KR100413745B1 - 컨버터스위치의스위칭손실및노이즈저감회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컨버터 스위치가 온, 오프될 때 발생하게 되는 노이즈(noise) 및 전력 손실을 감소시키고, 컨버터의 스위칭 주파수 상승과 소형, 경량화를 가능하게 하는 컨버터 스위치의 스위칭 손실 및 노이즈 저감 회로에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 회로는 주 스위치 뿐 아니라 보조 스위치의 노이즈 저감 및 개선 효과와 스위칭 손실 개선효과로 인해 스위칭으로 인한 신뢰성이 상당히 향상되는 효과가 있으며, 특히, 컨버터의 스위칭 주파수 상승이 가능하여 전원 시스템의 소형화를 구현하기가 용이한 장점과 스위칭 할 때 스너버(snubber) 회로는 별도로 구비시킬 필요가 없다.

Description

컨버터 스위치의 스위칭 손실 및 노이즈 저감 회로
본 발명은 컨버터 스위치(switch)가 ON, OFF 할 때 발생하게 되는 노이즈(noise) 감소, 전력손실 감소 및 컨버터의 스위칭(switching) 주파수 상승과 소형, 경량화를 위해 제안된 컨버터의 스위칭 방법 개선에 대한 회로를 제안한 것이다.
일반적으로 컨버터에 사용하는 스위치는 이상적이지 않으므로 ON 이나 OFF 할 때 스위칭 시간이 존재한다. 이로 인하여 ON, OFF의 스위칭 순간 전기 에너지의 방출이 존재하여 컨버터의 주 노이즈 원이 된다. 또한, 스위칭으로 인한 손실이 커지므로 효율이 저하되어 스위칭 주파수가 낮게 제한되는 원인이 된다. 특히, 노이즈 문제는 최근 반도체 소자의 집적화와 통신설비의 발달 및 집적화에 따라 작은 노이즈 원도 큰 문제가 되는 경우가 자주 존재하여 이의 개선이 필요하게 되었고, 컨버터로 구성된 전원장치는 노이즈를 저감시키는 필터 등 고가의 장치를 추가해야 하는 단점이 존재하게 된다.
이러한 문제점을 해결하여 컨버터 스위치의 전도손실을 줄이는 동시에 스위치가 ON, OFF 할 때 스위칭 손실을 줄이고 노이즈의 영향을 줄여 전원 시스템의 신뢰성을 향상시키고자 하는 것이 본 발명의 취지이며 목적이다. 이를 위해서는 컨버터의 스위치가 스위칭하는 동안에는 전기 에너지의 흐름을 최소화시키는 것이 필요하다. 기존의 방식 중 스위치의 스위칭 손실을 줄이는 방식은 주 스위치의 스위칭 손실을 줄이는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 보조 스위치가 오프할 때 에너지가 존재하여 강제 스위칭 하므로 보조 스위치의 스위칭 손실이 존재하고 보조 스위치의 스위칭으로 인한 노이즈는 여전히 크다. 본 발명에서는 기존의 스위칭 손실을 줄이는 회로가 가지는 단점을 보완하여 주 스위치 뿐 아니라 보조 스위치의 스위칭 손실과 노이즈를 저감시키는 회로를 제안하였다.
기존의 전력회로는 주 스위치의 스위칭 손실을 줄이고자 제 2 도 (a), (b)에 나타난 바와같이 인덕터(inductor)(501) 한 개와 캐패시터(502)한 개, 보조 스위치(503)와 보조 다이오드(504) 한 개로 구성되는 점선에 표시된 보조회로(50)를 추가하여 스위칭 ON, OFF 하는 동안에는 전기 에너지의 흐름을 최소화 되도록 하였다. 제 2 도의 회로에서 주 스위치 Sm(31)와 주 다이오드(32)는 스위칭 손실 및 노이즈가 개선되나 보조 스위치(503)와 보조 다이오드(504)의 턴 오프로 인한 스위칭 손실과 노이즈는 여전히 존재하고 특히 보조 스위치(503)로 인한 노이즈는 상당하다. 따라서, 이를 개선하는 방식을 제안하여 주 스위치를 포함한 전체의 스위칭 손실 및 노이즈를 개선하는 것이 본 발명의 목적이며 취지이다.
발명된 제 1 도의 (a), (b) 회로를 자세히 그리면 제 3 도의 (a), (b)와 같다. 발명된 회로는 스위치의 노이즈 저감의 개선 효과와 스위칭 손실 개선효과로 인해 스위칭으로 인한 신뢰성이 상당히 향상되는 효과가 있다. 특히, 컨버터의 스위칭 주파수 상승이 가능하여 전원 시스템의 소형화를 구현하기가 용이한 장점이있다. 더구나 스위칭을 할 때 필요한 스너버(snubber) 회로도 필요없게 되었다.
이하 첨부한 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 발명에 따른 블록도로써, 입력 전원부(1), 필터부(2), 주 스위치 부(3), 출력필터 및 부하부(4)와 스위치의 스위칭 개선을 위한 발명 회로부(5)로 구성된다. 제 1 도에서 발명회로부(5)를 제외한 나머지 회로는 기존의 회로와 동일하다. 즉, 입력 전원부(1)은 전압원을, 주 스위치 부(3)는 반도체 스위칭 소자를, 출력필터 및 부하부(4)는 출력전원(전류원 혹은 전압원이 될 수 있다.)의 노이즈 성분을 제거하기 위한 회로로 기존이 컨버터 회로와 동일하다. 주 스위치(3)는 스위칭 동작에 따라 스위치가 ON, OFF 상태를 유지하는 동안에는 전기 에너지를 스위치를 통하여 전달하거나 전달하지 않고 꺼진 상태를 유지한다. 그러나, 스위치가 ON, OFF 동안은 전기 에너지의 전환이 스위치를 통하여 갑자기 일어나게 되므로, 스위치의 스위칭 개선을 위해 추가 회로부(5)가 더 구비된 건버터를 제안하였다. 추가 회로부(5)는 주 스위치(3)가 ON, OFF하는 동안에 주 스위치(3)의 전압 혹은 전류를 영으로 유지하여 전기 에너지의 전환을 최소화하여 스위칭 시 노이즈와 스위치의 전력소모를 최소화 하는 등 스위치의 스위칭 특성을 개선한다.
제 1 도의 컨버터 블록도에서 입력 전원부(1)는 입력 에너지원으로써 다른 전원 장치부의 전압원이나 축전지 혹은 캐패시터로 구성되는 컨버터의 전압원이 되며, 입력 필터부(2)는 입력 전원의 전류 성분을 평할하기 위한 인덕터이다. 주 스위치부(3)는 입력으로부터 전달되는 에너지를 ON, OFF하므로써, 입력필터부(2)인 인덕터의 전기 에너지를 스위칭하여 출력측에 전달함으로써 출력측의 전압을 제어하는 스위치로 구성된다. 출력측 필터부(4)는 출력부하가 전압원이 필요한 경우 출력전압을 평할하기 위하여 캐패시터로 구성되며, 전압원이 필요한 경우 캐패시터에 인덕터가 추가된다.
추가 회로부(5)는 주 스위치(3)는 물론 추가 회로부(5)에 포함된 보조 스위치가 ON, OFF 하는 순간의 전압이나 전류가 적을 때 스위치를 온, 오프하여 전기 에너지의 차단 및 단락으로 인해 발생하는 노이즈 저감, 에너지 손실방지 등 스위칭으로 인해 발생하는 각종 문제를 개선하기 위해 제안된 회로이다. 특히, 제안된 회로의 역할은 스위치가 ON, OFF 하는 동안에는 주 스위치(3)는 물론 추가회로(5)에 포함된 보조 스위치의 전압 혹은 전류가 거의 영이되는 순간 스위칭이 이루어지게 함으로써, 스위칭 순간에 전기 에너지의 흐름을 최소화하는 역할을 한다. 특히, 제안된 회로는 주 스위치(3)는 물론 보조 스위치의 스위칭시 추가되는 별도의 스너버(snubber)회로가 없이도 동작한다.
제 2 도는 기존의 주 스위칭 손실의 개선을 위한 회로도로써 강압형 컨버터와 승압형 컨버터 회로를 나타낸다.
제 2 도의 (a), (b)에서 주 스위치(31)와 주 다이오드(32)의 스위칭 손실 개선을 위하여 인덕터 한 개(501), 캐패시터 한 개(502)와 보조 스위치 Sa(503)와 보조 다이오드 Da(504)의 보조회로(50)가 추가된 회로이다. 제 2도의 회로에서 주 스위치의 스위칭 손실은 개선되나 보조 스위치 Sa의 스위칭 손실 및 노이즈는 상당히 존재한다. 특히, 노이즈는 보조 스위치가 켜지는 시간은 짧지만, 오프 시 전압 및 전류가 인덕터 전류 L 및 출력전압 Vo와 유사하므로 상당히 크므로 이의 개선이 중요하다. 기존의 회로와 새로운 방식의 회로에서 주요 스위칭 파형 에 대한 비교는 제 6 도에서 상세히 설명한다.
제 3 도의 (a)는 본 발명의 강압형 컨버터 회로의 예를 보여준다. 각 회로의 소자를 제 1 도와 비교하여 설명하면, Vin(11)은 전원부, 인덕터 L(21)은 필터부, Sm(31)과 Dm(32)은 주 스위치 부로써 반도체 스위치와 다이오드를 나타내며, Co(41)는 캐패시터로 출력 필터부를, RL(42)은 저항부하를 예로 든 부하회로이다. 또한, 점선으로 구성된 회로(50)는 제 2 도의 주 스위치 손실 저감회로(50)를 더욱 개선한 발명된 회로로써 스위치 Sa(503)와 보조 다이오드 Da1(504), Da2(506)는 컨버터의 보조 스위치 역할을 수행하며, 캐패시터는 Cr1(505) 과 Cr2(502), 인덕터 Lr(501)은 주 스위치 Sm(31)과 보조 스위치 Sa(503)의 스위칭 손실 및 노이즈를 저감시키는 회로이다. 점선으로 표시된 보조회로(50)가 추가됨으로써 주 스위치 Sm(31) 과 주 다이오드 Dm(32)은 ON, OFF 할 때 전압 혹은 전류가 거의 영에서 스위칭하며, 보조 스위치 Sa(503), 보조 다이오드 Da1(504)과 Da2(506) 역시 전류 혹은 전압이 거의 영에서 ON, OFF 한다. 따라서, 스위치가 스위칭 할 때 전기 에너지의 갑작스런 변동으로 인해서 심각하게 나타나는 스위칭 노이즈와 스위칭 손실 등의 스위칭 문제는 현저히 개선된다.
제안된 회로에 대한 동작원리를 도3의 (a)에 도시된 강압형 컨버터를 중심으로 자세히 설명하면 다음과 같다. 제 3 도의 (a)는 제안된 ZVS PWM 강압형 컨버터의 예이다. 제 3 도의 (a)에 보이는 바와 같이 제안된 컨버터의 주 회로는 기존의PWM 강압형 컨버터와 유사하며, 주 스위치의 영전압 스위칭을 위하여 정격 용량이 주 회로에 비해 작은 보조 스위치(503), 보조 다이오드(504, 506) 인덕터(501) 및 캐패시터(502, 505)가 추가되었다.
스위칭 온, 오프를 포함한 회로의 스위치 모우드는 제 4 도에서와 같이 8개의 모우드로 구성된다. 제 4 도에서 보는 바와 같이 모우드 0 및 6은 기존의 PWM 컨버터에 대한 스위치 모우드와 같다. 모우드 1에서 5는 주 스위치(31) 및 주 다이오드(32)의 소프트 스위칭을 위한 턴 온(turn on) 과정으로 이 기간은 보조 스위치(503) 및 보조 다이오드(504, 506)가 모우드 1에서 영전류 턴 온 후 인덕터 전류 증가기간, 모우드 2에서 Cr2(502)과 Lr(501)의 공진기간, 모우드 3에서 주 스위치(31) 내부 다이오드 온기간, 모우드 4, 5에서 인덕터(501) 에너지의 C (502) 및 출력측 전달기간으로 구성된다. 모우드 7은 주 스위치 Sm(31)의 소프트 턴 오프 (turn off) 과정이다.
턴 온 및 오프를 포함한 강압형 컨버터의 스위칭 파형은 제 5 도와 같다. 여기서, sm과 sm은 주 스위치(31)의 전압과 전류, sa와 sa는 보조 스위치(503)의 전압과 전류, gm과 ga는 각각 주 스위치(31) 및 보조 스위치(503)의 게이트 소우스간의 전압을 나타낸다.
또한, 이 밖의 다른 전류 및 전압 파형은 제 5 도에 표시되어 있다. 제 5 도에서 보는 바와 같이 주 스위치(31)와 주 다이오드(32)와 보조 스위치(503) 및 보조 다이오드(504, 506)는 영 전압 또는 영전류에서 스위칭을 함을 알 수 있다. 각모우드에 대한 동작 상태 및 해석 결과는 다음과 같다. 여기서, 인덕터 L(21)의 전류 L및 출력 전압은 실제의 경우 스위칭 시간 동안 크게 변하지 않으므로, IL및 VO로 일정하게 유지되며, 스위치(31, 503), 다이오드(31, 504, 506), 인덕터(21) 및 캐패시터(41)는 이상적이라고 가정하였다.
(1) 모우드 0 (t0-t1) : 제 4 도 (a) 및 제 5 도에서 모우드 0에 표시된 바와 같이, 주 다이오드(32)가 온 된 상태를 지속하는 모우드로서, 기존의 PWM 컨버터와 같이 인덕터(21)의 에너지를 출력측에 전달하는 모우드이다. 이때 주 다이오드(32)를 제외한 모든 스위칭 소자(31, 503, 504, 506)는 오프 상태를 유지하며, 인덕터 Lr(501)의 전류 r및 캐패시터 Cr1(502)의 전압 C1는 각각 영이다.
(2) 모우드 1 (t1-t2) : 주 스위칭 소자 Sm(31)를 온하기 위하여, 제 5 도의 t1에서 보조 스위치 Sa(503)를 턴 온하면 모우드 1이 시작된다. 이 모우드에서 인덕터(501) 전류 r은 필터 전류인 IL까지 증가한다. 이때 r의 전류 증가율은 r및 Vin에 의해서 결정되며 다음과 같다.
그러므로, 스위치 Sa(503)는 식(1)의 상승률로 영전류에서 턴 온하며, 주 다이오드(32)의 전류는 제 5 도와 같이 같은 비율로 감소한다.
(3) 모우드 2(t2-t3) : 제 5 도의 모우드 2에서와 같이 시간 t2에서 전류 r이 IL과 같게되는 순간 주 다이오드 Dm(32)은 영전압 및 영전류에서 자연적으로 오프한다. 다이오드 Dm(32)이 오프하면 Lr(501) 및 Cr2(502)은 공진을 시작하여 Cr2(502)의 에너지가 Lr(501)에 전달되며 캐패시터 전압이 영이 될 때까지 지속한다. 전류 r및 커패시터 Cr2(502)의 전압 Cr2은 다음과 같이 유도된다. 이때 전압 C2는 주 스위치 Sm의 전압과 같으므로 제 3 도 (a)에서는 전압을 sm으로 표시하였다.
여기서 공진각 주파수 ω1및 특성 임피이던스 Z1은 다음과 같다.
(4) 모우드 3 (t3-t4) : 캐패시터(502) 전압 Cr2이 영이 되면, 주 스위치 Sm이 MOSFET인 경우 MOSFET의 내부 다이오드가 영전압에서 켜진다. 이때 인덕터 Lr(501) 양단 전압은 영이므로 r및 sm은 제 4 도 모우드 3에서와 같이 t3때의 전류를 유지한다. 그 값은 다음과 같다.
따라서 스위치 Sm(31)이 영전압 스위칭하기 위해서는 이 모우드에서 Sm의 게이트 신호를 발생시켜 주어야 한다.
(5) 모우드 4 (t4-t5) : 보조 스위치 Sa(503)를 오프하면, 주 스위치의 내부 다이오드를 통하여 흐르던 식 (7)의 전류는 Sm이 모우드 3에서 게이트 신호가 주어진 상태이므로 전류 IL이 된다. 이때 식(6)의 Lr에 흐르던 전류는 Cr1의 전압이 Vin가 될 때까지 다음과 같이 공진회로를 형성한다.
여기서 공진각 주파수 ω2및 특성 임피이던스 Z2은 다음과 같다.
따라서 주 스위치(31)는 내부 다이오드가 켜진 상태에서 게이트 신호가 주어지므로 영전압에서 주소자(31)가 켜진다. 또한 보조 다이오드 Da1(504)은 t4에서 C1의 전압이 영이므로 영전압에서 켜진다.
(6) 모우드 5 (t5-t6) : 제 4 도 2(f)와 같이 t5에서 Cr1의 전압이 Vin이 되면 r(t5)에 대한 인덕터(501) 에너지는 다이오드 Da2(506)를 통하여 출력측에 전달된다. 다이오드 Dd2(506) 는 영전압에서 켜진다. 따라서 인덕터 전류 r은 다음 식과 같이 영전압까지 감소한다.
또한, 주 스위치의 전류는 다음과 같다.
(7) 모우드 6 (t6-t7) : r전류가 영이 되면 보조 다이오드 Da1(504)과 Da2(506)는 자동으로 꺼지며, 주 스위치(31)의 턴 온 과정을 완료하고 제 4 도 (g)에 보이는 바와 같이 주 스위치(31)만 켜져 있다.
(8) 모우드 7 (t7-t8) : 제 5 도의 t7에서, 주 스위치 Sm(31)을 끄면, 제 4 도 (h)의 회로가 구성되므로, Sm(31)의 전압 증가율은 Cr1과 Cr2의 병렬 구성으로 다음과 같이 구해진다.
따라서, 스위칭 주기동안 컨버터의 PWM 동작은 제 4 도 및 제 5 도와 같이모우드 0에서 모우드 7에 거쳐 이루어지며, 각 스위치에 대한 스위칭 조건 주 스위치(31)와 주 다이오드(32) 및 보조 스위치(503)와 보조 다이오드(504, 506)가 항상 소프트(soft) 스위칭 조건을 만족한다. 스위치 모우드 0 -7 중 부하전류가 작아지면, 앞에서 설명한 모우드 중 모우드 5는 인덕터 Lr(501)의 에너지가 캐패시터 Cr1(505)의 전압이 출력전압이 되기 전에 모두 전달될 수 있으므로 생략될 수 있다. 이 경우에도 모든 스위칭 조건은 유효하며 단지 스위칭 시 전압증가율은 식 (14)에서 IL/Cr2으로 바뀐다.
스위칭 주기동안 컨버터의 PWM(Pulse Width Modulation)의 동작은 모우드 0에서 모우드 7까지를 주기로 반복되어 동작이 이루어진다.
제 2 도 (a)의 기존의 방식에 대한 스위칭 파형과 제 3 도 (a)의 제안된 발명회로의 스위칭 파형을 비교하면 제 6 도와 같다. 제 2 도 (a)의 기존의 회로에 대하여 보조 스위치 Sa(503)가 턴 오프 할 때 전압 및 전류파형은 제 6 도 (a)와 같다. 또한, 제 3 도 (a)의 발명된 회로의 보조 스위치(503)에 대한 전압 및 전류파형은 제 6 도(b)와 같다. 제 6 도 (a)(b)에서 Isa는 보조 스위치(503)의 전류파형을 Vsa는 보조 스위치(503)의 전압파형을 나타낸다. 제 6 도에서 보는 바와같이 기존의 방식의 보조회로에 흐르던 출력필터 전류가 오프되는 순간 출력전압이 보조 스위치에 바로 걸리므로 보조 스위치는 하드 스위칭(Hard switching)하여 스위칭 손실 및 노이즈의 증가 원인이 된다.
그러나, 제안된 발명회로는 턴 오프 할 때 보조 스위치의 전압 및 전류 파형은 제 6 도(b)와 같이 전류변동은 출력필터 정도로 크지만 걸리는 전압의 캐패시터 Cr1(505)의 전압과 같으므로 영 전압으로부터 천천히 증가하는 소프트 스위칭(영전압 스위칭)을 한다. 이는 캐패시터 Cr1(505)의 전압이 서서히 증가하기 때문이다.
같은 방법으로 기존의 승압형 컨버터인 제 2 도 (b) 회로의 개선한 예의 회로를 보이면 제 3 도 (b)와 같다.
보조 스위치의 추가로 스위치의 전도 손실이 있으며, 이를 감소시키기 위해서는 보조 스위치(503)의 턴 오프 시 인덕터(501)에 저장된 에너지를 캐패시터 Cr1(505)를 통하여 출력측에 전달할 때 한 개의 인덕터를 사용하는 것보다 두 개의 소형 포화 인덕터를 사용하는 것이 유리하다. 따라서, 제 7 도의 (a),(b) 같이 포화 인덕터는 두 개(511, 512)를 추가하여 회로를 구성하는 것이 가능하다. 이때 제 7 도의 동작원리는 제 3 도와 유사한 특징이 같으며 두 개의 포화형 인덕터는 한 개의 인덕터에 비하여 보조 스위치 오프 시 인덕터 에너지를 작게 설계할 수 있는 특징을 갖는다. 제 7 도에서 점선으로 구성된 회로(50)는 발명된 회로부로서, 제 3 도에 대하여 등가적으로 인덕터 한 개(512)가 추가된 형태가 되므로, 컨버터의 주 스위치부(Sm(31), Dm(32))에 대하여 캐패시터 Cr1(505), Cr2(502), 포화 인덕터는 Lr1(511)과 Lr2(512) 보조 다이오드 Da1(504), Da2(506)의 발명회로가 추가된 형태이다. 보조회로(50)의 추가로 주 스위치 Sm(31)과 Dm(32)은 ON, OFF 할 때 전압 혹은 전류가 거의 영에서 스위칭 한다. 특히, 기존의 회로에서의 단점인 보조회로의 오프 시 스위칭 손실 및 노이즈가 크게 개선되어, 보조 스위치 Sa(503), Da1(504)과 Da2(506) 역시 전류 혹은 전압이 거의 영에서 ON, OFF한다. 따라서, 스위치가스위칭 할 때 전기 에너지의 갑작스런 변동으로 인해서 심각하게 나타나는 스위칭 노이즈와 스위칭 손실 등의 스위칭 문제는 현저히 개선된다.
이상과 같은 발명의 실시 예에서 주 스위치 Sm(31)과 Dm(32)은 발명된 보조회로의 추가로 ON, OFF 하는 순간 전기 에너지가 최소화된다. 즉, 영전압 혹은 영전류에서 ON, OFF 되면서 컨버터 스위치의 노이즈나 스위칭 손실 등의 스위칭 문제를 저감시킨다. 특히, 제안된 컨버터의 보조 스위치 Sa(503), Da1(504), Da2(505)도 스위칭 할 때 영전압 혹은 영전류에서 스위칭한다.
도8과 도9는 본 발명의 개념을 보다 명확하게 나타내기 위한 도면으로서, 특히 도3a와 도7b에 도시된 승압형 강압회로를 나타내고 있다.
도8을 참조하여 살펴보면, 도면부호 801은 도3b의 501을 나타내고, 803은 도3b의 503을 나타내고, 805는 도3b의 505를 나타내고, 804은 도 3b의 504을 나타내고, 802은 도3b의 502을 나타낸다. 또한 도9를 참조하여 살펴보면, 도면부호 911은 도7b의 511을 나타내고, 912은 도7b의 512을 나타낸다.
제 1 도는 본 발명에 따른 블록도
(a) 승압형 컨버터 (b) 강압형 컨버터
제 2 도는 기존의 주 스위치의 스위칭 손실 개선 회로도
(a) 강압형 컨버터 (b) 승압형 컨버터
제 3도는 본 발명의 회로도
(a) 강압형 컨버터 (b) 승압형 컨버터
제 4 도는 발명회로의 동작설명을 위한 컨버터의 동작 모우드
제 5 도는 발명회로를 포함한 컨버터 각 부의 스위칭 파형
제 6 도는 발명회로 및 기존회로의 스위칭 파형 비교
제 7 도는 본 발명의 다른 형태의 개선회로
(a) 강압형 컨버터 (b) 승압형 컨버터
제 8 도는 특허청구 범위 설명을 위한 발명 회로도 1
(a) 강압형 컨버터 (b) 승압형 컨버터
제 9 도는 특허청구 범위 설명을 위한 발명 회로도 2
(a) 강압형 컨버터 (b) 승압형 컨버터
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 전원 회로부, 2 : 필터부, 3 : 컨버터의 주 스위치부, 4 : 출력필터 및 부하부, 5 : 발명 회로부

Claims (6)

  1. 전원전압을 강압된 전압으로 출력하기 위한 컨버터 회로에 있어서,
    A노드와 B노드사이에 전원전압을 인가하기 위한 입력전원수단;
    상기 전원전압으로 인해 생성되는 전류를 평활하여 출력하기 위한 필터수단;
    상기 평활된 전류에 대응하는 상기 강압된 전압을 인가받기 위해 상기 필터 수단의 일측과 상기 B노드사이에 접속된 부하수단;
    상기 A노드에 일측이 연결되고, 타측이 상기 필터수단의 타측과 접속된 제1 스위치와, 제1 스위치의 타측에 마이너스단자가 접속되고 플러스단자가 상기 B노드에 접속된 제1 다이오드로 구성되어, 상기 강압된 전압을 제어하기 위해 상기 입력전원수단에서 상기 필터부로 전류를 선택적으로 전달하는 스위칭수단; 및
    상기 스위칭수단의 스위칭 노이즈를 감소시키기 위한 보조스위칭수단을 구비하며,
    상기 보조스위칭수단은,
    상기 A노드에 일측이 접속된 제2 스위치;
    상기 제2 스위치의 타측에 마이너스단자가 접속된 제2 다이오드;
    상기 제2 다이오드의 플러스단자에 마이너스단자가 접속되고 상기 B노드에 플러스단자가 접속된 제3 다이오드;
    상기 제3 다이오드의 마이너스단자에 일측이, 상기 제1 스위치의 타측에 타측이 접속된 제1 캐패시터;
    상기 제2 다이오드의 마이너스단자에 일측이, 상기 제1 스위치의 타측에 타측이 접속된 제1 인덕터; 및
    상기 A노드와 상기 제1 스위치의 타측에 접속된 제2 캐패시터를 구비하는 강압형 컨버터회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 인덕터의 타측과 상기 제1 캐패시터의 타측에 제2 인턱터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 강압형 컨버터회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인덕터는 포화인덕터인 것을 특징으로 하는 강압형 컨버터 회로.
  4. 전원전압을 승압하여 출력하기 위한 컨버터 회로에 있어서,
    A노드와 B노드사이에 전원전압을 인가하기 위한 입력전원수단;
    상기 A노드에 일측이 접속되어 상기 전원전압으로 인해 생성되는 전류를 평활하여 출력하기 위한 필터수단;
    상기 필터수단의 타측과 상기 B노드에 각각 일측과 타측이 접속된 제1 스위치와, 상기 제1 스위치의 일측에 플러스단자가 접속된 제1 다이오드로 구성되어, 상기 승압된 전압을 제어하기 위해 상기 필터부에서 평활된 전류를 선택적으로 통과시키는 스위칭수단;
    상기 평활된 전류에 대응하는 승압된 전압을 인가하기 위해 상기 제1 다이오드의 마이너스단자와 B노드사이에 접속된 부하수단; 및
    상기 스위칭수단의 스위칭 노이즈를 감소시키기 위한 보조스위칭수단을 구비하며,
    상기 보조스위칭수단은,
    상기 제1 다이오드의 마이너스단자에 마이너스단자가 접속된 제2 다이오드;
    상기 제2 다이오드의 플러스단자에 마이너스단자가 접속된 제3 다이오드;
    상기 제1 다이오드의 플러스단자에 일측이, 상기 제2 다이오드의 플러스단자에 타측이 접속된 제1 캐패시터;
    상기 제1 다이오드의 마이너스단자와 상기 B노드에 접속된 제2 캐패시터;
    상기 제1 다이오드의 플러스단자에 일측이, 상기 제3 다이오드의 플러스단자 사이에 타측이 접속된 인덕터; 및
    상기 제3 다이오드의 플러스단자와 상기 B노드사이에 접속된 제2 스위치를 구비하는 승압형 컨버터회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 인덕터의 일측과 상기 제1 캐패시터의 일측에 제2 인턱터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 승압형 컨버터회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인덕터는 포화인덕터인 것을 특징으로 하는 승압형 컨버터 회로.
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