KR101239628B1 - 직류-직류 컨버터 - Google Patents

직류-직류 컨버터 Download PDF

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KR101239628B1
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고영석
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Abstract

본 발명은 직류-직류 변환기에서 무부하 또는 경부하 상태일 때, 충전스위치의 턴온저항값을 노멀모드에서의 턴온저항값에 비하여 큰 값으로 설정하여 출력전압의 레벨이 원치 않게 상승되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 부스터 컨버터, 벅 컨버터 및 벅-부스트 컨버터를 포함하는 직류-직류 컨버터에 있어서, 충전스위치에 병렬접속되고, 상기 충전스위치의 턴온저항값에 비하여 높은 턴온저항값을 갖는 턴온저항가변용 스위치 및, 인덕터로부터 부하에 공급되는 출력전압을 근거로 무부하 또는 경부하 상태로 판명될 때 상기 턴온저항가변용 스위치를 턴온시키는 턴온저항 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

직류-직류 컨버터{DC-DC CONVERTER}
본 발명은 직류-직류 컨버터에 관한 것으로, 특히 출력전압이 원치 않게 상승되는 것을 방지할 수 있도록 한 직류-직류 컨버터에 관한 것이다.
직류-직류 컨버터는 입력전압을 승압하거나 강압하여 출력하는 회로로서, 피씨, 휴대용 전자기기 및 디스플레이 등에 널리 사용되고 있다.
직류-직류 컨버터는 동작 방식에 따라 여러 종류가 있는데, 인덕터를 이용한 비절연 방식으로 부스트 컨버터(Boost converter), 벅 컨버터(Buck converter) 및 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost converter)를 들 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 부스트 컨버터의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 인덕터(L11), 충전스위치(SW11) 및 출력스위치(SW12), 스위칭 제어부(11)를 포함한다.
충전스위치(SW11)는 스위칭 제어부(11)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하고, 이에 의해 인덕터(L11)에 입력전압원(VIN)의 전기에너지가 충전된다.
출력스위치(SW12)는 스위칭 제어부(11)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하고, 이에 의해 인덕터(L11)에 충전된 전기에너지가 부하(RL11)에 출력된다.
부하(RL11)의 값이 미리 설정된 기준치 이상인 노멀모드에서 스위칭 제어부(11)는 설정된 고정 주파수의 펄스폭변조신호를 출력한다. 따라서, 노멀모드에서는 충전스위치(SW11)가 고정된 주파수로 스위칭 동작한다.
하지만, 부하(RL11)의 값이 기준치 이하인 무부하 모드 또는 경부하 모드에서는 스위칭 제어부(11)가 미리 설정된 최소 턴온시간 신호를 가지는 가변 주파수의 주파수변조신호를 출력한다. 따라서, 변동되는 부하(RL11)의 값에 따라 충전스위치(SW11)의 주파수가 변화된다.
이와 같이, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 스위칭 제어부(11)로부터 출력되는 최소 턴온 시간을 가지는 가변 주파수의 주파수변조신호에 의하여, 충전스위치(SW11)가 최소 시간동안 턴온된다. 이로 인하여, 부하(RL11)의 값이 계속 감소될 경우 인덕터(L11)로부터 부하(RL11)에 전달되는 전기에너지의 량이 부하(RL11)에서 요구되는 전기에너지의 량보다 많게 되어 부하(RL11)에 공급되는 출력전압(VO)이 상승하게 된다.
도 2의 (a)는 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 충전스위치(SW11)의 최소 턴온시간동안 인덕터(L11)에 흐르는 전류량(IL)을 나타낸 파형도이다. 도 2의 (b)는 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 충전스위치(SW11)의 턴오프시간동안 출력스위치(SW12)를 통해 인덕터(L11)로부터 부하(RL11)에 공급되는 출력전압(VO)을 나타낸 파형도이다. 여기서, 출력전압(VO)의 최대레벨(VO_max)은 최소 턴온시간동안 인덕터(L11)에 저장되는 전기에너지의 량에 의해 결정된다.
이상의 설명에서와 같이, 종래의 부스트 컨버터에서는 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 충전스위치가 최소 시간동안 턴온될 때, 부하의 값이 계속 감소될 경우 부하에 공급되는 출력전압이 상승하게 되는 문제점이 발생된다.
이를 해결하기 위하여, 부하의 값이 계속 감소될 경우 충전스위치를 오프시키는 것을 고려할 수 있지만, 이와 같은 경우 충전스위치의 턴온시간의 주기가 일정하지 않게 되어 출력전압의 리플이 커지게 되는 문제점이 발생된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 부하량이 미리 설정된 기준치 이하인 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 충전스위치의 턴온저항값을 노멀모드에서의 턴온저항값에 비하여 큰 값으로 설정하여 출력전압의 레벨이 불필요하게 상승되는 것을 방지하는데 있다.
본 발명의 과제들은 앞에서 언급한 과제들로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 과제 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명은, 입력전압원의 전기에너지를 충전하는 인덕터; 상기 인덕터의 전기에너지 충전을 위해 상기 인덕터를 스위칭 구동하는 충전스위치; 상기 인덕터에 충전된 전기에너지를 부하에 전달하는 출력스위치; 상기 충전스위치 및 출력스위치의 구동을 제어하는 스위칭 제어부; 상기 충전스위치에 병렬접속되고, 상기 충전스위치의 턴온저항값에 비하여 높은 턴온저항값을 갖는 턴온저항가변용 스위치; 및 상기 부하에 공급되는 출력전압을 근거로 무부하 또는 경부하 상태로 판명될 때 상기 턴온저항가변용 스위치를 턴온시키는 턴온저항 제어부;를 구비하는 직류-직류 컨버터인 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 직류-직류 컨버터는 부스터 컨버터, 벅 컨버터 및 벅-부스트 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 직류-직류 컨버터에서, 부하량이 미리 설정된 기준치 이하인 무부하 모드 또는 경부하 모드일 때 충전스위치의 턴온저항값을 노멀모드에서의 턴온저항값에 비하여 큰 값으로 설정함으로써, 부하의 변동에 관계없이 항상 출력전압을 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 부스트 컨버터의 회로도이다.
도 2의 (a)는 도 1의 인덕터에 흐르는 전류의 파형도이도이다.
도 2의 (b)는 도 1의 인덕터에서 출력되는 전압의 파형도이다.
도 3은 본 발명에 의한 직류-직류 컨버터의 제1실시예의 회로도이다.
도 4는 본 발명에 의한 직류-직류 컨버터의 제2실시예의 회로도이다.
도 5는 본 발명에 의한 직류-직류 컨버터의 제3실시예의 회로도이다.
도 6의 (a)는 무부하 모드에서, 본 발명에 의해 인덕터에 흐르는 전류를 종래 기술에 의해 인덕터에 흐르는 전류와 비교설명한 파형도이다.
도 6의 (b)는 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 부하에 공급되는 출력전압을 종래 기술에 의한 출력전압과 비교 설명한 파형도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 부스트 컨버터의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 인덕터(L31), 충전스위치(SW31), 출력스위치(SW32), 스위칭 제어부(31), 턴온저항 제어부(32) 및 턴온저항가변용 스위치(SW33)를 포함한다.
인덕터(L31)는 일측 단자가 입력전압원(VIN)의 일측 단자에 접속되고, 타측 단자는 충전스위치(SW31) 및 출력스위치(SW32)의 일측 단자에 접속된다. 이와 같은 인덕터(L31)는 충전스위치(SW31)의 스위칭 동작에 의해 입력전압원(VIN)의 전기 에너지를 충전한다.
충전스위치(SW31)는 스위칭 제어부(31)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하여 입력전압원(VIN)으로부터 공급되는 전기에너지를 인덕터(L31)에 충전시키는 역할을 한다. 이하, 충전스위치(SW31)는 모스트랜지스터인 것을 예로 하여 설명한다. 충전스위치(SW31)가 모스트랜지스터인 경우, 드레인은 인덕터(L31)의 타측 단자에 접속되고, 소오스는 접지단자에 접속되며, 게이트는 스위칭 제어부(31)의 제1출력단자에 접속된다. 이와 같은 충전스위치(SW31)는 스위칭 제어부(31)로부터 게이트에 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하여 입력전압원(VIN)으로부터 공급되는 전기에너지를 인덕터(L31)에 충전시키는 역할을 한다.
출력스위치(SW32)는 스위칭 제어부(31)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하여, 인덕터(L31)에 충전된 전기에너지를 부하(RL31)에 전달하는 역할을 한다. 이하, 출력스위치(SW32)는 모스트랜지스터인 것을 예로 하여 설명한다. 출력스위치(SW32)가 모스트랜지스터인 경우, 소오스는 인덕터(L31)의 타측 단자에 접속되고, 드레인은 부하(RL31)의 일측 단자에 접속되며, 게이트는 스위칭 제어부(31)의 제2출력단자에 접속된다. 이와 같은 출력스위치(SW32)는 스위칭 제어부(31)로부터 게이트에 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하여 인덕터(L31)에 충전된 전기에너지를 부하(RL31)에 전달하는 역할을 한다. 충전스위치(SW31)가 턴오프되고, 출력스위치(SW32)가 턴온될 때 인덕터(L31)에 발생된 역기전력의 방향은 입력전압원(VIN)의 방향과 동일하므로, 인덕터(L31)의 역기전력은 입력전압원(VIN)의 전압과 함께 출력스위치(SW32)를 통해 부하(RL31)에 전달된다.
스위칭 제어부(31)는 턴온저항 제어부(32)로부터 무부하(또는 경부하) 검출신호가 입력되지 않는 노멀모드에서 설정된 고정 주파수의 펄스폭변조신호를 출력한다. 따라서, 노멀모드에서는 충전스위치(SW31)가 고정된 주파수로 스위칭 동작한다. 하지만, 부하(RL31)의 값이 미리 설정된 일정치 이하인 무부하 모드 또는 경부하 모드에서는 턴온저항 제어부(32)로부터 스위칭 제어부(31)에 무부하 검출신호가 입력되는데, 이때 스위칭 제어부(31)는 충전스위치(SW31)에 펄스폭변조신호를 출력하지 않으므로 충전스위치(SW31)가 턴오프 상태에 놓이게 된다.
턴온저항 제어부(32)는 출력스위치(SW32)를 통해 부하(RL31)에 공급되는 출력전압(VO)을 근거로 부하(RL31)가 무부하 또는 경부하 상태인 것을 검출하여 스위칭 제어부(31)에 무부하 검출신호를 출력함과 아울러, 미리 설정된 최소 턴온시간 동안 턴온저항가변용 스위치(SW33)에 펄스폭변조신호를 출력하여 턴온저항가변용 스위치(SW33)를 턴온시킨다.
턴온저항가변용 스위치(SW33)가 모스 트랜지스터인 경우, 드레인은 충전스위치(SW31)의 드레인과 공통접속되고, 소오스는 충전스위치(SW31)의 소오스와 공통접속된다. 그리고, 턴온저항가변용 스위치(SW33)의 턴온저항값은 충전스위치(SW31)의 턴온저항값에 비하여 훨씬 높게 설계되었다.
이에 따라, 노멀모드에서 인덕터(L31)의 타측 단자와 접지단자 사이에 충전스위치(SW31)에 의해 형성된 턴온저항값에 비하여, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 인덕터(L31)의 타측 단자와 접지단자 사이에 턴온저항가변용 스위치(SW33)에 의해 훨씬 높은 턴온저항값이 형성된다. 이로 인하여, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 인덕터(L31)에 흐르는 전류량 및 출력스위치(SW32)를 통해 부하(RL31)에 공급되는 출력전압(VO)의 레벨은 턴온저항가변용 스위치(SW33)를 사용하지 않는 경우에 비하여 훨씬 낮은 값이 된다.
도 6의 (a)는 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 충전스위치(SW31)의 최소 턴온시간동안 인덕터(L31)에 흐르는 전류량을 종래 기술에 의한 전류량과 비교 설명한 파형도이고, 도 6의 (b)는 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 부하(RL31)에 공급되는 출력전압을 종래 기술에 의한 출력전압과 비교 설명한 파형도이다. 도 6의 (a)에서와 같이, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 본 발명에 의해 충전스위치(SW31)의 최소 턴온시간동안 인덕터(L31)에 흐르는 전류량(IL')은 종래 기술에 의해 해당 인덕터에 흐르는 전류량(IL)보다 훨씬 적은 것을 알 수 있다. 또한, 도 6의 (b)에서와 같이, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 충전스위치(SW31)의 턴오프시간동안 출력스위치(SW32)를 통해 인덕터(L31)로부터 부하(RL31)에 공급되는 출력전압(VO)의 최대레벨(VO_max')은 종래 기술에 의해 해당 부하에 공급되는 출력전압(VO)의 최대레벨(VO_max)보다 훨씬 낮을 뿐만 아니라 출력전압(Vo)이 상승되지 않고 유지됨을 알 수 있다.
부하(RL31)에 병렬접속된 커패시터(C31)는 부하(RL31)에 공급되는 출력전압(VO1)의 리플을 제거하기 위한 것이다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 벅 컨버터의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 인덕터(L41), 충전스위치(SW41) 및 출력스위치(SW42), 스위칭 제어부(41), 턴온저항 제어부(42) 및 턴온저항가변용 스위치(SW43)를 포함한다.
충전스위치(SW41)는 스위칭 제어부(41)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 턴온되어 입력전압원(VIN)의 전기에너지를 인덕터(L41)에 전달하는 역할을 한다. 이하, 충전스위치(SW41)는 모스트랜지스터인 것을 예로 하여 설명한다. 충전스위치(SW41)가 모스트랜지스터인 경우, 소오스는 입력전압원(VIN)의 일측 단자에 접속되고, 드레인은 인덕터(L41)의 일측 단자에 접속되며, 게이트는 스위칭 제어부(41)의 제1출력단자에 접속된다. 이와 같은 충전스위치(SW41)는 스위칭 제어부(41)로부터 게이트에 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 턴온될 때 입력전압원(VIN)으로부터 공급되는 전기에너지를 인덕터(L41)에 전달하는 역할을 한다.
인덕터(L41)의 타측 단자는 부하(RL41)의 일측 단자에 접속된다. 인덕터(L41)는 충전스위치(SW41)가 턴온될 때, 충전스위치(SW41)를 통해 입력전압원(VIN)으로부터 공급되는 전기에너지를 충전하면서, 충전에너지를 부하(RL41)에 공급하므로 부하(RL41)에 공급되는 출력전압(VO)이 상승된다. 이후, 스위칭 제어부(41)로부터 출력되는 펄스폭변조신호에 의해 충전스위치(SW41)가 턴오프되고 출력스위치(SW42)가 턴온되므로, 입력전압원(VIN)으로부터 인덕터(L41)에 공급되던 전기에너지는 차단되고, 바로 이전에 인덕터(L41)에 충전된 전기에너지가 부하(RL41)에 공급된다.
출력스위치(SW42)는 스위칭 제어부(41)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 충전 스위치(SW41)와 교번되게 턴온되어 인덕터(L41)와 폐루프를 형성하여 인덕터(L41)에 충전된 전기에너지를 부하(RL41)에 공급하는 역할을 수행한다. 출력스위치(SW42)가 모스트랜지스터인 경우 드레인은 인덕터(L41)의 일측 단자에 접속되고, 소오스는 접지단자에 접속되며, 게이트는 스위칭 제어부(41)의 제2출력단자에 접속된다. 이와 같은 출력스위치(SW42)는 스위칭 제어부(41)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 턴온될 때 인덕터(L41)와 폐루프를 형성하여 인덕터(L41)에 충전된 전기에너지를 부하(RL41)에 공급하는 역할을 수행한다.
스위칭 제어부(41)는 턴온저항 제어부(42)로부터 무부하(또는 경부하) 검출신호가 입력되지 않는 노멀모드에서 설정된 고정 주파수의 펄스폭변조신호를 출력한다. 따라서, 노멀모드에서는 충전스위치(SW41)가 고정된 주파수로 스위칭 동작한다. 하지만, 부하(RL41)의 값이 일정치 이하인 무부하 모드 또는 경부하 모드에서는 턴온저항 제어부(42)로부터 스위칭 제어부(41)에 무부하 검출신호가 입력되는데, 이때 스위칭 제어부(41)는 충전스위치(SW41)에 펄스폭변조신호를 출력하지 않으므로 충전스위치(SW41)가 턴오프 상태에 놓이게 된다.
턴온저항 제어부(42)는 부하(RL41)에 공급되는 출력전압(VO)을 근거로 부하(RL41)가 무부하 또는 경부하 상태인 것을 검출하여 스위칭 제어부(41)에 무부하 검출신호를 출력함과 아울러, 미리 설정된 최소 턴온시간 동안 턴온저항가변용 스위치(SW43)에 펄스폭변조신호를 출력하여 턴온저항가변용 스위치(SW43)를 턴온시킨다.
턴온저항가변용 스위치(SW43)가 모스 트랜지스터인 경우, 소오스는 충전스위치(SW41)의 소오드와 공통접속되고, 드레인은 충전스위치(SW41)의 드레인과 공통접속된다. 그리고, 턴온저항가변용 스위치(SW43)의 턴온저항값은 충전스위치(SW41)의 턴온저항값에 비하여 훨씬 높게 설계되었다.
따라서, 노멀모드에서 입력전압원(VIN)의 일측 단자와 인덕터(L41)의 일측 단자 사이에 충전스위치(SW41)에 의해 형성된 턴온저항값에 비하여, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 입력전압원(VIN)의 일측 단자와 인덕터(L41)의 일측 단자 사이에 턴온저항가변용 스위치(SW43)에 의해 훨씬 높은 턴온저항값이 형성된다. 이로 인하여, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 부하(RL41)에 공급되는 출력전압(VO)의 레벨은 턴온저항가변용 스위치(SW43)를 사용하지 않는 경우에 비하여 훨씬 낮은 값이 된다.
한편, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 벅-부스트 컨버터의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 충전스위치(SW51), 출력스위치(SW52), 인덕터(L51), 스위칭 제어부(51), 턴온저항 제어부(52) 및 턴온저항가변용 스위치(SW53)를 포함한다.
충전스위치(SW51)는 스위칭 제어부(51)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하여 입력전압원(VIN)으로부터 공급되는 전기에너지를 인덕터(L51)에 충전시키는 역할을 한다. 이하, 충전스위치(SW51)는 모스트랜지스터인 것을 예로 하여 설명한다. 충전스위치(SW51)가 모스트랜지스터인 경우, 소오스는 입력전압원(VIN)의 일측 단자에 접속되고, 드레인은 인덕터(L51)의 일측 단자에 접속되며, 게이트는 스위칭 제어부(51)의 제1출력단자에 접속된다. 이와 같은 충전스위치(SW51)는 스위칭 제어부(51)로부터 게이트에 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하여 입력전압원(VIN)으로부터 공급되는 전기에너지를 인덕터(L51)에 충전시키는 역할을 한다.
인덕터(L51)의 타측 단자는 접지단자에 접속된다. 이와 같은 인덕터(L51)는 충전스위치(SW51)의 스위칭 동작에 의해 입력전압원(VIN)의 전기 에너지를 충전한다.
출력스위치(SW52)는 스위칭 제어부(51)로부터 공급되는 펄스폭변조신호에 의해 스위칭 동작하여, 인덕터(L51)에 충전된 전기에너지를 부하(RL51)에 전달하는 역할을 한다. 이하, 출력스위치(SW52)는 모스트랜지스터인 것을 예로 하여 설명한다. 출력스위치(SW52)가 모스트랜지스터인 경우, 드레인은 인덕터(L51)의 일측 단자에 접속되고, 소오스는 부하(RL51)의 일측 단자에 접속되며, 게이트는 스위칭 제어부(51)의 제2출력단자에 접속된다. 충전스위치(SW51)가 턴오프되고, 출력스위치(SW52)가 턴온될 때 인덕터(L51)에 발생된 역기전력의 방향은 입력전압원(VIN)의 방향과 반대 방향이다. 인덕터(L51)에 발생된 역기전력에 의한 전류는 인덕터(L51)와 출력스위치(SW52)를 통해 부하(RL51)에 전달된다.
스위칭 제어부(51)는 턴온저항 제어부(52)로부터 무부하(또는 경부하) 검출신호가 입력되지 않는 노멀모드에서 설정된 고정 주파수의 펄스폭변조신호를 출력한다. 따라서, 노멀모드에서는 충전스위치(SW51)가 고정된 주파수로 스위칭 동작한다. 하지만, 부하(RL51)의 값이 일정치 이하인 무부하 모드 또는 경부하 모드에서는 턴온저항 제어부(52)로부터 스위칭 제어부(51)에 무부하 검출신호가 입력되는데, 이때 스위칭 제어부(51)는 충전스위치(SW51)에 펄스폭변조신호를 출력하지 않으므로 충전스위치(SW51)가 턴오프 상태에 놓이게 된다.
턴온저항 제어부(52)는 출력스위치(SW52)를 통해 부하(RL51)에 공급되는 출력전압(VO)을 근거로 부하(RL51)가 무부하 또는 경부하 상태인 것을 검출하여 스위칭 제어부(51)에 무부하 검출신호를 출력함과 아울러, 미리 설정된 최소 턴온시간 동안 턴온저항가변용 스위치(SW53)에 펄스폭변조신호를 출력하여 턴온저항가변용 스위치(SW53)를 턴온시킨다.
그런데, 턴온저항가변용 스위치(SW53)의 턴온저항값은 충전스위치(SW51)의 턴온저항값에 비하여 훨씬 높게 설계되었다.
이에 따라, 노멀모드에서 입력전압원(VIN)의 일측 단자와 인덕터(L51)의 일측 단자 사이에 충전스위치(SW51)에 의해 형성된 턴온저항값에 비하여, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 입력전압원(VIN)의 일측 단자와 인덕터(L51)의 일측 단자 사이에 턴온저항가변용 스위치(SW53)에 의해 훨씬 높은 턴온저항값이 형성된다. 이로 인하여, 무부하 모드 또는 경부하 모드에서 인덕터(L51) 및 출력스위치(SW52)를 부하(RL51)에 공급되는 출력전압(VO)의 레벨은 턴온저항가변용 스위치(SW53)를 사용하지 않는 경우에 비하여 훨씬 낮은 값이 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
31 : 스위칭 제어부 32 : 턴온저항 제어부
SW31 : 충전스위치 SW32 : 출력스위치
SW33 : 턴온저항가변용 스위치

Claims (10)

  1. 입력전압원의 전기에너지를 충전하는 인덕터;
    상기 인덕터의 전기에너지 충전을 위해 상기 인덕터를 스위칭 구동하는 충전스위치;
    상기 인덕터에 충전된 전기에너지를 부하에 전달하는 출력스위치;
    상기 충전스위치 및 출력스위치의 구동을 제어하는 스위칭 제어부;
    상기 충전스위치에 병렬접속되고, 상기 충전스위치의 턴온저항값에 비하여 높은 턴온저항값을 갖는 턴온저항가변용 스위치; 및
    상기 부하에 공급되는 출력전압을 근거로 무부하 또는 경부하 상태로 판명될 때 상기 턴온저항가변용 스위치를 턴온시키는 턴온저항 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는
    상기 턴온저항 제어부로부터 무부하 검출신호가 입력되는 무부하 모드 또는 경부하 모드에서는 상기 충전스위치를 계속 오프 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 턴온저항가변용 스위치는
    상기 턴온저항 제어부에 의해 턴온될 때, 상기 인덕터에 흐르는 전류량이 상기 충전스위치에 의해 상기 인덕터에 흐르는 전류량보다 낮은 값으로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 턴온저항가변용 스위치는
    상기 턴온저항 제어부에 의해 턴온될 때, 상기 인덕터로부터 출력되는 전압이 상기 충전스위치에 의해 상기 인덕터로부터 출력되는 전압보다 낮은 값으로 되도록 하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인덕터, 충전스위치 및 출력스위치는
    부스트 컨버터의 구성요소로서, 상기 인덕터는 상기 입력전압원의 일측 단자와 상기 출력스위치의 일측 단자의 사이에 접속되고, 상기 충전스위치는 상기 인덕터의 타측 단자와 접지단자의 사이에 접속되고, 상기 출력스위치의 타측 단자는 상기 부하의 일측 단자의 사이에 접속된 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 인덕터, 충전스위치 및 출력스위치는
    벅 컨버터의 구성요소로서, 상기 충전스위치는 상기 입력전압원의 일측 단자와 상기 인덕터의 일측 단자의 사이에 접속되고, 상기 출력스위치는 상기 인덕터의 일측 단자와 접지단자의 사이에 접속되고, 상기 인덕터의 타측 단자는 상기 부하의 일측 단자에 접속된 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인덕터, 충전스위치 및 출력스위치는
    벅-부스트 컨버터의 구성요소로서, 상기 충전스위치는 상기 입력전압원의 일측 단자와 상기 인덕터의 일측 단자의 사이에 접속되고, 상기 인덕터의 타측 단자는 접지단자에 접속되고, 상기 출력스위치는 상기 인덕터의 일측 단자와 상기 부하의 일측 단자의 사이에 접속된 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 턴온저항 제어부는
    미리 설정된 최소 턴온시간 동안 턴온저항가변용 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 턴온저항 제어부는 상기 턴온저항가변용 스위치에 펄스폭변조신호를 출력하여 상기 턴온저항가변용 스위치를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 충전스위치, 출력스위치 및 턴온저항가변용 스위치는 모스트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.
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