KR100560338B1 - 승압 회로 - Google Patents

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백주원
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류명효
임근희
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명의 제1 실시예에 따른 승압 회로는, 직류(또는 교류) 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 입력단자에는 제1인덕터가 접속되고, 그 제1인덕터의 출력단에는 제1다이오드의 아노드가 직렬로 접속되며, 그 제1다이오드의 캐소드와 상기 전원의 타측 단자 사이에는 제1커패시터(입력커패시터)가 접속되고, 그 제1커패시터(입력커패시터)의 일측 출력단에는 제2인덕터가 접속되며, 그 제2인덕터의 출력단에는 제2다이오드의 아노드가 접속되고, 그 제2다이오드의 캐소드와 상기 제1커패시터(입력커패시터)의 타측 출력단 사이에는 제2커패시터(출력커패시터)가 접속되며, 상기 제1인덕터와 제1다이오드 사이의 분기점에는 제3다이오드의 아노드가 연결되고 제2인덕터와 제2다이오드가 접속된 점 사이에는 제3다이오드의 캐소드와 능동스위치 양의 단자가 연결되고, 상기 제1커패시터(입력커패시터)와 제2커패시터(출력커패시터)의 각 타측 출력단 사이의 분기점 에는 능동 스위치의 음의 단자가 접속된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 병렬로 승압형 컨버터를 배치하는 것과 같은 효과를 가지면서도 스위치를 줄여서 장치를 간략화할 수 있고, 2차권선의 정류전압을 높이기 위해 배압회로를 이용함으로써 일반적으로 사용하는 변압기 방식에 비해 높은 전력변환 효율을 얻을 수 있다.

Description

승압 회로{Boosting circuit}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1 실시예의 승압 회로의 동작 모드1,
모드2, 모드3을 각각 보여주는 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제3 실시예의 승압 회로(승강압형 회로)의 전력저장모드 및 전력전달모드를 각각 보여주는 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제4 실시예의 승압 회로(승압형 회로)의 전력저장모드 및 전력전달모드를 각각 보여주는 도면.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예의 승압 회로에 있어서, 인덕터 2차권선의 배압회로로 사용될 수 있는 다양한 형태의 배압회로의 예를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예들의 승압 회로에서 입력전압이 교류인 경우에 입력단 직류전압을 다이오드 정류기로 교체하여 구현할 수 있음을 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...본 발명의 제1 실시예의 승압 회로
200...본 발명의 제2 실시예의 승압 회로
210...인덕터, 다이오드 및 커패시터의 단위 직/병렬 조합회로
300...본 발명의 제3 실시예의 승압 회로
400...본 발명의 제4 실시예의 승압 회로
본 발명은 승압 회로에 관한 것으로서, 특히 변압기 승압방식 대신에 전력변환장치의 기본적인 회로중의 하나인 승압형 회로의 배열구조 또는 승압형 회로와 승강압형 회로의 인덕터의 2차권선과 정류회로를 이용하여 교류 또는 직류의 입력전압에 대하여 높은 승압비의 출력전압을 얻을 수 있는 승압 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 승압형 회로는 입력측보다 높은 출력 직류전압을 얻거나 교류전원의 역률 보상회로로 널리 이용되고 있다. 특히, 여러 응용분야 중에서 승압비가 높게 요구되는 전원에 대해 고승압 회로가 이용되고 있다.
입력전압에 비해 높은 승압비의 출력전압을 얻기 위한 방식으로는 다음과 같은 방식들이 있다.
첫째로, 전력변환부를 여러 개 병렬로 배열하여 차례로 승압하는 방식이다. 이 방식은 여러 단의 변환과정에서 손실이 발생하여 효율이 저하되는 점과, 회로소자 수가 많고 가격이 비싼 점 등이 단점으로 지적되고 있다.
둘째로, 기본적인 승압형 컨버터 회로에서 시비율을 매우 크게 하여 출력을 높이는 방식이다. 이 방식은 출력전압을 높이는 데에 한계가 있고 손실이 커지는 단점이 있다.
셋째로, 변압기를 이용하여 승압하는 방식이다. 이 방식은 입/출력 절연이 이루어지고 손쉽게 2차전압을 높일 수 있으나, 변압기에 의한 부수적인 손실과 높은 승압비에 따라 전력전달 효율이 좋지 않은 단점이 있다. 또한, 교류 입력전원에서 입력 역률 보상 기능을 가지기 위해서는 회로가 복잡해진다.
넷째로, 승압형 기본 회로에서 1차권선과 2차권선이 결합된 인덕터의 1,2차전압을 정류한 것을 출력으로 얻는 방식이다. 이 방식은 높은 승압비의 출력을 얻을 수 있고, 우수한 특성을 갖는다. 그러나, 보다 높은 승압비를 얻기 위해서는 2차권선비를 높여야 하는데, 이로 인해 전력전달 특성이 나빠지는 단점이 있다.
본 발명은 이상과 같은 사항들을 감안하여 창출된 것으로서, 병렬로 승압형 컨버터를 배치하는 것과 같은 효과를 가지면서도 스위치를 줄여서 장치를 간략화할 수 있고, 2차권선의 정류전압을 높이기 위해 배압회로를 이용함으로써 높은 승압비의 출력전압을 얻을 수 있는 승압 회로를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 승압 회로는,
직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 입력단자에는 제1인덕터가 접속되고, 그 제1인덕터의 출력단에는 제1다이오드의 아노드가 직렬로 접속되며, 그 제1다이오드의 캐소드와 상기 전원의 타측 단자 사이에는 제1커패시터(입력커패시터)가 접속되고, 그 제1커패시터(입력커패시터)의 일측 출력단에는 제2인덕터가 접속되며, 그 제2인덕터의 출력단에는 제2다이오드의 아노드가 접속되고, 그 제2다이오드의 캐소드와 상기 제1커패시터(입력커패시터)의 타측 출력단 사이에는 제2커패시터(출력커패시터)가 접속되며, 상기 제1인덕터와 제1다이오드 사이의 분기점에는 제3다이오드의 아노드가 연결되고 제2인덕터와 제2다이오드가 접속된 점 사이에는 제3다이오드의 캐소드와 능동스위치 양의 단자가 연결되고, 상기 제1커패시터(입력커패시터)와 제2커패시터(출력커패시터)의 각 타측 출력단 사이의 분기점 에는 능동 스위치의 음의 단자가 접속되어 있는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 승압 회로는,
직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 입력단자에는 제1인덕터 가 접속되고, 그 제1인덕터의 출력단에는 제1다이오드의 아노드가 접속되며, 그 제1다이오드의 출력단과 상기 전원의 타측 단자 사이에는 제1커패시터(입력커패시터)가 병렬로 접속되고, 이 제1커패시터(입력커패시터)의 후단에는 이와 같이 인덕터와 다이오드 및 커패시터로 이루어지는 단위 직/병렬 조합회로가 다수회 반복하여 중첩되며, 각 단위 직/병렬 조합회로의 인덕터와 다이오드가 만나는 점들 사이에는 또 다른 다이오드가 각각 병렬로 접속되고, 부하와 연결되는 최종(제 n번째) 단위 직/병렬 조합회로의 커패시터의 타측 단자와 상기 최종(제 n번째) 단위 직/병렬 조합회로의 바로 직전의(제 n-1번째) 단위 직/병렬 조합회로의 인덕터와 다이오드가 만나는 점 사이에는 또 다른 다이오드와 능동 스위치의 직렬회로가 병렬로 접속되어 있는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 승압 회로는,
직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 단자와 부하와 연결되는 한 쌍의 출력단자 중의 일측 단자 사이에는 능동 스위치와 제1다이오드의 직렬회로가 접속되고, 상기 능동 스위치와 제1다이오드가 만나는 점과 상기 출력단자 중의 타측 단자 사이에는 제1인덕터와 제2다이오드 및 제3다이오드의 직렬회로가 접속되며, 상기 제1다이오드의 아노드와 상기 출력단자 중의 타측 단자 사이에는 제1, 제2 및 제3커패시터의 직렬회로가 접속되고, 상기 전원과 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 타측 단자는 상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이와 제1인덕터와 제2다이오드의 연결점에 접속되며, 상기 제2다이오드와 제3다이오드의 접속점과 상기 제2커패시터와 제3커패시터 사이의 접속점 사이에는 제2인덕터가 접속되어 있는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 승압 회로는,
직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 단자에는 제1인덕터가 접속되고, 제 1인덕터의 다른 단자는 제1 다이오드의 아노드와 연결되며, 제1인덕터와 제1다이오드가 만나는 점과 입력단자의 다른 단자와 접속되면서 부하와 연결되는 출력단자 사이에는 능동 스위치가 접속되며, 출력단자 사이에는 제1, 제2 및 제3커패시터의 직렬회로가 병렬로 접속되고, 상기 제1다이오드의 캐소드는 상기 제2커패시터와 제3커패시터 사이의 임의의 점에 접속되며, 그 제2커패시터와 제3커패시터 사이의 임의의 점과 출력단자 중의 일측 단자 사이에는 제2다이오드와 제3다이오드의 직렬회로가 병렬로 접속되고, 상기 제2다이오드와 제3다이오드 사이의 임의의 점과 상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이의 임의의 점 사이에는 제2인덕터가 접속되어 있는 점에 그 특징이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면이 다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 승압 회로(100)는 직류(또는 교류) 전원(VS)으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 것으로서, 상기 전원(VS)에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 입력단자에는 제1인덕터(L1)가 접속되고, 그 제1인덕터(L1)의 출력단에는 제1다이오드(D1)의 아노드가 직렬로 접속되며, 그 제1다이오드(D1)의 캐소드와 상기 전원(VS)의 타측 단자 사이에는 제1커패시터(입력커패시터)(C1)가 병렬로 접속되고, 그 제1커패시터(입력커패시터)(C1)의 일측 출력단에는 제2인덕터(L2)가 접속되며, 그 제2인덕터(L2 )의 출력단에는 제2다이오드(D2)의 아노드가 접속되고, 그 제2다이오드(D2)의 캐소드와상기 제1커패시터(입력커패시터)(C1)의 타측 출력단 사이에는 제2커패시터(출력커패시터)(C2)가 접속되며, 상기 제1인덕터(L1)와 제1다이오드(D1) 사이의 분기점에는 제3다이오드(d1)의 아노드가 연결되고 제2인덕터(L2)와 제2다이오드(D2)가 접속된 점 사이에는 제3다이오드(d1)의 캐소드와 능동 스위치(S1)의 양의 단자가 연결되고, 상기 제1커패시터(입력커패시터)(C1)와 제2커패시터(출력커패시터)(C2)의 각 타측 출력단 사이의 분기점에는 능동 스위치(S1)의 음의 단자가 접속된다.
여기서, 상기 능동 스위치(S1)로는 일반적인 전력용 반도체 소자면 모두 사 용이 가능하나, 바람직하게는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)와 다이오드의 병렬 조합회로가 사용된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 승압 회로(200)는 직류(또는 교류) 전원(VS)으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 것으로서, 상기 제1실시예의 승압 회로의 확장형 회로라고 할 수 있다. 즉, 임의의 n배 승압비를 얻기 위해 구성할 수 있는 회로를 나타낸 것으로, 최종단에 스위치 하나가 사용되고 전력저장모드에서 인덕터에 입력전압이 인가될 수 있도록 경로를 제공하는 다이오드가 각각 배열된다.
즉, 제2 실시예에 따른 승압 회로(200)는 상기 전원(VS)에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 입력단자에는 제1인덕터(L1)가 접속되고, 그 제1인덕터(L1)의 출력단에는 제1다이오드(D1)의 아노드가 접속되며, 그 제1다이오드(D1)의 출력단과 상기 전원(VS)의 타측 단자 사이에는 제1커패시터(입력커패시터)(C1)가 병렬로 접속되고, 이 제1커패시터(입력커패시터)(C1)의 후단에는 이와 같이 인덕터와 다이오드 및 커패시터로 이루어지는 단위 직/병렬 조합회로(210)가 다수회 반복하여 중첩되며, 각 단위 직/병렬 조합회로(210)의 인덕터와 다이오드가 만나는 점들 사이에는 또 다른 다이오드(d1,d2,...dn-1)가 각각 병렬로 접속되고, 부하(R0 )와 연결되는 최종 (제 n번째) 단위 직/병렬 조합회로의 커패시터(Cn)의 타측 단자와 상기 최종(제 n번째) 단위 직/병렬 조합회로의 바로 직전의(제 n-1번째) 단위 직/병렬 조합회로의 인덕터(Ln-1)와 다이오드(Dn-1)가 만나는 점 사이에는 또 다른 다이오드(dn-1 )와 능동 스위치(S1)의 직렬회로가 병렬로 접속된다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 승압 회로(300)는 직류(또는 교류) 전원(VS)으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 것으로서, 상기 전원(VS)에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 단자와 부하(RO)와 연결되는 한 쌍의 출력단자 중의 일측 단자 사이에는 능동 스위치(S1)와 제1다이오드(D1)의 직렬회로가 접속되고, 상기 능동 스위치(S1)와 제1다이오드(D1 )가 만나는 점과 상기 출력단자 중의 타측 단자 사이에는 제1인덕터(L1)와 제2다이오드(D2) 및 제3다이오드(D3)의 직렬회로가 접속되며, 상기 제1다이오드(D1)의 아노드와 상기 출력단자 중의 타측 단자 사이에는 제1, 제2 및 제3커패시터(C1,C2,C3)의 직렬회로가 접속되고, 상기 전원(VS)과 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 타측 단자는 상기 제1커패시터(C1)와 제2커패시터(C2) 사이와 제1인덕터(L1)와 제2다이오드의 연결 점에 접속되며, 상기 제2다이오드(D2)와 제3다이오드(D3)의 접속점과 상기 제2커패시터(C2)와 제3커패시터(C3) 사이의 접속점 사이에는 제2인덕터(L2)가 접속된다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 승압 회로의 구조를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 승압 회로(400)는 직류(또는 교류) 전원(VS)으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 것으로서, 상기 전원(VS)에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 단자에는 제1인덕터(L1)가 접속되고, 제1인덕터(L1)의 다른 단자는 제1다이오드(D1)의 아노드와 연결되며, 그 제1인덕터(L1)와 제1다이오드(D1)가 만나는 점과 입력단자의 다른 단자와 접속되면서 부하(RO)와 연결되는 출력단자 사이에는 능동 스위치(S1)가 접속되며, 출력단자 사이에는 제1, 제2 및 제3커패시터(C1,C2,C3)의 직렬회로가 병렬로 접속되고, 상기 제1다이오드(D1)의 캐소드는 상기 제2커패시터와 제3커패시터 사이의 임의의 점에 접속되며, 그 제2커패시터(C2)와 제3커패시터(C3) 사이의 임의의 점과 출력단자 중의 일측 단자 사이에는 제2다이오드(D2)와 제3다이오드(D3)의 직렬회로가 병렬로 접속되고, 상기 제2다이오드(D2)와 제3다이오드(D3) 사이의 임의의 점과 상기 제1커패시터(C1)와 제2커패시터(C2) 사이의 임의의 점 사이에는 제2인덕터(L2 ) 가 접속된다.
이상과 같은 제3 실시예 및 제4 실시예의 승압회로는 승강압형 회로와 승압형 회로의 인덕터의 2차권선과 배압 정류회로를 이용하여 높은 승압의 출력전압을 얻는 회로이다. 이와 같이 배압회로를 이용하여 출력전압을 높이므로 입력전압에 비해 매우 높은 승압전압을 얻을 수 있다.
한편, 도 5a 내지 도 5c는 상기 도 1의 본 발명의 제1 실시예의 승압 회로의 3가지의 동작 모드를 나타낸 것으로서 도 5a는 모드 1, 도 5b는 모드 2, 도 5c는 모드 3을 각각 보여주는 도면이다. 여기서, 회로소자는 이상적이라고 가정한다.
먼저 도 5a를 참조하면, 이는 모드 1로서 스위치(S1)가 턴 온하여 인덕터 (L1,L2)에 에너지를 저장하는 전력저장 모드이다. 이때, 부하(RO)에는 최종 커패시터(C2)에 충전된 전압이 인가된다. 각 인덕터(L1,L2)는 자기적으로 결합될 수 있으며 동시에 스위치(S1)의 턴 온과 함께 입력전압이 인가되어 전류가 상승한다.
다음에 도 5b를 참조하면, 이는 모드 2로서 스위치(S1)가 턴 오프되고 인덕터(L1,L2)와 입력전원(VS)에서 부하(RO)로 전력이 전달되는 모드이다. 각 인덕터 (L1,L2)와 가장 가까이 연결된 정류 커패시터로 전력이 전달되며, 전력저장모드에서 다음 단의 인덕터로 그리고 최종적으로 부하까지 전력이 차례 차례 전달된다.
다음으로 도 5c를 참조하면, 이는 모드 3으로서 경부하에서 나타나는 전류 불연속 모드를 나타낸다. 인덕터(L1,L2)에 충전된 에너지가 모두 방전되고 전류가 영(zero)으로 유지되는 모드이다. 부하(RO)에는 최종단의 커패시터(C2) 전압이 인가된다.
이상과 같은 제1 실시예의 승압 회로에 있어서의 승압과 관련하여 설명해 보기로 한다. 여기서, 각 인덕터의 방전시간은 회로 설계 즉, 인덕터 설계치와 부하에 따라 달라질 수 있으나 설명을 간략히 하기 위해 동일한 것으로 가정한다.
회로가 전류연속모드로 동작한다고 보면, 인덕터와 전류의 크기가 충분히 커서 L1, L2에 흐르는 전류는 연속이라고 생각할 수 있고 전류변화량은 다음과 같은 수식관계로 나타낼 수 있다.
Figure 112004030307135-pat00001
여기서, △I는 전류변화량, TOFF는 스위치 오프시간, VS는 입력전압, VC1은 C1양단에 걸리는 전압, L은 인덕터값을 각각 나타낸다.
또한, VS와 VC1의 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004030307135-pat00002
따라서, VC1은 다음과 같이 얻어질 수 있다.
Figure 112004030307135-pat00003
여기서, D는 듀티 싸이클을 나타낸다.
또한, 다음 단의 승압식을 구하면 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112004030307135-pat00004
따라서, 출력전압(VO)은 최종적으로 다음과 같이 얻어진다.
Figure 112004030307135-pat00005
이것은 승압형 컨버터가 병렬 배치된 형태이므로 승압비가 n배되는 결과를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 상기 도 3의 본 발명의 제3실시예의 배압회로를 이용한 승강압형 회로의 동작모드를, 도 7a 및 도 7b는 상기 도 4의 본 발명의 제4실시예의 배압회로를 이용한 승압형 회로의 동작모드를 각각 보여주는 도면이다. 여기서, 전류가 연속인 것으로 가정한다.
도 6a,b 및 도 7a,b를 참조하면, 크게 전력저장모드와 전력전달모드로 구분할 수 있다. 전력저장모드(도 6a 및 도 7a)는 스위치(S1) 턴 온에 의해 인덕터 (L1,L2)에 에너지가 충전되고 동시에 인덕터(L1,L2)의 2차권선을 통해 출력측 커패시터(C1,C2,C3)에 에너지가 전달된다. 전력전달모드(도 6b 및 도 7b)는 스위치(S 1) 턴 오프와 함께 인덕터(L1,L2)에 충전된 에너지가 부하(RO)측으로 전달되어 출력측 커패시터(C1,C2,C3)를 충전하며 인덕터(L1,L2)의 2차권선은 극성이 반전되어 배압회로 커패시터의 일부를 충전시킨다.
배압회로는 도 8a 내지 도 8g에 도시된 바와 같이, 여러 가지의 형태가 있으며 사용자의 필요 및 부하의 사양에 따라 각각 다르게 사용할 수 있다. 상기 도 3 및 도 4의 회로에서 인덕터 2차권선의 배압회로를 도 8a 내지 도 8g의 배압회로로 변경하여 사용할 수 있다. 즉, 인덕터 2차권선 전압을 정류해야 할 교류입력으로 두고 도 3 및 도 4의 회로에서 인덕터 2차 권선의 정류부를 대체하여 도 8a 내지 도 8g의 배압회로 중의 어느 하나를 설치하면 된다.
도 8a 내지 도 8g의 배압회로 중 도 8a는 전형적인 4배압 회로를 나타내고, 도 8b의 경우는 n배압 회로로서 단수(N)는 무제한이나 조절은 단수(N)의 N3 만큼 어려워지므로 극한 단수는 오히려 비효율적이다. 도 8c는 부(-)의 출력전압을 다이오드 역극성을 이용하여 얻을 수 있는 경우를 보여주는 것이고, 도 8d는 양극성(+,-)의 출력을 얻을 수 있는 경우의 배압회로이다. 또한, 도 8e는 짝수단(2,4,6...) 및 홀수단(3,5,7...)의 배압을 얻을 수 있는 배압회로이고, 도 8f는 커패시터 뱅크에 탭(tap)을 사용하여 다양한 출력전압을 얻을 수 있는 배압회로이며, 도 8g는 부하 가 커패시터 부하일 경우에 적용하는 배압회로이다.
한편, 도 9는 입력전압이 교류인 경우에 상기 본 발명의 실시예들의 회로에서 입력단 직류전압을 다이오드 정류기로 교체하여 구현할 수 있음을 나타낸 것이다. 교류전압을 다이오드 정류기로 전파 정류하여 직류로 변환함으로써, 입력전압이 직류인 경우와 동일한 특성을 얻을 수 있다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 승압 회로는 병렬로 승압형 컨버터를 배치하는 것과 같은 효과를 가지면서도 스위치를 줄여서 장치를 간략화할 수 있고, 2차권선의 정류전압을 높이기 위해 배압회로를 이용함으로써 일반적으로 사용하는 변압기 방식에 비해 높은 전력변환 효율을 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
    상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 입력단자에는 제1인덕터가 접속되고, 그 제1인덕터의 출력단에는 제1다이오드의 아노드가 직렬로 접속되며, 그 제1다이오드의 캐소드와 상기 전원의 타측 단자 사이에는 제1커패시터(입력커패시터)가 접속되고, 그 제1커패시터(입력커패시터)의 일측 출력단에는 제2인덕터가 접속되며, 그 제2인덕터의 출력단에는 제2다이오드의 아노드가 접속되고, 그 제2다이오드의 캐소드와 상기 제1커패시터(입력커패시터)의 타측 출력단 사이에는 제2커패시터(출력커패시터)가 접속되며, 상기 제1인덕터와 제1다이오드 사이의 분기점에는 제3다이오드의 아노드가 연결되고 제2인덕터와 제2다이오드가 접속된 점 사이에는 제3다이오드의 캐소드와 능동스위치 양의 단자가 연결되고, 상기 제1커패시터(입력커패시터)와 제2커패시터(출력커패시터)의 각 타측 출력단 사이의 분기점 에는 능동 스위치의 음의 단자가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 승압 회로.
  2. 직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
    상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 입력단자에는 제1인덕터 가 접속되고, 그 제1인덕터의 출력단에는 제1다이오드의 아노드가 접속되며, 그 제1다이오드의 출력단과 상기 전원의 타측 단자 사이에는 제1커패시터(입력커패시터)가 병렬로 접속되고, 이 제1커패시터(입력커패시터)의 후단에는 이와 같이 인덕터와 다이오드 및 커패시터로 이루어지는 단위 직/병렬 조합회로가 다수회 반복하여 중첩되며, 각 단위 직/병렬 조합회로의 인덕터와 다이오드가 만나는 점들 사이에는 또 다른 다이오드가 각각 병렬로 접속되고, 부하와 연결되는 최종(제 n번째) 단위 직/병렬 조합회로의 커패시터의 타측 단자와 상기 최종(제 n번째) 단위 직/병렬 조합회로의 바로 직전의(제 n-1번째) 단위 직/병렬 조합회로의 인덕터와 다이오드가 만나는 점 사이에는 또 다른 다이오드와 능동 스위치의 직렬회로가 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 승압 회로.
  3. 직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
    상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 단자와 부하와 연결되는 한 쌍의 출력단자 중의 일측 단자 사이에는 능동 스위치와 제1다이오드의 직렬회로가 접속되고, 상기 능동 스위치와 제1다이오드가 만나는 점과 상기 출력단자 중의 타측 단자 사이에는 제1인덕터와 제2다이오드 및 제3다이오드의 직렬회로가 접속되며, 상기 제1다이오드의 아노드와 상기 출력단자 중의 타측 단자 사이에는 제1, 제2 및 제3커패시터의 직렬회로가 접속되고, 상기 전원과 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 타측 단자는 상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이와 제1인덕터와 제2다이오드의 연결점에 접속되며, 상기 제2다이오드와 제3다이오드의 접속점과 상기 제2커패시터와 제3커패시터 사이의 접속점 사이에는 제2인덕터가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 승압 회로.
  4. 직류 또는 교류 전원으로부터 저전압을 입력받아 소정의 승압비로 승압된 전압을 출력하는 승압 회로에 있어서,
    상기 전원에 접속되는 한 쌍의 입력단자 중의 일측 단자에는 제1인덕터가 접속되고, 제 1인덕터의 다른 단자는 제1 다이오드의 아노드와 연결되며, 제1인덕터와 제1다이오드가 만나는 점과 입력단자의 다른 단자와 접속되면서 부하와 연결되는 출력단자 사이에는 능동 스위치가 접속되며, 출력단자 사이에는 제1, 제2 및 제3커패시터의 직렬회로가 병렬로 접속되고, 상기 제1다이오드의 캐소드는 상기 제2커패시터와 제3커패시터 사이의 임의의 점에 접속되며, 그 제2커패시터와 제3커패시터 사이의 임의의 점과 출력단자 중의 일측 단자 사이에는 제2다이오드와 제3다이오드의 직렬회로가 병렬로 접속되고, 상기 제2다이오드와 제3다이오드 사이의 임의의 점과 상기 제1커패시터와 제2커패시터 사이의 임의의 점 사이에는 제2인덕터가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 승압 회로.
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