KR100691622B1 - 클램프 다이오드를 이용한 플라이백 dc/dc 컨버터 - Google Patents

클램프 다이오드를 이용한 플라이백 dc/dc 컨버터 Download PDF

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KR100691622B1 KR1020060010868A KR20060010868A KR100691622B1 KR 100691622 B1 KR100691622 B1 KR 100691622B1 KR 1020060010868 A KR1020060010868 A KR 1020060010868A KR 20060010868 A KR20060010868 A KR 20060010868A KR 100691622 B1 KR100691622 B1 KR 100691622B1
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사공석진
홍성수
노정욱
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Abstract

본 발명은, 전원장치에 적용되는 플라이백 DC/DC 컨버터에 관한 것으로, 특히 2차측 정류 다이오드 양단 전압을 출력전압 이하로 낮출 수 있으며, 정류 다이오드 링잉 전압(Ringing Voltage)을 제거하여 전압 스트레스를 확실히 낮출 수 있고, 스너버(Snubber) 회로가 불필요하여 효율을 높일 수 있는 플라이백 DC/DC 컨버터에 관한 것으로,
본 발명의 클램프 다이오드를 이용한 플라이백 DC/DC 컨버터는, 파워 스위치를 이용하여 DC/DC 변환을 수행하고, 양의 출력단과 음의 출력단 사이에 연결된 평활용 출력 커패시터를 갖는 플라이백 DC/DC 컨버터에 있어서, 1차 전류를 제공하는 플라이백 구동부; 상기 1차 전류를 입력받는 1차 코일로부터의 에너지를 병렬로 유기하는 복수의 2차 코일을 갖는 트랜스포머; 상기 트랜스포머의 복수의 2차 코일의 각 2차 전류를 정류하는 복수의 정류 다이오드를 갖는 정류부; 및 상기 정류부의 복수의 정류 다이오드 각각에 순방향으로 직렬 연결되어, 상기 파워 스위치가 오프되는 시점에 상기 각 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 복수의 클램프 다이오드를 갖는 클램프 회로부를 포함한다.
플라이백, DC/DC 컨버터, 클램프 다이오드, 링잉전압, ringing voltage

Description

클램프 다이오드를 이용한 플라이백 DC/DC 컨버터{FLYBACK DC/DC CONVERTER USING CLAMP DIODE}
도 1은 종래 플라이백 DC/DC 컨버터의 구성도.
도 2는 도 1의 플라이백 DC/DC 컨버터의 중요 신호 파형도.
도 3은 본 발명에 따른 플라이백 DC/DC 컨버터의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 정류부 및 클램프 회로부의 제1 실시예의 구성도.
도 5의 (a),(b)는 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 각 동작모드별 도통경로도.
도 6은 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 중요 신호 파형도.
도 7은 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건 설명도.
도 8은 본 발명에 따른 정류부 및 클램프 회로부의 제2 실시예의 구성도.
도 9는 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 각 동작모드별 도통경로도.
도 10은 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 중요 신호 파형도.
도 11은 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건 설명도.
도 12a,12b,12c는 종래 정류 다이오드 및 도 8의 정류 다이오드의 양단 전압 그래프.
도 13a,13b는 종래 및 본 발명에 의한 효율 및 발열량 비교 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 플라이백 구동부 100 : 트랜스포머
200 : 정류부 300 : 클램프 회로부
M : 파워 스위치 Co : 출력 커패시터
Vo : 출력전압 OUT-P : 양의 출력단
OUT-N : 음의 출력단 Lse1 : 제1 2차 코일
Lse2 : 제2 2차 코일 ipr : 1차 전류
Lpr : 1차 코일 Lse : 2차 코일
D10 : 제1 정류 다이오드 D20 : 제2 정류 다이오드
D30 : 중간 정류 다이오드부 D31,D32 : 제3,제4 정류 다이오드
Dc11~Dc14 : 제1 내지 제4 클램프 다이오드
C11,C12 : 제1 및 제2 커패시터
본 발명은 전원장치에 적용되는 플라이백 DC/DC 컨버터에 관한 것으로, 특히 2차측 정류 다이오드 양단 전압을 출력전압 이하로 낮출 수 있으며, 정류 다이오드 링잉 전압(Ringing Voltage)을 제거하여 전압 스트레스를 확실히 낮출 수 있고, 스너버(Snubber) 회로가 불필요하여 효율을 높일 수 있는 플라이백 DC/DC 컨버터에 관한 것이다.
일반적으로, SMPS(Switching Mode Power Supply) 등의 전원장치에 적용되는 플라이백 DC/DC 컨버터는, 직류 입력전압을 부하가 요구하는 직류 출력전압으로 변환하는 전력 컨버터중에서, 저가형에 매우 적합한 것으로 제안된 바 있다. 그런데, 기존 플라이백 DC/DC 컨버터는 스위치 및 출력 다이오드의 전압스트레스가 매우 커 전반적으로 가격이 높고 성능이 우수한 반도체 소자를 사용하여야 한다.
또한, 전력 스위치 및 정류 다이오드의 오프시 발생되는 높은 전압의 링잉(ringing)으로 인해, RCD 또는 RC 스너버(Snubber)의 부가가 필수적이며, 이러한 스너버는 신호손실이 크므로 이로 인해 시스템 효율이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 플라이백 컨버터(Flyback Converter)는 벅부스트(Buck-Boost) 컨버터의 절연형으로서, 그 주요 동작은 입출력 전압 변환비를 제외하면 벅부스트 컨버터와 동일하다.
도 1은 종래 플라이백 DC/DC 컨버터의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 플라이백 DC/DC 컨버터는 매우 간단한 구조로서, 이는 내부 파워 스위치(M)를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식 또는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 방식으로 제어하여 1차 전압(Vpr)을 공급하는 플라이백 구동부(10)와, 상기 플라이백 구동부(10)로부터의 1차 전압(Vpr)을 1차 코일(Lpr) 및 2차 코일(Lse)의 권선비에 따라 2차 전압(Vse)으로 변환하는 트랜스포머(20)와, 상기 트랜스포머(20)로부터의 2차 전압(Vse)을 정류하는 정류 다이오드(D1)와, 상기 정류 다이오드(D1)를 통한 전압을 평활하는 출력 커패시터(Co)와, 상기 정류 다이오드(D1)의 링잉 전압을 제거하는 RC 스너버(30)를 포함한다.
여기서, 상기 트랜스포머(20)는 등가적으로 상기 1차 코일(Lpr)에 병렬로 연결되며 자기코어(magnetic core)의 자화(magnetization)를 나타내는 자화 인덕터(Lm)와, 상기 트랜스포머(20) 자속(magnetic flux)의 누설에 의해 상기 1차 전류(ipr) 경로상에 위치되는 누설 인덕터(Llkg)를 포함한다.
한편, MOSFET로 이루어지는 파워 스위치가 온 될 때 상기 정류 다이오드(D1)에는 큰 링잉 전압이 발생되는데, 이는 파워 스위치가 턴 온 됨에 따라 정류 다이오드(D1)가 턴 오프 될 때 상기 트랜스포머 누설 인덕터(Llkg)와 정류 다이오드(D1)내의 접합 캐패시터(Cj)와의 공진에 의해 발생한다. 이러한 서지성 링잉전압을 줄이기 위해서 RC 스너버(30)가 사용되며, 이는 저항(R1)과 커패시터(C1)로 이루어질 수 있다.
이러한 종래 플라이백 DC/DC 컨버터는, 출력 전압에 의해 트랜스포머의 리셋(Reset)이 자동적으로 이루어지므로, 부가적인 리셋 회로가 필요없어 중소용량의 저가형 전원에 매우 적합하게 적용되고 있다.
이러한 종래 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명 한다.
도 2는 도 1의 플라이백 DC/DC 컨버터의 중요 신호 파형도로서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 플라이백 DC/DC 컨버터에서, PWM 방식 또는 PFM 방식에 따라 스위칭신호(SW)는 하이레벨과 로우레벨이 반복되어 상기 플라이백 구동부(10)의 파워 스위치(M)의 상태(SM)는 온상태와 오프상태를 반복하게 된다. 상기 파워 스위치(M)의 스위칭 동작에 따라 1차 전류(ipr)가 상기 트랜스포머(20)의 1차 코일(Lpr)로 입력되어, 상기 트랜스포머(20)의 2차 코일(Lse)에 2차 전류(ise)가 흐르게 된다.
또한, MOSFET으로 이루어지는 파워 스위치(M)의 드레인-소오스간 전압(Vds)은, 상기 파워 스위치(M)가 온시 로우레벨로 되고, 상기 파워 스위치(M)가 오프시 하이레벨로 된다. 그리고, 상기 정류 다이오드(D1)의 양단 전압(Vd1)은 상기 전압(Vds)이 하이레벨일때 로우레벨로 되고, 상기 전압(Vds)이 로우레벨일때 하이레벨로 된다.
도 2에서, 상기 파워 스위치(M) 오프시, iLM과 NiLM은 자기코어(magnetic core)의 자화(magnetization)를 위한 전류로서 트랜스포머 1차측 및 2차측에서 각각 바라본 자화 인덕터(Lm)에 흐르는 전류이다.
그런데, 상기 플라이백 구동부(10)의 정류 다이오드(D1)의 전압 스트레스는 'Vin/N+Vo'로 상당히 클 뿐만 아니라, 변압기 누설 인덕터(Llkg)와 정류 다이오드 (D1)의 접합 커패시터(Cj)와의 공진에 의해 발생되는 링잉 전압이 상기 정류 다이오드(D1)의 전압 스트레스에 추가되어 나타나므로, 상기 정류 다이오드(D1) 양단에는 심각한 전압 링잉(ringing)이 발생되며, 이를 흡수하기 위한 별도의 RC 스너버(Snubber)가 추가되는데, 이와 같이 RC 스너버가 추가되는 경우에도 여전히 링잉전압이 존재하는 문제점이 있고, RC 스너버로 인한 전력 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
특히, 링잉 전압 등에 의해 정류 다이오드의 양단에 전압이 증가할수록 정류 다이오드의 내전압은 증가되어야 하므로, 내전압이 높은 정류 다이오드를 사용하여야 하는데, 이 경우, 내전압이 높을수록 정류 다이오드의 가격이 상승되는 문제점이 있다.
전술한 바와 같이, 종래 플라이백 DC/DC 컨버터에서, 트랜스포머의 자화 전류가 부하 전류크기의 옵셋(Offset)을 가지므로 트랜스포머의 이용률을 떨어뜨리고, 동작 주파수가 높고 부하 용량이 클 경우에는 소프트 스위칭을 위해 별도의 보조회로를 부가하여야 하는 문제점이 있으며, 출력 전류가 불연속적이므로 출력 전압의 리플이 크다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은, 2차측 정류 다이오드 양단 전압을 출력전압 이하로 낮출 수 있으며, 정류 다이오드 링잉 전압을 제거하여 전압 스트레스를 더욱 확실히 낮출 수 있고, 스너버 회로가 불필요하여 효율을 높일 수 있는 플라이백 DC/DC 컨버터를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 클램프 다이오드를 이용한 플라이백 DC/DC 컨버터는, 파워 스위치를 이용하여 DC/DC 변환을 수행하고, 양의 출력단과 음의 출력단 사이에 연결된 평활용 출력 커패시터를 갖는 플라이백 DC/DC 컨버터에 있어서, 1차 전류를 제공하는 플라이백 구동부; 상기 1차 전류를 입력받는 1차 코일로부터의 에너지를 병렬로 유기하는 복수의 2차 코일을 갖는 트랜스포머; 상기 트랜스포머의 복수의 2차 코일의 각 2차 전류를 정류하는 복수의 정류 다이오드를 갖는 정류부; 및 상기 정류부의 복수의 정류 다이오드 각각에 순방향으로 직렬 연결되어, 상기 파워 스위치가 오프되는 시점에 상기 각 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 복수의 클램프 다이오드를 갖는 클램프 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 트랜스포머는, 상기 양의 출력단에 일단이 연결되어, 상기 1차 코일로부터의 에너지를 유기하는 제1 2차 코일; 및 상기 제1 2차 코일의 타단과 상기 음의 출력단 사이에 연결되어, 상기 1차 코일로부터의 에너지를 유기하는 제2 2차 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정류부는, 상기 트랜스포머의 제1 2차 코일과 상기 양의 출력단 사이에 연결된 제1 정류 다이오드; 상기 제2 2차 코일과 상기 음의 출력단 사이에 연결된 제2 정류 다이오드; 및 상기 제1 2차 코일과 상기 제2 2차 코일 사이에 연결된 중간 정류 다이오드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 중간 정류 다이오드부는, 상기 제1 2차 코일과 상기 제2 2차 코일 사이에 연결된 제3 정류 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 클램프 회로부는, 상기 제1 정류 다이오드와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제1 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제1 클램프 다이오드; 상기 제2 정류 다이오드와 상기 양의 출력단을 연결하여, 상기 제2 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제2 클램프 다이오드; 상기 중간 정류 다이오드부와 상기 양의 출력단을 연결하는 제3 클램프 다이오드; 및 상기 중간 정류 다이오드부와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제3 클램프 다이오드와 협력하여 상기 중간 정류 다이오드부에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제4 클램프 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 중간 정류 다이오드부는, 상기 제1 2차 코일과 상기 제2 2차 코일 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 정류 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 클램프 회로부는, 상기 제1 정류 다이오드와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제1 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제1 클램프 다이오드; 상기 제2 정류 다이오드와 상기 양의 출력단을 연결하여, 상기 제2 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제2 클램프 다이오드; 상기 제3 정류 다이오드와 상기 양의 출력단을 연결하는 제3 클램프 다이오드; 및 상기 제4 정류 다이오드와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제3 클램프 다이오드와 협력하여 상 기 제3 및 제4 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제4 클램프 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클램프 회로부는, 상기 양의 출력단 및 음의 출력단간의 출력전압을 분할하는 제1 및 제2 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 커패시터간 연결노드는, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드간 연결노드에 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 및 제2 커패시터는, 서로 동일한 값으로 설정되어, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드에 걸리는 전압이 서로 동일하도록 보장하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 정류부는, 최대 입력 전압은 최소 출력 전압 보다 작게 설정되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 플라이백 DC/DC 컨버터의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라이백 DC/DC 컨버터는, 파워 스위치(M)를 이용하여 DC/DC 변환을 수행하고, 양의 출력단(OUT-P)과 음의 출력단(OUT-N) 사이에 연결된 평활용 출력 커패시터(Co)를 갖는 플라이백 DC/DC 컨버터로서, 이는 플라이백 구동부(10)와, 트랜스포머(100)와, 정류부(200) 및 클램프 회로부(300)를 포함한다.
상기 플라이백 구동부(10)는, 상기 파워 스위치(M)를 포함하여, 상기 파워 스위치(M)를 PWM 방식 또는 PFM 방식으로 제어하여 1차 전류(ipr)를 제공한다. 본 발명의 플라이백 구동부(10)는, 1개의 파위 스위치를 이용하는 타입에 적용될 수 있고, 2개의 파워 스위치를 이용하는 타입에도 적용될 수 있다.
상기 트랜스포머(200)는, 상기 1차 전류(ipr)를 입력받는 1차 코일(Lpr)로부터의 에너지를 병렬로 유기하는 복수의 2차 코일(Lse)을 포함한다. 도 3에서, 상기 2차 코일(Lse)로서 2개의 제1,제2 2차 코일(Lse1,Lse2)이 도시되어 있는데, 이러한 제1,제2 2차 코일(Lse1,Lse2)이 병렬로 반복적으로 구성되어 복수개의 2차 코일을 형성할 수 있다.
상기 정류부(200)는, 상기 트랜스포머(100)의 복수의 2차 코일(Lse)의 각 2차 전류를 정류하는 복수의 정류 다이오드를 포함한다.
상기 클램프 회로부(300)는, 상기 정류부(200)의 복수의 정류 다이오드 각각에 순방향으로 직렬 연결되어, 상기 파워 스위치(M)가 온되는 시점에 상기 각 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 복수의 클램프 다이오드를 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 2차 코일은 복수개로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 각 실시예에서는 2개의 제1,제2 2차 코일(Lse1,Lse2)로 이루어지는 경우에 대해서 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라이백 DC/DC 컨버터의 실시예에서, 상기 트랜스포머(100)는 제1,제2 2차 코일(Lse1,Lse2)을 포함하고, 상기 제1 2차 코일(Lse1)은, 상기 양의 출력단(OUT-P)에 일단이 연결되어, 상기 1차 코일(primary coil)(Lpr)로부터의 에너지를 유기하고, 상기 제2 2차 코일(Lse2)은, 상기 제1 2차 코일(Lse1)의 타단과 상기 음의 출력단(OUT-N) 사이에 연결되어, 상기 1차 코일(Lpr)로부터의 에너지를 유기한다.
이때, 상기 정류부(200)는, 상기 트랜스포머(100)의 제1 2차 코일(Lse1)과 상기 양의 출력단(OUT-P) 사이에 연결된 제1 정류 다이오드(D10)와, 상기 제2 2차 코일(Lse2)과 상기 음의 출력단(OUT-N) 사이에 연결된 제2 정류 다이오드(D20)와, 상기 제1 2차 코일(Lse1)과 상기 제2 2차 코일(Lse1) 사이에 연결된 중간 정류 다이오드부(D30)를 포함한다.
전술한 본 발명의 중간 정류 다이오드부(D30) 및 클램프 회로부(300)에 대해서는 각 실시예를 통해 자세히 설명한다. 여기서, 상기 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명에 따른 정류부 및 클램프 회로부의 제1 실시예의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 중간 정류 다이오드부(D30)는, 상기 제1 2차 코일 (Lse1)과 상기 제2 2차 코일(Lse1) 사이에 연결된 제3 정류 다이오드(D31)를 포함한다. 도 3에 도시된 본 발명에 따른 정류부 및 클램프 회로부의 제2 실시예의 구성도와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
이때, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 클램프 회로부(300)는, 상기 제1 정류 다이오드(D10)와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제1 정류 다이오드(D10)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제1 클램프 다이오드(Dc11)와, 상기 제2 정류 다이오드(D20)와 상기 양의 출력단을 연결하여, 상기 제2 정류 다이오드(D20)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제2 클램프 다이오드(Dc12)와, 상기 중간 정류 다이오드부(D30)와 상기 양의 출력단을 연결하는 제3 클램프 다이오드(Dc13)와, 상기 중간 정류 다이오드부(D30)와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제3 클램프 다이오드(Dc13)와 협력하여 상기 중간 정류 다이오드부(D30)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제4 클램프 다이오드(Dc14)를 포함한다.
도 5의 (a),(b)는 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 각 동작모드별 도통경로도이다.
도 5의 (a)는 파워 스위치(M)온시 트랜스포머(100)에 에너지가 축적되는 에너지 축적 모드(Energy Storage Mode)에서의 도통경로도이고, 도 5의 (b)는 파워 스위치(M)오프시 트랜스포머(100)에 축적된 에너지가 출력측으로 전달되는 파워링 및 리세트 모드(Powering and Reset Mode)에서의 도통경로이다.
도 6은 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 중요 신호 파형도이다.
도 6에서, SM은 파워 스위치의 온/오프 상태이고, ipr은 1차 전류(ipr)이고, ise1,ise2는 2차 전류이고, VDc11~VDc14는 각 클램프 다이오드에 걸리는 전압이고, Vd10~Vd30은 각 정류 다이오드에 걸리는 전압이다.
도 7은 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건 설명도이다.
도 7을 참조하여, 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건을 설명하면, 도 4의 트랜스포머의 2차측의 최대 전압(Vin_max·Ns/Np)은 최소 출력 전압(Vo_min) 보다 작아야 다이오드 클램프 동작이 정상적으로 이루어진다.
도 8은 본 발명에 따른 정류부 및 클램프 회로부의 제2 실시예의 구성도이다.
도 8을 참조하면, 상기 중간 정류 다이오드부(D30)는, 상기 제1 2차 코일(Lse1)과 상기 제2 2차 코일(Lse1) 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)를 포함한다. 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명에 따른 정류부 및 클램프 회로부의 제2 실시예의 구성도와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
이때, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 클램프 회로부(300)는, 상기 제1 정류 다이오드(D10)와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제1 정류 다이오드(D10)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제1 클램프 다이오드(Dc11)와, 상기 제2 정류 다이오드(D20)와 상기 양의 출력단을 연결하여, 상기 제2 정류 다이오드(D20)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제2 클램프 다이오드(Dc12)와, 상기 제3 정류 다이오드(D31)와 상기 양의 출력단을 연결하는 제3 클램프 다이오드(Dc13)와, 상기 제4 정류 다이오드(D32)와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제3 클램프 다이오드(Dc13)와 협력하여 상기 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제4 클램프 다이오드(Dc14)를 포함한다.
또한, 상기 클램프 회로부(300)는, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드에 걸리는 전압을 가능한 낮은 전압으로 보장하기 위해서, 상기 양의 출력단(OUT-P) 및 음의 출력단(OUT-N)간의 출력전압(Vo)을 분할하는 제1 및 제2 커패시터(C11,C12)를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 커패시터(C11,C12)간 연결노드(NC)는, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)간 연결노드(ND)에 연결되어 이루어진다.
상기 제1 커패시터(C11)나 제2 커패시터(C12)중 하나의 커패시터만을 포함할 수 있으며, 이 경우에는 상기 제3 및 제4 정류 다이오드에 걸리는 전압을 가능한 낮은 전압으로 보장할 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 커패시터(C11,C12)는, 서로 동일한 값으로 설정되어, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)에 걸리는 전압이 서로 동일하도록 보장한다.
도 9는 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 각 동작모드별 도통경로도이다.
도 9의 (a)는 파워 스위치(M)온시 트랜스포머(100)에 에너지가 축적되는 에 너지 축적 모드(Energy Storage Mode)에서의 도통경로도이고, 도 9의 (b)는 파워 스위치(M)오프시 트랜스포머(100)에 축적된 에너지가 출력측으로 전달되는 파워링 및 리세트 모드(Powering and Reset Mode)에서의 도통경로이다.
도 10은 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 중요 신호 파형도이다.
도 10에서, SM은 파워 스위치의 온/오프 상태이고, ipr은 1차 전류(ipr)이고, ise1,ise2는 2차 전류이고, VDc11~VDc14는 각 클램프 다이오드에 걸리는 전압이고, Vd10,Vd20,Vd31,Vd32는 각 정류 다이오드에 걸리는 전압이다.
도 11은 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건 설명도이다.
도 11을 참조하면, 상기 트랜스포머(100)의 2차측의 최대 전압(Vin_max·Ns/Np)은 최소 출력 전압(Vo_min) 보다 작아야 클램프 다이오드의 클램프 동작이 정상적으로 이루어질 수 있다.
도 12a,12b,12c는 종래 정류 다이오드 및 도 8의 정류 다이오드의 양단 전압 그래프이다.
도 12a는 종래 정류 다이오드에 걸리는 전압의 파형도이고, 도 12b는 도 8의 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)의 양단 전압 그래프이고, 도 12c는 도 8의 제1 및 제2 정류 다이오드(D10,D20)의 양단 전압 그래프이다.
도 13a,13b는 종래 및 본 발명에 의한 효율 및 발열량 비교 그래프이다.
도 13a는 종래 및 본 발명에 의한 효율 비교 그래프이고, 도 13b는 종래 및 본 발명에 의한 발열량 비교 그래프이다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 클램프 다이오드를 이용한 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작을 설명한다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라이백 DC/DC 컨버터에서, 플라이백 구동부(10)는, PWM 또는 PFM 방식으로 파워 스위치(M)를 제어하여 입력전압을 DC/DC 변환하는데, 이때 양의 출력단(OUT-P)과 음의 출력단(OUT-N) 사이의 출력전압(Vo)은 평활용 출력 커패시터(Co)에 의해 평활되어 보다 안정된 직류 전압이 된다.
본 발명의 트랜스포머(100)에서는, 파워 스위치(M)이 온 시 입력전압이 자화 인덕터(Lm)에 인가되어 자화 인덕터(Lm)에는 전류형태의 에너지가 축적되며, 파워 스위치(M)이 오프 시 트랜스포머 극성(Dot 방향)에 따라 상기 축적된 에너지는 2차 코일(secondary coil)로 흐르게 되며, 이에 따라 상기 트랜스포머(100)의 1차 코일(Lpr)에서 2차 코일(Lse)로 입력 에너지가 전달된다.
다음, 본 발명의 정류부(200)는, 상기 트랜스포머(100)의 복수의 2차 코일의 각 2차 전류(ise)를 정류하는 복수의 정류 다이오드를 갖는다. 여기서, 상기 복수의 정류 다이오드는 양의 출력단(OUT-P)에서 음의 출력단(OUT-N)으로 모두 순방향으로 연결되어, 상기 2차 전류(ise)를 반파 정류한다.
그 다음, 본 발명의 클램프 회로부(300)는, 상기 정류부(200)의 복수의 정류 다이오드 각각에 순방향으로 직렬 연결되어, 상기 파워 스위치(M)가 오프되는 시점에 상기 각 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 복수의 클램프 다이오드를 갖는다.
상기 트랜스포머(100)에 대해 예를 들어 설명하면, 상기 트랜스포머(100)가 도 3에 도시한 바와 같이 2개의 제1 및 제2 2차 코일(Lse1,Lse2)을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 2차 코일(Lse1,Lse2)은, 상기 1차 코일(primary coil)(Lpr)로부터 자속(magnetic flux)형태의 에너지를 각각 유기하여, 이러한 유기된 에너지에 해당되는 제1,제2 2차 전류(ise1,ise2)를 제공한다.
이후, 본 발명의 정류부(200)는 제1 정류 다이오드(D10), 제2 정류 다이오드(D20) 및 중간 정류 다이오드부(D30)를 포함하여, 상기 트랜스포머(100)의 제1 2차 코일(Lse1) 및 제2 2차 코일(Lse2)로부터의 각 2차 전류를 정류한다.
이하, 각 실시예에 따른 정류부(200) 및 클램프 회로부(300)에 대해서 설명한다.
먼저, 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 정류부(200) 및 클램프 회로부 (300)의 제1 실시예에 대해 설명한다.
도 4를 참조하면, 상기 정류부(200)의 중간 정류 다이오드부(D30)는, 상기 제1 2차 코일(Lse1)과 상기 제2 2차 코일(Lse1) 사이에 연결된 제3 정류 다이오드(D31)를 포함한다.
한편, 본 발명의 플라이백 DC/DC 컨버터는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 플라이백 구동부(10)의 파워 스위치(M)가 온된 상태에서는, 상기 플라이백 구동부(10)의 1차 전류(ipr)에 의한 에너지가 트랜스포머(100)의 자화 인덕터(Lm)에 축적되는 에너지 축적 모드(Energy Storage Mode)로 동작한다. 또는, 본 발명의 플라이백 DC/DC 컨버터는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 플라이백 구동부(10)의 파워 스위치(M)가 오프된 상태에서는, 상기 트랜스포머(100)의 자화 인덕터(Lm)에 축적된 에너지는 전류 형태로 출력측으로 전달되는 파워링 및 리세트 모드(Powering and Reset Mode)로 동작한다.
또한, 도 5b를 참조하면, 상기 파워링 및 리세트 모드(Powering and Reset Mode)에서는, 상기 전달받은 에너지, 즉 2차 전류(ise1,ise2)는 상기 정류부(200)에 의해 정류된다. 이와 같은 정류된 전류는 출력커패시터(Co)를 충전시킨다.
이러한 동작과정에서, 본 발명의 정류부(200)의 복수의 정류 다이오드에 걸리는 전압은 본 발명의 클램프 회로부(300)에 의해 크램프 되는데, 이에 대해서 설명한다.
먼저, 도 4 및 도 5b를 참조하면, 상기 클램프 회로부(300)의 제1 클램프 다이오드(Dc11)는, 상기 제1 정류 다이오드(D10)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키고, 이에 대해서 도 4 및 도 5b를 참조하여 설명하면, 상기 출력 커패시터(Co)는 상기 제1 정류 다이오드(D10)와 제1 클램프 다이오드(Dc11)의 직렬회로(D10,Dc11의 직렬회로)에 병렬로 연결되어 있으므로, 상기 출력 커패시터(Co)에 걸리는 출력전압(Vo)은 상기 D10,Dc11의 직렬회로에 걸리는 전압과 동일하다. 이에 따라, 상기 제1 정류 다이오드(D10)가 오프되는 경우, 상기 제1 정류 다이오드(D10)에 걸리는 전압은 상기 출력전압(Vo)과 동일하게 된다. 예를 들어, 상기 제1 정류 다이오드(D10)에 걸리는 전압이 상기 트랜스포머 누설 인덕터(Llkg)와 제1 정류 다이오드의 접합 캐패시터(Cj) 사이의 공진에 의한 링잉전압에 의해서 상기 출력전압(Vo)보다 상승하는 경우 출력전압보다 상승하는 전압성분이 상기 제1 클램프 다이오드(Dc11)에 의해 정류된다. 이러한 동작에 따라 상기 제1 정류 다이오드(D10)에 걸리는 전압은 상기 제1 클램프 다이오드(Dc11)에 의해 출력전압으로 클램프된다.
전술한 바와 같은 동작원리에 따라, 상기 제2 클램프 다이오드(Dc12)는, 상기 제2 정류 다이오드(D20)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키고, 상기 제3 및 제4 클램프 다이오드(Dc13,Dc14)는, 상기 제3 정류 다이오드부(D31)에 걸리는 링잉전압을 클램프시킨다.
이러한 동작원리는 본 발명의 각 실시예에 모두 동일하게 적용된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 클램프 회로부(300)에 의해, 본 발명의 정류부 (200)의 각 정류 다이오드(D10,D20,D31)에 걸리는 전압(Vd10,Vd20,Vd31)은 도 6에 도시한 바와 같이 도 2에 도시된 정류 다이오드에 걸리는 전압과는 달리, 링잉전압이 없이 보다 안정된 전압이 된다. 이에 따라, 본 발명의 컨버터에는 종래에 비해 보다 낮은 내전압을 갖는 정류 다이오드가 이용될 수 있다.
이러한 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건을 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7에서, 파워 스위치(M)가 도통중인 구간에서는 2차측의 모든 정류 다이오드가 차단상태에 있어야만 트랜스포머의 자화 인덕터에는 입력 에너지가 축적된다. 그렇지 못할 경우, 단순히 클램프 목적으로 삽입된 클램프 회로부(300)의 클램프 다이오드(Dc11, Dc12, Dc13, Dc14)에는 큰 전류가 흐르므로, 1암페어[A] 내외의 작은 용량의 다이오드의 사용이 불가능 할 뿐만 아니라 더 이상 플라이 백 컨버터로서의 정상적인 동작이 이루어지지 못하게 된다. 이에 따라 파워 스위치(M)가 도통중에는 도 7에 도시한 바와같이, 상기 정류부(200)는, 최대 입력 전압(Vin_max·Ns/Np)은 최소 출력 전압(Vo_min) 보다 작게 설정되어 이루어져야 한다. 즉 트랜스포머(100)의 2차측의 최대 전압(Vin_max·Ns/Np)은 최소 출력 전압(Vo_min) 보다 작아야 다이오드 클램프 동작이 정상적으로 이루어진다.
이와 같은 도 4의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건은 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112006008396084-pat00001
여기서, Vin_max는 트랜스포머(100)의 2차측 최대전압, 즉 상기 클램프 회로부(300)의 최대 입력전압이고, Vo_min은 상기 클램프 회로부(300)의 최소 출력전압이고, Np는 상기 트랜스포머(100)의 1차 권선수이고, Ns는 상기 트랜스포머(100)의 2차 권선수이다.
다음으로, 도 8 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 정류부(200) 및 클램프 회로부(300)의 제2 실시예에 대해 설명한다.
도 8을 참조하면, 상기 전류부(200)의 중간 정류 다이오드부(D30)는, 상기 제1 2차 코일(Lse1)과 상기 제2 2차 코일(Lse1) 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)를 포함한다.
한편, 본 발명의 플라이백 DC/DC 컨버터는, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 플라이백 구동부(10)의 파워 스위치(M)가 온된 상태에서는, 상기 플라이백 구동부(10)의 1차 전류(ipr)에 의한 에너지가 트랜스포머(100)의 자화 인덕터(Lm)에 축적되는 에너지 축적 모드(Energy Storage Mode)로 동작한다. 또는, 본 발명의 플라이백 DC/DC 컨버터는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 플라이백 구동부(10)의 파워 스위치(M)가 오프된 상태에서는, 상기 트랜스포머(100)의 자 화 인덕터(Lm)에 축적된 에너지는 전류 형태로 출력측으로 전달되는 파워링 및 리세트 모드(Powering and Reset Mode)로 동작한다.
또한, 상기 양의 출력단(OUT-P) 및 음의 출력단(OUT-N)간의 출력전압(Vo)은 제1 및 제2 커패시터(C11,C12)에 의해 분할된다. 이때, 상기 제1 및 제2 커패시터(C11,C12)가 서로 동일한 값으로 설정되는 경우, 상기 제1 커패시터(C11)에 병렬로 연결된 상기 제3 정류 다이오드(D31)와, 상기 제2 커패시터(C12)에 병렬로 연결된 상기 제4 정류 다이오드(D32)에 걸리는 각 전압은 서로 동일하게 균등 분배된다.
이에 따라, 상기 제1 커패시터(C11)에는 출력전압(Vo)의 절반(1/2)이 걸리고, 상기 제2 커패시터(C12)에도 출력전압(Vo)의 절반(1/2)이 걸린다. 즉, 상기 제3 정류 다이오드(D31)에는 1/2 출력전압(Vo/2)이 걸리고, 상기 제4 정류 다이오드(D32)에도 1/2 출력전압(Vo/2)이 걸리게 되어, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)에 걸리는 전압이 1/2 출력전압(Vo/2)보다 높지 않게 되는 것이 보장된다.
전술한 내용에 따르면, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드는 출력전압으로 크램프되고, 이와 동시에, 상기 제1,제2 커패시터에 의해서 출력전압이 제3 및 제4 정류 다이오드에 균등하게 분배되므로, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드 각각은 출력전압의 1/2 전압이 걸리게 되므로, 출력전압의 1/2 크기의 내전압을 갖는 정류 다이오드가 사용될 수 있다.
계속해서, 도 9b를 참조하면, 상기 파워링 및 리세트 모드(Powering and Reset Mode)에서는, 상기 전달받은 에너지, 즉 2차 전류(ise1,ise2)는 상기 정류부(200)에 의해 정류된다. 이와 같은 정류된 전류는 상기 출력 커패시터(Co)를 충전시킨다.
이러한 동작과정에서, 본 발명의 정류부(200)의 복수의 정류 다이오드에 걸리는 전압은 도 4 및 도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이 본 발명의 클램프 회로부(300)에 의해 클램프된다. 즉, 도 8 및 도 9b를 참조하면, 상기 클램프 회로부(300)의 제1 클램프 다이오드(Dc11)는, 상기 제1 정류 다이오드(D10)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키고, 상기 제2 클램프 다이오드(Dc12)는, 상기 제2 정류 다이오드(D20)에 걸리는 링잉전압을 클램프시키고, 상기 제3 및 제4 클램프 다이오드(Dc13,Dc14)는, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드부(D31,D32)에 걸리는 링잉전압을 클램프시킨다.
전술한 바와 같은 본 발명의 클램프 회로부(300)에 의해, 본 발명의 정류부(200)의 각 정류 다이오드에 걸리는 전압은 도 10에 도시한 바와 같이 링잉전압이 없이 보다 안정된 전압이 된다.
이러한 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건을 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11을 참조하면, 파워 스위치(M)가 도통하고 있는 구간에서는 2차측의 모든 정류 다이오드가 차단상태에 있어야 트랜스포머의 자화 인덕터에는 입력 에너지가 축적된다. 그렇지 못할 경우에는 단순히 클램프 목적으로 삽입된 클램프 다이오드(Dc11,Dc12,Dc13,Dc14)에는 큰 전류가 흐르므로 1암페어[A] 내외의 작은 용량의 다이오드의 사용이 불가능 할 뿐만 아니라, 더 이상 플라이 백 컨버터로서의 정상적인 동작이 이루어지지 못하게 된다.
이에 따라 파워 스위치(M)가 도통하고 있을 때 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 정류부(200)는, 최대 입력 전압(Vin_max)은 최소 출력 전압(Vo_min) 보다 작게 설정되어 이루어져야 한다. 즉 상기 트랜스포머(100)의 2차측의 최대 전압은 최소 출력 전압 보다 작아야 클램프 다이오드의 클램프 동작이 정상적으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 도 8의 플라이백 DC/DC 컨버터의 동작조건은 상기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
도 12a,12b,12c는 종래 정류 다이오드 및 도 8의 정류 다이오드의 양단 전압 그래프로서, 도 12a를 참조하면, 도 1의 종래 정류 다이오드에 걸리는 전압은 대략 700V로 높은 반면, 도 12b를 참조하면, 도 8의 제3 및 제4 정류 다이오드(D31,D32)의 양단 전압은 대략 150V이고, 도 12c를 참조하면, 도 8의 제1 및 제2 정류 다이오드(D10,D20)의 양단 전압은 대략 90V로서, 도 1의 종래 정류 다이오드에 걸리는 전압보다 상당히 낮음을 알 수 있다.
도 13a,13b는 종래 및 본 발명에 의한 효율 및 발열량 비교 그래프로서, 본 발명의 컨버터는 효율 측면에서는 도 13a에 도시한 바와 같이 종래 컨버터보다 높고, 발열량 측면에서는 종래 컨버터보다 낮음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 장치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 2차측 정류 다이오드 양단 전압을 출력전압 이하로 낮출 수 있으며, 정류 다이오드 링잉 전압을 제거하여 전압 스트레스를 확실히 낮출 수 있고, 스너버 회로가 불필요하여 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 클램프 다이오드를 이용하여 정류 다이오드에 걸리는 전압을 낮추어 저렴한 정류 다이오드를 사용할 수 있게 되고, 이에 따라 플라이백 DC/DC 컨버터를 저렴하게 제작할 수 있게 되는 효과도 있다.

Claims (11)

  1. 파워 스위치를 이용하여 DC/DC 변환을 수행하고, 양의 출력단과 음의 출력단 사이에 연결된 평활용 출력 커패시터를 갖는 플라이백 DC/DC 컨버터에 있어서,
    1차 전류를 제공하는 플라이백 구동부;
    상기 1차 전류를 입력받는 1차 코일로부터의 에너지를 병렬로 유기하는 복수의 2차 코일을 갖는 트랜스포머;
    상기 트랜스포머의 복수의 2차 코일의 각 2차 전류를 정류하는 복수의 정류 다이오드를 갖는 정류부; 및
    상기 정류부의 복수의 정류 다이오드 각각에 순방향으로 직렬 연결되어, 상기 파워 스위치가 오프되는 시점에 상기 각 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 복수의 클램프 다이오드를 갖는 클램프 회로부
    를 포함하는 클램프 다이오드를 이용한 플라이백 DC/DC 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머는,
    상기 양의 출력단에 일단이 연결되어, 상기 1차 코일로부터의 에너지를 유기하는 제1 2차 코일; 및
    상기 제1 2차 코일의 타단과 상기 음의 출력단 사이에 연결되어, 상기 1차 코일로부터의 에너지를 유기하는 제2 2차 코일
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정류부는,
    상기 트랜스포머의 제1 2차 코일과 상기 양의 출력단 사이에 연결된 제1 정류 다이오드;
    상기 제2 2차 코일과 상기 음의 출력단 사이에 연결된 제2 정류 다이오드; 및
    상기 제1 2차 코일과 상기 제2 2차 코일 사이에 연결된 중간 정류 다이오드부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중간 정류 다이오드부는,
    상기 제1 2차 코일과 상기 제2 2차 코일 사이에 연결된 제3 정류 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 클램프 회로부는,
    상기 제1 정류 다이오드와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제1 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제1 클램프 다이오드;
    상기 제2 정류 다이오드와 상기 양의 출력단을 연결하여, 상기 제2 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제2 클램프 다이오드;
    상기 중간 정류 다이오드부와 상기 양의 출력단을 연결하는 제3 클램프 다이 오드; 및
    상기 중간 정류 다이오드부와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제3 클램프 다이오드와 협력하여 상기 중간 정류 다이오드부에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제4 클램프 다이오드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 정류부는,
    최대 입력 전압은 최소 출력 전압 보다 작게 설정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  7. 제3항에 있어서, 상기 중간 정류 다이오드부는,
    상기 제1 2차 코일과 상기 제2 2차 코일 사이에 직렬로 연결된 제3 및 제4 정류 다이오드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 클램프 회로부는,
    상기 제1 정류 다이오드와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제1 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제1 클램프 다이오드;
    상기 제2 정류 다이오드와 상기 양의 출력단을 연결하여, 상기 제2 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제2 클램프 다이오드;
    상기 제3 정류 다이오드와 상기 양의 출력단을 연결하는 제3 클램프 다이오드; 및
    상기 제4 정류 다이오드와 상기 음의 출력단을 연결하여, 상기 제3 클램프 다이오드와 협력하여 상기 제3 및 제4 정류 다이오드에 걸리는 링잉전압을 클램프시키는 제4 클램프 다이오드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 정류부는,
    최대 입력 전압은 최소 출력 전압 보다 작게 설정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  10. 제8항에 있어서, 상기 클램프 회로부는,
    상기 양의 출력단 및 음의 출력단간의 출력전압을 분할하는 제1 및 제2 커패시터를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 커패시터간 연결노드는, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드간 연결노드에 연결된 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 커패시터는,
    서로 동일한 값으로 설정되어, 상기 제3 및 제4 정류 다이오드에 걸리는 전압이 서로 동일하도록 보장하는 것을 특징으로 하는 플라이백 DC/DC 컨버터.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100969817B1 (ko) 2009-11-30 2010-07-14 원창주식회사 엘이디 조명등 구동회로 장치 및 제어방법
KR20160014176A (ko) * 2014-07-28 2016-02-11 한경대학교 산학협력단 변압기를 사용하는 고휘도 방전 램프용 공진형 이그니션 회로

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8804376B2 (en) * 2012-06-26 2014-08-12 Cyber Power Systems Inc. DC/DC converter with selectable coupling ratio and power inverter using the same
JP6213387B2 (ja) * 2014-06-17 2017-10-18 株式会社デンソー 電気回路装置
CN106549563A (zh) * 2017-01-24 2017-03-29 杭州中恒派威电源有限公司 一种反激输出高压二极管替代电路
CN107769577A (zh) * 2017-12-07 2018-03-06 成都爱特联科技有限公司 带保护控制功能的dc/dc变换电路
EP3763029A4 (en) * 2018-03-07 2021-11-10 The Board of Trustees of the Leland Stanford Junior University APPARATUS AND METHODS INVOLVING POWER CONVERSION BY MEANS OF MULTIPLE RECTIFIER CIRCUITS
US11502613B2 (en) 2020-08-18 2022-11-15 Lear Corporation DC-DC converter that applies a dual active bridge rectifier topology

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07250478A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Hitachi Ltd 直列多重電力変換器
US6181579B1 (en) 1999-04-30 2001-01-30 Murata Manufacturing Co., Ltd. DC-DC converter
JP2005110384A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Hitachi Ltd Dc−dcコンバータ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5351179A (en) * 1993-03-05 1994-09-27 Digital Equipment Corporation Lossless active snubber for half-bridge output rectifiers
US5684426A (en) 1995-12-21 1997-11-04 General Electric Company GTO gate driver circuits for snubbered and zero voltage soft switching converters
US5898581A (en) * 1997-08-27 1999-04-27 Lucent Technologies Inc. Active snubber for buck-based converters and method of operation thereof
US6333861B1 (en) * 2000-06-06 2001-12-25 Astec International Limited Low loss snubber and transformer reset circuit for forward converters
TWI222778B (en) * 2003-07-30 2004-10-21 Delta Electronics Inc Lose-less voltage-clamping circuit
US7583521B2 (en) * 2006-02-23 2009-09-01 American Power Conversion Corporation Over voltage clamp

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07250478A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Hitachi Ltd 直列多重電力変換器
US6181579B1 (en) 1999-04-30 2001-01-30 Murata Manufacturing Co., Ltd. DC-DC converter
JP2005110384A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Hitachi Ltd Dc−dcコンバータ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100969817B1 (ko) 2009-11-30 2010-07-14 원창주식회사 엘이디 조명등 구동회로 장치 및 제어방법
KR20160014176A (ko) * 2014-07-28 2016-02-11 한경대학교 산학협력단 변압기를 사용하는 고휘도 방전 램프용 공진형 이그니션 회로
KR101636830B1 (ko) * 2014-07-28 2016-07-08 한경대학교 산학협력단 변압기를 사용하는 고휘도 방전 램프용 공진형 이그니션 회로

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