LV TSAL 1차 설계

[23 최용준]

TSAL은 차량의 전압 상태에 대한 등을 점등하는 회로이다.

크게 녹색등과 점멸적색등을 이용한다.

먼저 녹색등의 점등 조건이다.

1. 모든 AIR가 개방

2. 초기 충전 릴레이 개방

3. 축전지박스 내부 AIR의 차량 쪽 전압이 60V DC 이하의 전압

이때 1, 2번 조건이 경우 AIR나 릴레이의 실제 기구적 상태를 감지해야 한다고 한다.

초기 충전 릴레이의 경우는 DPXT 형태의 릴레이를 사용하면 이를 감지할 수 있다.

AIR의 경우에는 Aux. Contact를 이용해 감지할 수 있다. 그러나 우리가 사용하는 AIR인 EV200AAANA는 Aux. Contact를 제공하지 않는다. 그리하여 AIR의 재구매를 고려하였는데, AIR의 개당 가격이 약 30만원으로 매우 부담되는 가격이어서 기각되었다.

그래서 아래의 회로를 만들었다.

1. AIR Checker

기본 원리는 AIR 두 단자 사이의 저항에 기반한 것이다.

AIR가 오픈 된 경우 저항은 무한대로 볼 수 있고, AIR가 닫힌 경우 저항은 0에 수렴한다고 볼 수 있다.

AIR를 릴레이 대신 사용하는 단순한 포토커플러 속 LED 켜기 회로를 생각하고 먼저 회로를 구성하였다.

그 후 LV와 HV의 시스템은 전기적으로 절연되어야 한다는 규정을 만족시키기 위해 절연형 5V DCDC 컨버터로 해당 LED 켜기 회로에 전압을 공급해준다.

그러면 AIR가 작동(닫힘)했을때 회로가 완성되며 포토커플러 속 LED가 켜지고, AIR가 열렸을 때는 회로가 끊어지며 포토커플러 속 LED가 꺼진다. 포토커플러에 의하여 TSAL이 AIR의 개폐여부에 대한 신호를 받게 된다.

그리고 추가된 다이오드 2개에 대한 설명이다. 다음의 다이오드 2개를 추가함으로서 HV를 제어하는 AIR로 구성된 회로에 추가적인 감지 회로를 부착하더라도 HV에 의한 역전류가 감지 회로로 들어오지 않도록 하였다. 그 반대 방향에 대한 역전류는 LV 전압이 HV전압보다 낮기 때문에 전위차에 의해 전류가 흐르지 않는다.

다만 이 과정에서 AIR에 극성이 생긴다. HV 전류가 AIR에서 어느 방향으로 흐르는지 잘 보고 AIR에 HV 전선을 연결해야 한다는 것이다.

2. TSAL

스케메틱에 어느정도의 설명을 써 놓았다.

우선 AIR 및 릴레이에 개폐에 대한 감지가 이루어지는 부분부터 살펴보자. 기본적으로 이 신호들은 포토커플러에 의해 제어된다. AIR와 릴레이가 닫힌 경우 포토커플러는 전류가 흐를 수 있는 상태가 된다. 이를 PULL-UP형태로 연결함으로서, 전류가 흐를 때 LOW 신호를 뽑아내고, 전류가 흐르지 않을 때 (AIR 및 릴레이가 개방되었을 때) HIGH 신호를 뽑아내도록 하였다.

60V 이하일때 라는 조건은 비교기와 PULL UP 저항을 통해 60V 이하의 전압일떄 HIGH 신호가 출력되도록 하였다.

그러면 이 신호들을 AND게이트인 7408IC를 통해 메챠쿠챠 합쳐주어 하나의 신호로 만든다.(모든 조건이 만족되었을 때 HIGH 신호가 출력되도록) 그리고 그 신호를 통해 MOSFET을 제어하고 그 MOSFET은 녹색등을 점등시킨다.

그리고 적색등의 점등 조건이다.

1. 축전지박스 외부의 전압이 60V DC 이상일때

녹색등 점등을 위한 회로에서 비교기를 이용하는 부분이 있다. 그 부분에 PULL UP 대신 PULL DOWN 저항을 붙여 전압이 60V 이상일 때 HIGH 신호를 만들어준다. 그러면 그 신호로 MOSFET을 작동시켜 NE555 Blinker 회로(적색 점멸등)를 활성화 시키도록 했다.

HV와 LV는 항상 절연되어야 하기에 HV의 전압을 측정하는 부분과 / 신호를 처리하는 LV의 영역은 절연형 DCDC 컨버터나 포토커플러를 이용해 절연시켜야 한다.

전압에 대한 부분과 NE555를 활용한 점멸 회로는 아래 블로그를 많이 참고하였다.
https://luftaquila.io/blog/e-formula/tsal-vi/

[20 강정원]

고생했습니다!!!!!끼욧