개요

체계적인 경영 및 전사적 품질 혁신으로 고객 감동을 실현하겠습니다.

전원절체 기술(위상동기 절체)
  • 전원A와 전원B의 위상을 감지하여 절체 명령 시 위상이 일치할 때, 0(Zero)지점에서 절체 하는 방식(Zero Crossing)으로 급격한 부하 전류의 시동 시에 발생하는 노이즈나 돌입전류, 절체 실패가 발생 하지 않도록 하는 기술
  • 0(Zero) 지점에서의 안정적인 절체를 위해 IXYS사의 SCR과 전용 게이트 드라이버를 개발하여 사용하고 있음.
  • 절체 타이밍 오차 개선과 전원 관리의 안정성 있는 설계를 위해 TI 사의 DSP IC를 사용하여 디지털로 제어 함.
▪ 전원절체 시스템 주요 구성도
  • 총 3CH의 입력전압과 1CH의 인버터 전압을 감시, 관리
  • 각 입력전원부에 소비전력이 낮은 방전저항을 적용하여 무순단 절체 시 위상 충돌 최소화 설계
  • SCR과 전용 게이트 드라이버로 계전기 조립체 구성 설계
적용 장비
전원
절체
절체 파형 설 명

CH1(노란색) : 출력전압     CH2(파란색) : 절체 대상 전압
  • 위상이 일치되는 지점에서 절체를 하고 0(Zero) 지점에서 ON 되는 것을 확인할 수 있음.
무순단
절체

CH1(노란색) : 출력전압     CH2(파란색) : 인버터 전압
  • 전원이 끊어지고 0(Zero) 지점에서 ON 되는 것을 확인할 수 있음.
  • Zero 지점에서 On 될 시, 위상충돌이나 돌입전류를 방지하여 안정적으로 전원공급이 가능
전력변환 기술 (AC/DC)
  • PFC(Power Factor Correction)라고도 하며, 교류 220V 전압을 직류 400V 전압으로 변환해주는 기술
  • 사용처와 전력량에 따라 2가지 토폴로지를 사용하여 기술개발
적용 장비
구 분 Boost PFC 설계 방식 3Phase interleaved Totem-Pole Bridgeless 설계 방식
특 징
  • ST사의 PFC 전용 IC와 하드웨어로 구현
  • - 안정적인 동작이 가능하나 보호회로 구현이 어렵고 사이즈 적인 측면에서 한계가 다소 있음
  • - 소형화와 정밀제어가 불필요한 통상적인 전원공급장치에 사용 (일반 상용 UPS, 배전 설비용 PFC 등)
  • - 초충 회로와 릴레이를 사용하여 초기 구동 시 돌입전류 방지 설계
  • TI사의 DSP와 Gan FET를 적용하여 디지털 설계
  • - 부하에 따라 전류를 분산하는 방식으로 효율 개선 및 사이즈 축소가 용이함
  • - 전력용량 대비 사이즈를 작게 설계 가능하며 98.6% 효율과 안정적인 보호기능 구현이 가능함으로 공간대비 신뢰성을 요구하는 전원 공급장치에 사용 (전기 차량용 On-Board Charger 등)
  • - 초충 회로와 릴레이를 사용하여 초기 구동 시 돌입전류 방지 설계
토폴로지
전력변환 기술(DC/AC)
  • 직류 400V 전압을 교류 220V 전압으로 변환해주는 기술(인버터)
  • 단상 Full Bridge Inverter 방식을 사용하며 TI사의 DSP 보드를 사용하여 디지털 제어로 구현
  • 주요 스위칭 소자는 IGBT 이며, 안정적인 제어를 위해 블록 형태의 소자를 사용하여 구현함
  • 평시 위상동기 회로(PLL : Phase-Locked Loop)를 통해 입력 된 전원의 위상을 맞추어 출력전압과 주파수를 제어하기 때문에 정전 시, 상 충돌없이 UPS모드로 안정적인 절체가 가능하도록 함
  • UPS 모드에서는 인버터가 입력전원 원이 됨으로 별도의 위상 동기(PLL) 없이 자체 위상으로 동작함
▪ 전력변환 시스템 주요 구성도
  • 전력변환 시스템 구현을 위해 PFC(AC/DC 변환)와 시스템으로 구성
  • 교류 입력전압과 출력전압 직류 전압 등을 센싱 하여 위상동기(PLL) 및 자체 위상 제어가 가능하도록 구성 설계
  • CAN통신을 사용하여 상태정보 송/수신 및 명령 제어 설계
적용 장비
토폴로지
위상동기
(PLL)

Ch1(파란색) : 입력 파형     Ch2(연청색) : 인버터 파형
양방향 변환 기술
  • 충전 모드와 방전 모드의 전환이 가능한 전력변환 기술
  • 충전모드 : DC 400V 전압을 충전기 입력 전압 30V로 강압하여 변환
  • 방전모드 : 2차전지(21~29.7V) 전압을 DC 400V로 승압하여 인버터가 UPS 동작이 가능하도록 전원 공급
  • 충전모드에서는 Phase Shift Full-Bridge 방식을 사용, 승압 모드에서는 Push-Pull 방식을 사용하여 양방향 동작이 가능하도록 설계
  • TI사의 DSP를 사용하여 IGBT와 MOSFET을 사용한 디지털 제어로 구현
  • 불필요 소비전력을 최소화 하기 위해 내부 온도에 따른 냉각 팬 ON/OFF 제어 기능 구현
▪ 양방향 변환장치 제어 블럭도
  • 전압 및 전류 센싱, 전체 신호와 통신 인터페이스 등은 OP-AMP와 Optocouplers, Photocoupler 등으로 절연하여 설계
  • 스위칭 소자의 안정적인 동작을 위해 CPLD 제어로직 펌웨어 설계를 적용 하여 IGBT와 FET, 다이오드 등을 제어하여 버퍼를 통한 제어 안정화와 오동작 방지 등을 통한 제어 신뢰성을 향상 시킴
적용 장비
토폴로지
충전 기술
  • 입력받은 전원을 2차전지(Li-ion, NiCd, Lead-Acid 등) 충전 전압으로 변환하여 충전해주는 기술
  • 교류 전원 공급 시에는 외부 상용전원을 입력 받아 메인 배터리 전압을 충전
  • 직류 전원 공급 시에는 메인 배터리에서 전원을 공급받아 보조 배터리 충전 및 전장품이 구동으로 사용
  • TI사의 DSP를 적용한 디지털 제어 및 충전 알고리즘(정전류-정전압)으로 제어하며, 과전압, 과전류에 대한 보호기능 내장 설계
  • CAN 통신을 통해 상위 부품과 통신을 통해 신뢰성 확보
  • ZVS(Zero Voltage Switching)기술 적용으로 안정성과 높은 충전 효율 설계
▪ 교류 입력 시 충전기 구성
  • 교류 전원 공급 시 : 교류 전원 공급에 따라 효율을 증대하기 위한 역률 보상 회로(PFC), DC-DC Converter, MCU로 구성 설계(적용 예시 : 전기차용 OBC, 군용 휴대용 충전기 등)
▪ 직류 입력 시 충전기 구성
  • 직류 전원 공급 시 : 교류전원과 달리 역률 보상회로(PFC)가 없으며, DC-DC Converter와 MCU로 구성됨(적용 예시 : 전술차량 용 Low DC-DC Converter 등)
적용 장비
토폴로지
배터리 관리 시스템(BMS)
  • 2차전지(Li-ion 계열) 전압을 모니터링 하여 2차전지를 안정적으로 동작시키기 위한 기술
  • 정확한 계산과 안정적인 감시를 위해 TI사의 BMS 전용 IC를 사용하여 관리
  • - Cell 수 증가에 따른 확장성과 14Bit ADC 회로를 내장하고 있어 높은 정확도의 제어가 가능
  • 각 CELL 전압/전류/온도 등 모니터링 관리
  • 방전저항과 FET를 이용한 Passive Cell Balancing 적용
  • - Active Cell Balancing의 경우, 개발은 하였으나 단가대비 효율이 좋지 못하여 Passive Cell Balancing 개발 적용 설계
  • 절연 통신 인터페이스 적용, 과전압 저전압, 과열 및 통신 오류 등 오류 조건을 모니터링 하고 감시
  • 인터페이스 용 MCU를 추가 적용하여 외부 CAN 인터페이스 적용
  • Cell 단위 발열패드 적용으로 방열 최적 설계
  • 충/방전 릴레이를 구성하여 상황에 따른 빠른 차단으로 2차전지 보호
▪ BMS 시스템 구성도
  • 각각의 Cell은 Low Pass 필터를 통해 안정적인 Cell 전압 센싱
  • Cell 수 증가에 따른 확장 시, 호스트 컨트롤러와 각각의 IC는 Daisy-chain 방식을 적용하였고 Common-Mode 필터와 TVS Diode를 적용하여 안정적인 통신을 중점으로 설계
  • BMS의 경우 온도관리가 중요함으로 IC 내부 온도 센싱 기능과 외부 각 Cell에 온도 센서를 추가 적용하여 온도에 대한 정확성 향상 설계