM 신호를 180도 위상차를 갖도록 하여 제1 DC 링크(10)의 출력전압(Vo2)과 제2 DC 링크(20)의 출력전압(Vo1)이 번갈아가면서 출력되어 스위칭 주파수가 2배가 되는 효과를 얻을 수 있으며, 출력부(30)의 최종 출력전압(Vout)을 더 높게 조정할 경우 듀티를 0.5를 초과하도록 증가시키면 제1 DC 링크(10)의 출력전압(Vo2)과 제2 DC 링크(20)의 출력전압(Vo1)인 Vo1 + Vo2 전압 레벨까지 전압 조정영역을 넓힐 수 있다. Accordingly, when the duty is 0.5 or less, the PWM signals of the first switch (28) and the second switch (28) are made to have a phase difference of 180 degrees so that the output voltage (V o2 ) of the first DC link (10) and the output voltage (V o1 ) of the second DC link (20) are output alternately, thereby obtaining the effect of doubling the switching frequency, and when the final output voltage (V out ) of the output section (30) is adjusted higher and the duty is increased to exceed 0.5, the voltage adjustment range can be expanded to the voltage level of V o1 + V o2 , which is the output voltage (V o2 ) of the first DC link (10) and the output voltage (V o1 ) of the second DC link (20).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 타입 전력 변환 장치에 따르면, 3상 변압기의 2차 측에 와이결선과 델타결선으로 각각 DC 링크를 구성하여 직렬로 연결한 후 각각의 출력을 스위칭하여 출력 전압을 제어할 수 있어, 3상 전원을 사용하여 전압 조정영역이 넓은 충전기를 구성할 수 있을 뿐만 아니라 충전 시스템의 고 입력역률을 개선할 수 있다. As described above, according to the hybrid type power conversion device according to the embodiment of the present invention, DC links are respectively configured in the secondary side of the three-phase transformer with the wye connection and the delta connection, and then each output is switched to control the output voltage, so that not only can a charger with a wide voltage regulation range be configured using a three-phase power supply, but also the high input power factor of the charging system can be improved.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.The implementations described herein may be implemented as, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream or a signal. Even if discussed in the context of only a single form of implementation (e.g., discussed only as a method), the implementation of the discussed features may also be implemented in other forms (e.g., as an apparatus or a program). The apparatus may be implemented as suitable hardware, software, firmware, and the like. The method may be implemented in a device such as a processor, which generally refers to a processing device including, for example, a computer, a microprocessor, an integrated circuit, or a programmable logic device. A processor also includes a communication device such as a computer, a cell phone, a personal digital assistant ("PDA"), and other devices that facilitate communication of information between end-users.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims below.
10 : 제1 DC 링크 12 : 와이-와이 결선 변압기
14 : 제1 정류부 16 : 제1 필터부
18 : 제1 스위치 20 : 제2 DC 링크
22 : 와이-델타 결선 변압기 24 : 제2 정류뷰
26 : 제2 필터부 28 : 제2 스위치
30 : 출력부 40 : 제어기10: DC link 12: Y-Y wiring transformer
14: 1st rectifier 16: 1st filter
18: 1st switch 20: 2nd DC link
22: Wye-Delta Wiring Transformer 24: Second Rectifier View
26: Second filter section 28: Second switch
30: Output section 40: Controller
Claims (9)
상기 3상 계통 교류전력을 와이-델타 결선 변압기를 통해 전력 변환하여 제2 직류전력으로 출력하는 제2 DC 링크;
상기 제1 DC 링크와 상기 제2 DC 링크의 상기 제1 직류 전력과 상기 제2 직류 전력을 합하여 출력하는 출력부; 및
상기 제1 DC 링크와 상기 제2 DC 링크에서 각각 출력되는 상기 제1 직류 전력과 상기 제2 직류 전력의 출력을 각각 조절하여 상기 출력부의 출력전압을 조절하는 제어기;를 포함하되,
상기 제1 DC 링크는,
1차 측이 상기 3상 계통과 와이 결선되고 2차 측이 와이 결선되어 전력을 변환하는 와이-와이 결선 변압기;
상기 와이-와이 결선 변압기를 통해 승압이나 강압된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 제1 정류부;
상기 제1 정류부에서 정류된 직류전력의 고조파를 제거하는 제1 필터부; 및
상기 제어기의 제어에 따라 상기 제1 DC 링크의 상기 제1 직류전력의 출력을 스위칭하는 제1 스위치;를 포함하고,
상기 제어기는, PWM 신호를 기반으로 상기 제1 스위치의 듀티를 조절하여 상기 출력전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입 전력 변환 장치.
A first DC link that converts three-phase AC power into first DC power through a Wi-Fi connection transformer;
A second DC link that converts the three-phase AC power of the above system into power through a wye-delta connection transformer and outputs it as second DC power;
An output unit that outputs the first DC power and the second DC power of the first DC link and the second DC link by combining them; and
A controller for controlling the output voltage of the output section by controlling the output of the first DC power and the second DC power output from the first DC link and the second DC link, respectively;
The above first DC link,
A wye-wye connected transformer whose primary side is wye-connected to the three-phase system and whose secondary side is wye-connected to convert electric power;
A first rectifier that rectifies AC power, which has been stepped up or down through the above-mentioned Wi-Fi connection transformer, into DC power;
A first filter section for removing harmonics of the DC power rectified in the first rectifier section; and
A first switch for switching the output of the first DC power of the first DC link according to the control of the controller;
A hybrid type power conversion device, characterized in that the controller controls the output voltage by controlling the duty of the first switch based on a PWM signal.
In the first paragraph, the first rectifier is a hybrid type power conversion device characterized in that two diode pairs connected in series are connected in parallel, and each phase voltage output from the Y-Y connection transformer is connected to each of the contact points of the two diodes connected in series.
A hybrid type power conversion device, characterized in that in claim 1, the first filter section includes an LC filter.
상기 3상 계통 교류전력을 와이-델타 결선 변압기를 통해 전력 변환하여 제2 직류전력으로 출력하는 제2 DC 링크;
상기 제1 DC 링크와 상기 제2 DC 링크의 상기 제1 직류 전력과 상기 제2 직류 전력을 합하여 출력하는 출력부; 및
상기 제1 DC 링크와 상기 제2 DC 링크에서 각각 출력되는 상기 제1 직류 전력과 상기 제2 직류 전력의 출력을 각각 조절하여 상기 출력부의 출력전압을 조절하는 제어기;를 포함하되,
상기 제2 DC 링크는,
1차 측이 상기 3상 계통과 와이 결선되고 2차 측이 와이 결선되어 전력을 변환하는 와이-델타 결선 변압기;
상기 와이-델타 결선 변압기를 통해 승압이나 강압된 교류전력을 직류전력으로 정류하는 제2 정류부;
상기 제2 정류부에서 정류된 직류전력의 고조파를 제거하는 제2 필터부; 및
상기 제어기의 제어에 따라 상기 제2 DC 링크의 상기 제2 직류전력의 출력을 스위칭하는 제2 스위치;를 포함하고,
상기 제어기는, PWM 신호를 기반으로 상기 제2 스위치의 듀티를 조절하여 상기 출력전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입 전력 변환 장치.
A first DC link that converts three-phase AC power into first DC power through a Wi-Fi connection transformer;
A second DC link that converts the three-phase AC power of the above system into power through a wye-delta connection transformer and outputs it as second DC power;
An output unit that outputs the first DC power and the second DC power of the first DC link and the second DC link by combining them; and
A controller for controlling the output voltage of the output section by controlling the output of the first DC power and the second DC power output from the first DC link and the second DC link, respectively;
The above second DC link,
A wye-delta connected transformer whose primary side is wye-connected to the three-phase system and whose secondary side is wye-connected to convert power;
A second rectifier that rectifies AC power, which has been stepped up or down through the above-mentioned Wye-Delta connection transformer, into DC power;
A second filter section for removing harmonics of the DC power rectified in the second rectifier section; and
A second switch for switching the output of the second DC power of the second DC link according to the control of the controller;
A hybrid type power conversion device, characterized in that the controller controls the output voltage by controlling the duty of the second switch based on a PWM signal.
In the sixth paragraph, the second rectifier is a hybrid type power conversion device characterized in that two diode pairs connected in series are connected in parallel, and each phase voltage output from the wye-delta connection transformer is connected to each of the contact points of the two diodes connected in series.
A hybrid type power conversion device, characterized in that in claim 6, the second filter unit includes an LC filter.
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