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제 1 전원에 직렬로 연결되어 제 1 스위칭 신호에 따른 온 및 오프 동작을 통해 상기 제 1 전원으로부터 인가되는 제 1 전압을 스위칭하는 제 1 스위칭부;탭(tap)을 갖는 제 1 차 측 권선, 및 제 2 차 측 권선을 포함하고, 상기 제 1 차 측 권선으로 인가된 상기 스위칭된 제 1 전압을 변압하는 변압기;제 2 전원에 직렬로 연결되어 제 2 스위칭 신호에 따른 온 및 오프 동작을 통해 상기 제 2 전원으로부터 인가되는 제 2 전압을 스위칭하는 제 2 스위칭부;상기 제 2 차 측 권선과 상기 제 2 스위칭부 사이에 직렬로 연결되어 상기 변압된 제 1 전압과 상기 스위칭된 2 전압 사이의 차 전압을 인가받는 인덕터; 및벅 모드 또는 부스트 모드 하에서 가변되는 상기 제 2 전압을 측정하고, 상기 측정된 제 2 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여, 상기 측정된 제 2 전압이 상기 기 설정된 기준 전압보다 크면, 상기 스위칭된 제 1 전압이 상기 탭과 상기 제 1 차 측 권선의 제 1 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하고, 상기 측정된 제 2 전압이 상기 기 설정된 기준 전압 이하이면, 상기 스위칭된 제 1 전압이 상기 제 1 단부와 상기 제 1 차 측 권선의 제 2 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 DC-DC 컨버터
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제 1 전원에 직렬로 연결되어 제 1 스위칭 신호에 따른 온 및 오프 동작을 통해 상기 제 1 전원으로부터 인가되는 제 1 전압을 스위칭하는 제 1 스위칭부;탭(tap)을 갖는 제 1 차 측 권선, 및 제 2 차 측 권선을 포함하고, 상기 제 1 차 측 권선으로 인가된 상기 스위칭된 제 1 전압을 변압하는 변압기;제 2 전원에 직렬로 연결되어 제 2 스위칭 신호에 따른 온 및 오프 동작을 통해 상기 제 2 전원으로부터 인가되는 제 2 전압을 스위칭하는 제 2 스위칭부;상기 제 2 차 측 권선과 상기 제 2 스위칭부 사이에 직렬로 연결되어 상기 변압된 제 1 전압과 상기 스위칭된 2 전압 사이의 차 전압을 인가받는 인덕터; 및벅 모드 또는 부스트 모드 하에서 가변되는 상기 제 2 전압을 측정하고, 상기 측정된 제 2 전압에 기초하여, 상기 스위칭된 제 1 전압이 상기 제 1 차 측 권선의 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 인가되거나, 상기 탭과 상기 제 1 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하는 제어부를 포함하되,상기 제 1 차 측 권선의 탭과 상기 제 1 단부 사이의 권선 수, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이의 권선수 및 상기 제 2 차 측 권선의 권선수는,상기 탭과 상기 제 1 단부 사이에 인가되어 상기 변압기에 의해 변압된 전압의 크기가 최대 제 2 전압의 크기보다 크고, 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이에 인가되어 상기 변압기에 의해 변압된 전압의 크기가 기 설정된 기준 전압의 크기보다 크도록 결정되는 것을 특징으로 하는 양방향 DC-DC 컨버터
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제1항에 있어서,상기 양방향 DC-DC 컨버터는,상기 제 1 전원 및 상기 제 1 스위칭부에 병렬로 연결되어 상기 제 1 전압을 클램핑(clamping)하는 제 1 커패시터; 및상기 제 2 전압 및 상기 제 2 스위칭부에 병렬로 연결되어 상기 제 2 전압을 클램핑하는 제 2 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 DC-DC 컨버터
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5
제1항에 있어서,상기 제 1 스위칭부 및 상기 제 2 스위칭부 각각은,복수 개의 스위치를 포함하고,상기 제어부는,상기 복수 개의 스위치 각각의 온 및 오프 동작을 제어하기 위한 상기 제 1 스위칭 신호와 상기 제 2 스위칭 신호를 상기 복수 개의 스위치 각각으로 전송하는 것을 특징으로 하는 양방향 DC-DC 컨버터
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6 |
6
제1항에 있어서,상기 제 1 스위칭부 및 상기 제 2 스위칭부 각각은,풀 브릿지(full bridge) 회로, 하프 브릿지(half bridge) 회로 또는 센터 탭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터
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7
제6항에 있어서,상기 제 1 스위칭부가 풀 브릿지 회로인 경우, 상기 제 1 스위칭부는 서로 직렬 연결되고 상기 제 1 전원과는 병렬로 연결되는 제 1 스위치와 제 2 스위치, 서로 직렬 연결되고 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치에는 병렬로 연결되는 제 3 스위치와 제 4 스위치, 및 서로 직렬 연결되고 상기 제 3 스위치와 제 4 스위치에는 병렬로 연결되는 제 5 스위치와 제 6 스위치를 포함하되,상기 제어부는,상기 측정된 제 2 전압이 상기 기 설정된 기준 전압보다 크면, 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치 사이의 접점과 상기 제 3 스위치와 제 4 스위치 사이의 접점 사이의 전압이 상기 탭과 상기 제 1 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하고,상기 측정된 제 2 전압이 상기 기 설정된 기준 전압 이하이면, 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치 사이의 접점과 상기 제 5 스위치와 제 6 스위치 사이의 접점 사이의 전압이 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하는 것을 특징으로 하는 양방향 DC-DC 컨버터
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8 |
8
제6항에 있어서,상기 제 1 스위칭부가 하프 브릿지 회로인 경우,상기 제 1 스위칭부는, 서로 직렬 연결되고 상기 제 1 전원과는 병렬로 연결되는 제 3 커패시터와 제 4 커패시터, 서로 직렬 연결되고 상기 제 3 커패시터와 제 4 커패시터에는 병렬로 연결되는 제 7 스위치와 제 8 스위치, 및 서로 직렬 연결되고 상기 제 7 스위치와 제 8 스위치에는 병렬로 연결되는 제 9 스위치와 제 10 스위치를 포함하되,상기 제어부는,상기 측정된 제 2 전압이 상기 기 설정된 기준 전압보다 크면, 상기 제 3 커패시터와 제 4 커패시터 사이의 접점과 상기 제 7 스위치와 제 8 스위치 사이의 접점 사이의 전압이 상기 탭과 상기 제 1 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하고,상기 측정된 제 2 전압이 상기 기 설정된 기준 전압 이하이면, 상기 제 3 커패시터와 제 4 커패시터 사이의 접점과 상기 제 9 스위치와 제 10 스위치 사이의 접점 사이의 전압이 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하는 것을 특징으로 하는 양방향 DC-DC 컨버터
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양방향 DC-DC 컨버터의 벅 모드 또는 부스트 모드 하에서 가변되는 배터리의 전압을 측정하는 단계;상기 측정된 배터리의 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여, 상기 측정된 배터리의 전압이 상기 기 설정된 기준 전압보다 크면, 제 1 전원에 직렬로 연결된 제 1 스위칭부에 의해 스위칭되는 상기 제 1 전원의 제 1 전압이 변압기의 탭과 상기 변압기의 제 1 차 측 권선의 제 1 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하고, 상기 측정된 배터리의 전압이 상기 기 설정된 기준 전압 이하이면, 상기 제 1 스위칭부에 의해 스위칭되는 제 1 전압이 상기 제 1 단부와 상기 제 1 차 측 권선의 제 2 단부 사이에 인가되도록 하는 제 1 스위칭 신호를 상기 제 1 스위칭부로 전송하는 단계;상기 제 1 스위칭부를 이용하여, 상기 제 1 스위칭 신호에 따른 온 및 오프 동작을 통해 상기 제 1 전원으로부터 인가되는 제 1 전압을 스위칭하는 단계;상기 변압기를 이용하여 상기 스위칭된 제 1 전압을 변압하는 단계;상기 배터리에 직렬로 연결된 제 2 스위칭부를 이용하여, 제 2 스위칭 신호에 따른 온 및 오프 동작을 통해 상기 배터리로부터 인가되는 제 2 전압을 스위칭하는 단계;상기 변압된 제 1 전압과 상기 스위칭된 제 2 전압 사이의 차 전압을 상기 변압기의 제 2 차 측 권선과 상기 제 2 스위칭부 사이에 직렬로 연결된 인덕터에 인가하는 단계; 및상기 인덕터를 통해 흐르는 전류를 이용하여 상기 배터리를 충전 또는 방전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리의 충방전 방법
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