KR100914493B1 - 직류/직류 변환기 - Google Patents

직류/직류 변환기

Info

Publication number
KR100914493B1
KR100914493B1 KR1020070052640A KR20070052640A KR100914493B1 KR 100914493 B1 KR100914493 B1 KR 100914493B1 KR 1020070052640 A KR1020070052640 A KR 1020070052640A KR 20070052640 A KR20070052640 A KR 20070052640A KR 100914493 B1 KR100914493 B1 KR 100914493B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inductor
switch
output
terminal
unit
Prior art date
Application number
KR1020070052640A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080105271A (ko
Inventor
이제우
조규하
Original Assignee
(주)제이디에이테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)제이디에이테크놀로지 filed Critical (주)제이디에이테크놀로지
Priority to KR1020070052640A priority Critical patent/KR100914493B1/ko
Publication of KR20080105271A publication Critical patent/KR20080105271A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100914493B1 publication Critical patent/KR100914493B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • H03K5/133—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 직류/직류 변환기 등에 관한 것이다.
본 발명의 승압형 직류/직류 변환기는 일단자들이 입력단자에 전기적으로 연결된 인덕터들로 이루어진 인덕터부와, 인덕터들의 타단자들과 기저 전압원 사이에 설치되고 위상차를 갖고 동작하여 입력단자의 에너지를 인덕터들로 충전하도록 제어하는 충전 스위치들로 이루어진 충전 스위치부 및 인덕터들과 출력단자 사이에 설치되고 인덕터들에 충전된 에너지를 출력단자로 나누어 출력하도록 제어하는 출력 스위치부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 직류/직류 변환기의 입력 및 출력에서의 리플 노이즈가 대폭적으로 저감되는 효과 등이 있다.

Description

직류/직류 변환기{DC/DC Converter}
본 발명은 직류/직류 변환기 등에 관한 것이다.
직류/직류 변환기는 입력직류전원을 부하가 요구하는 소정의 직류전원으로 변환하는 장치이다. 이러한 직류/직류 변환기에는 입력직류전원을 승압하기 위한 승압형(boost) 직류/직류 변환기와, 입력직류전원을 강압하기 위한 강압형(buck) 직류/직류 변환기와, 입력직류전원을 강압/승압하기 위한 강압승압형(buck-boost) 직류/직류 변환기 등이 있다.
도 1은 종래의 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 동작 타이밍도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 직류/직류 변환기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
1) 먼저 입력 스위치 M1이 턴온하여 인덕터 L에 에너지를 축적(build-up)한다.
2) 다음으로 입력 스위치 M1을 턴오프시키고 출력 스위치 S1을 턴온하여 인덕터 L에 축적(build-up)된 에너지를 모두 출력 Vo(1)으로 내보낸다.
3) 출력 스위치 S1을 턴오프시키고 위의 1)번과 동일한 방법으로 입력 스위치 M1을 턴온하여 에너지를 인덕터 L에 축적(build-up)시킨다.
4) 입력 스위치 M1을 턴오프시키고 출력 스위치 S2를 턴온하여 인덕터 L에 축적(build-up)된 에너지를 모두 출력 Vo(2)으로 내보낸다.
5) 출력 스위치 S2을 턴오프시키고 위의 1)번, 2)번과 동일한 방법으로 출력 Vo(3)도 만든다.
6) 위의 1)부터 5까지가 Vo(1), Vo(2), Vo(3)에 출력 전압을 발생시키는 한번의 사이클에 해당한다. 1)부터 5)까지의 동작을 반복하여 출력 Vo(1), Vo(2), Vo(3)에 전압을 발생시키는데, 각각의 출력 전압이 원하는 수준인지는 각각의 출력마다 개별적인 제어를 통해 에러를 최소화하는 방향으로 입력 스위치 M1의 펄스폭을 대응하는 구간에 적용하여 펄스폭을 조정하는 방법을 사용한다.
한편 이러한 동작 방법에 따르면 도 2를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 출력 스위치S1, S2, S3의 동작주파수는 입력 스위치 M1의 스위칭 주파수의 1/3로 동작하여 출력을 발생시키는 것을 알 수 있다. 이런 경우 각 출력 전압의 실효 주파수가 낮아 출력의 리플(ripple) 전압이 커지는 문제점이 있다. 일반적으로 출력의 개수가 N개로 많아지면 출력의 실효 동작 주파수도 1/N로 낮아져 출력 리플은 더욱 증가하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 입력 및 출력에서의 리플 노이즈가 대폭적으로 저감된 직류/직류 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 안정적인 출력 전압을 공급하는 직류/직류 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 인덕터와 커패시터 등의 소자에서 발생하는 손실을 줄임으로써, 직류/직류 변환기의 효율을 향상시키고 사용시간을 늘리는 것을 목적으로 한다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 승압형 직류/직류 변환기는 일단자들이 입력단자(Vin)에 각각 접속된 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)로 이루어진 인덕터부(10), 제1 인덕터(L1)의 타단자와 기저전압원 사이에 접속되고, 입력단자(Vin)의 에너지가 제1 인덕터(L1)로 충전되도록 동작하는 제1 충전 스위치(M1) 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 기저전압원 사이에 접속되고, 입력단자(Vin)의 에너지가 제2 인덕터(L2)로 충전되도록 동작하는 제2 충전 스위치(M2)로 이루어진 충전 스위치부(12), 제1 인덕터(L1)의 타단자와 제1 출력단자(Vo(1)) 사이 및 제1 인덕터(L1)의 타단자와 제2 출력단자(Vo(2)) 사이에 각각 접속되고, 제1 인덕터(L1)에 충전된 에너지가 제1 출력단자(Vo(1)) 및 제2 출력단자(Vo(2))로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들(S11, S12)로 이루어진 제1 출력 스위치부 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 제1 출력단자(Vo(1)) 사이 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 제2 출력단자(Vo(2)) 사이에 각각 접속되고, 제2 인덕터(L2)에 충전된 에너지가 제1 출력단자(Vo(1)) 및 제2 출력단자(Vo(2))로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들(S21, S22)로 이루어진 제2 출력 스위치부를 포함하고, 제1 충전 스위치(M1)와 제2 충전 스위치(M2)는 서로 일정시차를 두고 동작한다.
제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 각각의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)의 타단자들에서의 기생 커패시터들과 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치들(sf1, sf2)로 이루어진 공진 방진 스위치부(16)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
공진 방지 스위치들(sf1, sf2)은 제1 출력 스위치부 및 제2 출력 스위치부의 출력 스위치들(S11, S12, S21, S22)이 모두 턴오프된 후 제1 충전 스위치(M1) 및 제2 충전 스위치(M2)가 턴온되기 전에 턴온되는 것이 바람직하다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 강압형 직류/직류 변환기는 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)로 이루어진 인덕터부(10), 입력단자(Vin)와 제1 인덕터(L2)의 일단자 사이에 접속된 제1 상측 스위치(P1) 및 입력단자(Vin)와 제2 인덕터(L2)의 일단자 사이에 접속된 제2 상측 스위치(P2)로 이루어진 상측 스위치부(22), 제1 인덕터(L1)의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제1 하측 스위치(M1) 및 제2 인덕터(L2)의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2 하측 스위치(M2)로 이루어진 하측 스위치부(24), 제1 인덕터(L1)의 타단자와 제1 출력단자(Vo(1)) 사이 및 제1 인덕터(L1)의 타단자와 제2 출력단자(Vo(2)) 사이에 각각 접속되고, 제1 인덕터(L1)에 충전된 에너지가 제1 출력단자(Vo(1)) 및 제2 출력단자(Vo(2))로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들(S11, S12)로 이루어진 제1 출력 스위치부 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 제1 출력단자(Vo(1)) 사이 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 제2 출력단자(Vo(2)) 사이에 각각 접속되고, 제2 인덕터(L2)에 충전된 에너지가 제1 출력단자(Vo(1)) 및 제2 출력단자(Vo(2))로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들(S21, S22)로 이루어진 제2 출력 스위치부를 포함하고, 제1 상측 스위치(P1)와 제2 상측 스위치(P2)는 서로 일정시차를 두고 동작하고, 제1 하측 스위치(M1)와 제2 하측 스위치(M2)는 서로 제1 상측 스위치(P1)와 제2 상측 스위치(P2)가 갖는 일정시차만큼의 시차를 두고 동작한다.
제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 각각의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)의 타단자들에서의 기생 커패시터들과 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치들(sf1, sf2)로 이루어진 공진 방지 스위치부(16)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
공진 방지 스위치들(sf1, sf2)은 제1 출력 스위치부 및 제2 출력 스위치부의 출력 스위치들(S11, S12, S21, S22)이 모두 턴오프된 후, 제1 하측 스위치(M1) 및 제2 하측 스위치(M2)가 턴온되기 전에 턴온되는 것이 바람직하다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 강압승압형 직류/직류 변환기는 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)로 이루어진 인덕터부(10), 입력단자(Vin)와 제1 인덕터(L1)의 일단자 사이에 접속된 제1-1 스위치(P1) 및 입력단자(Vin)와 제2 인덕터(L2)의 일단자 사이에 접속된 제1-2 스위치(P2)로 이루어진 제1 스위치부(22), 제1 인덕터(L1)의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2-1 스위치(M11) 및 제2 인덕터(L2)의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2-2 스위치(M21)로 이루어진 제2 스위치부(24), 제1 인덕터(L1)의 타단자와 기저전압원 사이에 접속된 제3-1 스위치(M12) 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 기저전압원 사이에 접속된 제3-2 스위치(M22)로 이루어진 제3 스위치부(12), 제1 인덕터(L1)의 타단자와 제1 출력단자(Vo(1)) 사이 및 제1 인덕터(L1)의 타단자와 제2 출력단자(Vo(2)) 사이에 각각 접속되고, 제1 인덕터(L1)에 충전된 에너지가 제1 출력단자(Vo(1)) 및 제2 출력단자(Vo(2))로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들(S11, S12)로 이루어진 제1 출력 스위치부 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 제1 출력단자(Vo(1)) 사이 및 제2 인덕터(L2)의 타단자와 제2 출력단자(Vo(2)) 사이에 각각 접속되고, 제2 인덕터(L2)에 충전된 에너지가 제1 출력단자(Vo(1)) 및 제2 출력단자(Vo(2))로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들(S21, S22)로 이루어진 제2 출력 스위치부를 포함하고, 제1-1 스위치(P1)와 제1-2 스위치(P2)는 서로 일정시차를 두고 동작하고, 제2-1 스위치(M11)와 제2-2 스위치(M21)는 서로 제1-1 스위치(P1)와 제1-2 스위치(P2)가 갖는 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하고, 제3-1 스위치(M12)와 제3-2 스위치(M22)는 서로 제1-1 스위치(P1)와 제1-2 스위치(P2)가 갖는 일정시차만큼의 시차를 두고 동작한다.
제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 각각의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)의 타단자들에서의 기생 커패시터들과 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2) 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치들(sf1, sf2)로 이루어진 공진 방지 스위치부(16)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
공진 방지 스위치들(sf1, sf2)은 제1 출력 스위치부 및 제2 출력 스위치부의 출력 스위치들(S11, S12, S21, S22)이 모두 턴오프된 후, 제3-1 스위치(M12) 및 제3-2 스위치(M22)가 턴온되기 전에 턴온되는 것이 바람직하다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 승압형 직류/직류 변환기는 입력단자의 입력전압을 부하측이 요구하는 직류전압으로 변환하여 n(n은 1보다 큰 임의의 정수)개의 출력단자로 나누어 출력하는 승압형 직류/직류 변환기로서, n개의 단위 직류/직류 변환부를 포함하고, n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은, 일단자가 입력단자(Vin)에 접속된 인덕터(Ln), 인덕터(Ln)의 타단자와 기저전압원 사이에 접속되고, 입력단자(Vin)의 에너지가 인덕터(Ln)에 충전되도록 동작하는 충전 스위치(Mn) 및 인덕터(Ln)의 타단자와 n개의 출력단자(Vo(n)) 사이에 각각 접속되고, 인덕터(Ln)에 충전된 에너지가 n개의 출력단자(Vo(n))로 나누어 출력되도록 동작하는 n개의 출력 스위치(Snm)를 포함하고, n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 충전 스위치(Mn)들 각각은 서로 일정시차를 두고 동작한다.
n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은, 인덕터(Ln)의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 인덕터(Ln)의 타단자에서의 기생 커패시터와 n개의 단위 직류/직류 변환부의 인덕터(Ln)들 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치(sfn)를 더 포함하고, 공진 방지 스위치(sfn)들은, n개의 단위 직류/직류 변환부의 출력 스위치들(Snm)이 모두 턴오프된 후, n개의 단위 직류/직류 변환부의 충전 스위치들(Mn)이 턴온되기 전에 턴온되는 것이 바람직하다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 강압형 직류/직류 변환기는 입력단자의 입력전압을 부하측이 요구하는 직류전압으로 변환하여 n(n은 1보다 큰 임의의 정수)개의 출력단자로 나누어 출력하는 강압형 직류/직류 변환기로서, n개의 단위 직류/직류 변환부를 포함하고, n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은, 인덕터(Ln), 입력단자(Vin)와 인덕터(Ln)의 일단자 사이에 접속된 상측 스위치(Pn), 인덕터(Ln)의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 하측 스위치(Mn) 및 인덕터(Ln)의 타단자와 n개의 출력단자(Vo(n)) 사이에 각각 접속되고, 인덕터(Ln)에 충전된 에너지가 n개의 출력단자(Vo(n))로 나누어 출력되도록 동작하는 n개의 출력 스위치(Snm)를 포함하고, n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상측 스위치(Pn)들 각각은 서로 일정시차를 두고 동작하고, n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 하측 스위치(Mn)들 각각은 서로 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상측 스위치(Pn)들이 갖는 일정시차만큼의 시차를 두고 동작한다.
n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은, 인덕터(Ln)의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 인덕터(Ln)의 타단자에서의 기생 커패시터와 n개의 단위 직류/직류 변환부의 인덕터(Ln)들 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치(sfn)를 더 포함하고, 공진 방지 스위치(sfn)들은, n개의 단위 직류/직류 변환부의 출력 스위치(Snm)들이 모두 턴오프된 후 n개의 단위 직류/직류 변환부의 하측 스위치(Mn)들이 턴온되기 전에 턴온되는 것이 바람직하다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 강압승압형 직류/직류 변환기는 입력단자의 입력전압을 부하측이 요구하는 직류전압으로 변환하여 n(n은 1보다 큰 임의의 정수)개의 출력단자로 나누어 출력하는 강압승압형 직류/직류 변환기로서, n개의 단위 직류/직류 변환부를 포함하고, n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은, 인덕터(Ln), 입력단자(Vin)와 인덕터(Ln)의 일단자 사이에 접속된 제1 스위치(Pn), 인덕터(Ln)의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2 스위치(Mn1), 인덕터(Ln)의 타단자와 기저전압원 사이에 접속된 제3 스위치(Mn2) 및 인덕터(Ln)의 타단자와 n개의 출력단자(Vo(n)) 사이에 각각 접속되고, 인덕터(Ln)에 충전된 에너지가 n개의 출력단자(Vo(n))로 나누어 출력되도록 동작하는 n개의 출력 스위치(Snm)를 포함하고, n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 제1 스위치(Pn)들 각각은 서로 일정시차를 두고 동작하고, n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 제2 스위치(Mn1)들 각각은 서로 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 제1 스위치(Pn)들이 갖는 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하고, n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 제3 스위치(Mn2)들 각각은 서로 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 제1 스위치(Pn)들이 갖는 일정시차만큼의 시차를 두고 동작한다.
n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은, 인덕터(Ln)의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 인덕터(Ln)의 타단자에서의 기생 커패시터와 n개의 단위 직류/직류 변환부의 인덕터(Ln)들 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치(sfn)를 더 포함하고, 공진 방지 스위치(sfn)들은, n개의 단위 직류/직류 변환부의 출력 스위치(Snm)들이 모두 턴오프된 후 n개의 단위 직류/직류 변환부의 제3 스위치(Mn2)들이 턴온되기 전에 턴온되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기에 앞서 본 발명의 기본원리를 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 기본원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 위상차를 갖고 동작하는 2개 이상의 인덕터를 포함하는 직류/직류 변환기의 리플이 어떻게 낮아지를 설명하기 위하여, 2개의 인덕터를 이용한 2상 인터리빙 구조이면서 1개의 출력을 갖는 강압형 직류/직류 변환기가 개시되어 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 2개의 인덕터(L1, L2)는 π만큼의 위상차를 가지고 동작하고 있다. 먼저 인덕터 L1이 동작할 때 이에 대한 전압성분 v1의 하모닉 성분(vDUh1)을 수식으로 나타내면 다음 수학식 1과 같다.
또한 인덕터 L2가 L1에 대해 π만큼의 위상차를 가지며 동작하면 이에 대한 전압성분 v2의 하모닉 성분(vDUh)은 다음 수학식 2와 같이 나타나게 된다.
2개의 하모닉 성분(vDUh1 ,vDUh1)을 합하면 2상 인터리빙 방식 강압형 직류/직류 변환기의 인덕터에서의 전압 v3의 하모닉 성분(vDU)은 다음 수학식 3과 같다.
수학식 1 내지 수학식 3을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 2개의 인덕터를 사용할 경우의 동작주파수는 1개의 인덕터를 사용할 경우의 동작주파수의 2배가 되고, 2개의 인덕터를 사용할 경우의 진폭은 1개의 인덕터를 사용할 경우의 진폭의 1/2배가 된다. 또한, 3개의 인덕터를 사용할 경우의 동작주파수는 1개의 인덕터를 사용할 경우의 동작주파수의 3배가 되고, 3개의 인덕터를 사용할 경우의 진폭은 1개의 인덕터를 사용할 경우의 진폭의 1/3배가 된다.
이와 같이 위상차를 갖고 동작하는 n 개의 인덕터를 사용하면, 사용하는 인덕터의 수에 따라 주파수는 n배 늘어나고, 반대로 그 진폭은 1/n배로 줄어드는 것을 알 수 있다.
본 발명은 이러한 점에 착안한 것이다. 즉 본 발명에 따르면, 서로 위상차를 갖고 동작하는 복수개의 인덕터를 사용함으로써, 1개의 인덕터를 사용할 경우에 비하여, 인덕터 전압의 하모닉 성분의 진폭을 감소시켜 리플 성분을 줄일 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기는 인덕터부(10)와, 충전 스위치부(12) 및 출력 스위치부(14)를 포함한다.
인덕터부(10)는 후술하는 바와 같이 위상차를 갖고 동작하는 충전 스위치들(M1, M2, ...)에 의하여 위상차를 갖고 동작하는 인덕터들(L1, L2, ...)로 이루어진다.
이러한 인덕터들(L1, L2, ...)의 일단자들은 입력 전압(Vin)이 공급되는 입력단자에 전기적으로 연결되고, 타단자들은 후술하는 충전 스위치들(M1, M2, ...)의 대응하는 일단자들에 전기적으로 연결된다.
이러한 인덕터들(L1, L2, ...)에는 충전 스위치들(M1, M2, ...)의 턴온에 의하여 입력 전압(Vin)이 충전된다.
충전 스위치부(12)는 위상차를 갖고 동작하는 충전 스위치들(M1, M2, ...)로 이루어진다.
충전 스위치들(M1, M2, ...)의 타단자들은 기저 전압원에 전기적으로 연결된다.
이러한 충전 스위치들(M1, M2, ...)은 위상차를 갖고 턴온, 턴오프되어 입력단자의 에너지를 인덕터들(L1, L2, ...)로 충전하도록 제어한다.
출력 스위치부(14)는 인덕터들(L1, L2, ...)에 충전된 에너지를 출력단자로 나누어 출력하도록 제어하는 출력 스위치들(S11, S12, ...)로 이루어진다.
출력단자의 수가 1인 경우, 출력 스위치들의 수는 인덕터의 수와 같고, 각각의 출력 스위치들은 인덕터들에 1:1로 전기적으로 연결된다.
한편 출력단자의 수는 2 이상일 수 있다. 예를 들어 인덕터의 수가 2이고 출력단자의 수가 2인 경우, 출력스위치들의 수는 4일 수 있다. 이 경우, 하나의 인덕터와 하나의 출력단자 사이에는 2개의 출력 스위치들이 설치된다.
이하에서는 도 6을 참조하여 인덕터가 2개이고 출력단자가 2개인 경우의 구체적인 동작을 설명한다.
<인덕터 L1, 스위치 M1, S11, S12의 동작>
1) 충전 스위치 M1을 턴온하여 입력단자에 전기적으로 연결된 인덕터 L1에 에너지를 축적시킨다.
2) 충전 스위치 M1을 턴오프시키고 출력 스위치 S11을 일정시간 동안 턴온하여 인덕터 L1에 축적된 에너지의 일부분을 출력단자 Vo(1)으로 내보낸다.
3) 출력 스위치 S11을 턴오프하고 인덕터 L1에 전기적으로 연결되어 있는 다른 출력 스위치 S12를 턴온하여 인덕터 L1에 축적(build-up)된 나머지 에너지를 출력단자 Vo(2)로 내보낸다.
4) 출력 스위치 S12를 턴오프시키고 다시 충전 스위치 M1을 턴온하여 인덕터 L1에 에너지를 축적시킨다.
5) 1) 내지 4)의 과정을 반복하면 인덕터 L1을 이용한 전압변환의 과정이 되풀이되어 출력에 일정한 전압을 형성할 수 있다.
<인덕터 L2, 스위치 M2, S21, S22의 동작>
이번에는 인덕터 L2, 스위치 M2, S21, S22의 동작에 대하여 설명한다. 충전 스위치 M2는 인덕터 L2를 입력단자에 전기적으로 연결하여 인덕터 L2에 에너지를 축적시키는 역할을 한다. 이러한 충전 스위치 M2는 인덕터 L1에 에너지를 축적시켜주는 역할을 하는 스위치 M1과 위상차 π만큼 늦게 동작하도록 구성된다. 이에 따라 인덕터 L2에는 이 위상차만큼의 시차를 두고 에너지가 축적된다. 그 후 인덕터 L1, 스위치 M1, S11, S12의 동작과정에서와 마찬가지로 충전 스위치 M2를 턴오프하고 인덕터 L2에 전기적으로 연결되어 있는 출력 스위치 S21, S22를 순차적으로 턴온함으로써, 인덕터 L2에 축적된 에너지를 출력단자 Vo(1), Vo(2)에 보내게 된다.
이러한 동작 과정을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 인덕터 L1과 L2는 출력단자 Vo(1), Vo(2)에 보내는 에너지를 분담하여 담당하는 역할을 하는 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기는 출력을 일정하게 유지하기 위한 제어부를 포함한다. 이러한 제어부는 비례적분(PI) 제어 등의 방법을 이용하여 출력에 필요한 만큼의 에너지를 생성하도록 충전 스위치 M1, M2의 동작을 제어한다. 이러한 동작으로 1개의 전원으로부터 2개의 인덕터에 에너지를 축적하여 2개의 출력이 만들어지는 승압형 직류/직류 변환기를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기는 3개 이상의 인덕터를 사용할 수도 있다. 인덕터의 수가 증가하면 각 인덕터가 분담하는 에너지의 크기는 더욱 감소하여 출력 리플은 더욱 감소한다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기는 출력 전압의 수를 필요한 만큼 추가적으로 늘릴 수 있다. 즉, 각 인덕터에 대하여 출력 스위치를 1개씩 추가하면 출력 전압이 1개씩 증가한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기에 따르면, 리플 노이즈를 대폭적으로 경감할 수 있다. 이를 앞서 설명한 인덕터가 2개이고 출력단자가 2개인 경우를 예로 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6을 참조하면, 인덕터 L1, L2는 동일한 주파수로 동작되지만, 입력과 출력 측에서의 리플(Ripple) 주파수는 인덕터 L1, L2의 동작 주파수의 합으로 나타나기 때문에 2배가 된다. 또한 인덕터 L1, L2가 서로 위상차를 두고 동작하기 때문에 그 리플의 크기가 서로 상쇄되는 부분이 있다. 따라서 이 둘이 합해져서 나오는 성분인 전체 리플 출력의 크기는 약 절반으로 줄게 되는 효과가 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 인덕터 양단을 전기적으로 연결할 수 있는 공진 방지 스위치들(Sf1, Sf2, ...)을 부가할 수 있다. 공진 방지 스위치들(Sf1, Sf2, ...)은 출력 스위치들(S11, S12, ..., S21, S22, ...)이 모두 턴오프된 후 충전 스위치들(M1, M2)이 턴온되기 전에 잠시 턴온되는 것이 바람직하다. 이러한 공진 방지 스위치들(Sf1, Sf2, ...)의 턴온에 의하여, 인덕터들(L1, L2, ...)의 타단자들인 노드 VX1,VX2, ...의 기생 커패시터와 인덕터로 인해 생성되는 공진 전류를 방지하여 에너지 낭비를 막을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압형 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압형 직류/직류 변환기는 인덕터들로 이루어진 인덕터부(10)와, 입력단자와 인덕터들의 일단자들 사이에 설치되고 위상차를 갖고 동작하는 상측 스위치들로 이루어진 상측 스위치부(22)와, 인덕터들의 일단자들과 기저 전압원 사이에 설치되고 위상차를 갖고 동작하는 하측 스위치들로 이루어진 하측 스위치부(24) 및 인덕터들과 출력단자 사이에 설치되고 인덕터들에 충전된 에너지를 출력단자로 나누어 출력하도록 제어하는 출력 스위치부(14)를 포함한다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압형 직류/직류 변환기는 도 6을 참조하여 앞서 상세히 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기와 비교하여, 강압형이라는 점을 제외하고는 기본적인 동작원리가 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압승압형 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압승압형 직류/직류 변환기는 인덕터들로 이루어진 인덕터부(10)와, 입력단자와 인덕터들의 일단자들 사이에 설치되고 위상차를 갖고 동작하는 제1 스위치들로 이루어진 제1 스위치부(22)와, 인덕터들의 일단자들과 기저 전압원 사이에 설치되고 위상차를 갖고 동작하는 제2 스위치들로 이루어진 제2 스위치부(24)와, 인덕터들의 타단자들과 기저 전압원 사이에 설치되고 위상차를 갖고 동작하는 제3 스위치들로 이루어진 제3 스위치부(12) 및 인덕터들과 출력단자 사이에 설치되고 인덕터들에 충전된 에너지를 상기 출력단자로 나누어 출력하도록 제어하는 출력 스위치부(14)를 포함한다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압승압형 직류/직류 변환기는 도 6을 참조하여 앞서 상세히 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기와 비교하여, 강압승압형이라는 점을 제외하고는 기본적인 동작원리가 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따르면, 1) 위상차를 갖고 동작하는 다수개의 인덕터를 사용함으로써, 에너지를 분산하여 축적하고 이에 따라 손실도 작아지는 효과가 있고, 각각의 인덕터 용량을 인덕터를 1개 사용하는 경우보다 절반 이하로 작게 할 수 있다. 2) 입력단과 출력 단에서의 리플이 대폭적으로 반감되어 출력단에서 사용되는 커패시터의 용량을 작게 하는 것이 가능하고, 낮은 출력 리플 전류로 인하여 커패시터에서의 손실도 작아지는 효과가 있다. 3) 스위치들을 통하여 흐르는 전류값도 작으므로 이에 따른 손실이 저감된다. 4) 리플 노이즈를 대폭적으로 낮추면서도, 주요 에너지 손실요인인 인덕터, 스위치, 출력 커패시터 등의 손실이 종래의 기술 대비 저감되는 구조가 되어 전체적인 효율을 1개의 인덕터를 사용하는 경우보다 향상시킬 수 있다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 입력 및 출력에서의 리플 노이즈가 대폭적으로 저감된 직류/직류 변환기를 제공한다.
또한 본 발명은 안정적인 출력 전압을 공급하는 직류/직류 변환기를 제공한다.
또한 본 발명은 인덕터와 커패시터 등의 소자에서 발생하는 손실을 줄임으로써, 직류/직류 변환기의 효율을 향상시키고 사용시간을 늘린다.
도 1은 종래의 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 대한 동작 타이밍을 나타낸 도면.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 기본원리를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 승압형 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압형 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강압승압형 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.
도 9는 도 6의 변형된 실시 예를 나타낸 도면.

Claims (15)

  1. 일단자들이 입력단자에 각각 접속된 제1 인덕터 및 제2 인덕터로 이루어진 인덕터부;
    상기 제1 인덕터의 타단자와 기저전압원 사이에 접속되고, 상기 입력단자의 에너지가 상기 제1 인덕터로 충전되도록 동작하는 제1 충전 스위치 및 상기 제2 인덕터의 타단자와 기저전압원 사이에 접속되고, 상기 입력단자의 에너지가 상기 제2 인덕터로 충전되도록 동작하는 제2 충전 스위치로 이루어진 충전 스위치부;
    상기 제1 인덕터의 타단자와 제1 출력단자 사이 및 상기 제1 인덕터의 타단자와 제2 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 제1 인덕터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력단자 및 상기 제2 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들로 이루어진 제1 출력 스위치부; 및
    상기 제2 인덕터의 타단자와 상기 제1 출력단자 사이 및 상기 제2 인덕터의 타단자와 상기 제2 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 제2 인덕터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력단자 및 상기 제2 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들로 이루어진 제2 출력 스위치부를 포함하고,
    상기 제1 충전 스위치와 상기 제2 충전 스위치는 서로 일정시차를 두고 동작하는, 승압형 직류/직류 변환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 각각의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터의 타단자들에서의 기생 커패시터들과 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치들로 이루어진 공진 방진 스위치부를 더 포함하는, 승압형 직류/직류 변환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공진 방지 스위치들은 상기 제1 출력 스위치부 및 상기 제2 출력 스위치부의 출력 스위치들이 모두 턴오프된 후 상기 제1 충전 스위치 및 상기 제2 충전 스위치가 턴온되기 전에 턴온되는, 승압형 직류/직류 변환기.
  4. 제1 인덕터 및 제2 인덕터로 이루어진 인덕터부;
    입력단자와 상기 제1 인덕터의 일단자 사이에 접속된 제1 상측 스위치 및 상기 입력단자와 상기 제2 인덕터의 일단자 사이에 접속된 제2 상측 스위치로 이루어진 상측 스위치부;
    상기 제1 인덕터의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제1 하측 스위치 및 상기 제2 인덕터의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2 하측 스위치로 이루어진 하측 스위치부;
    상기 제1 인덕터의 타단자와 제1 출력단자 사이 및 상기 제1 인덕터의 타단자와 제2 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 제1 인덕터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력단자 및 상기 제2 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들로 이루어진 제1 출력 스위치부; 및
    상기 제2 인덕터의 타단자와 상기 제1 출력단자 사이 및 상기 제2 인덕터의 타단자와 상기 제2 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 제2 인덕터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력단자 및 상기 제2 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들로 이루어진 제2 출력 스위치부를 포함하고,
    상기 제1 상측 스위치와 상기 제2 상측 스위치는 서로 일정시차를 두고 동작하고,
    상기 제1 하측 스위치와 상기 제2 하측 스위치는 서로 상기 제1 상측 스위치와 상기 제2 상측 스위치가 갖는 상기 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하는, 강압형 직류/직류 변환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 각각의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터의 타단자들에서의 기생 커패시터들과 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치들로 이루어진 공진 방지 스위치부를 더 포함하는, 강압형 직류/직류 변환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 공진 방지 스위치들은 상기 제1 출력 스위치부 및 상기 제2 출력 스위치부의 출력 스위치들이 모두 턴오프된 후, 상기 제1 하측 스위치 및 상기 제2 하측 스위치가 턴온되기 전에 턴온되는, 강압형 직류/직류 변환기.
  7. 제1 인덕터 및 제2 인덕터로 이루어진 인덕터부;
    입력단자와 상기 제1 인덕터의 일단자 사이에 접속된 제1-1 스위치 및 상기 입력단자와 상기 제2 인덕터의 일단자 사이에 접속된 제1-2 스위치로 이루어진 제1 스위치부;
    상기 제1 인덕터의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2-1 스위치 및 상기 제2 인덕터의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2-2 스위치로 이루어진 제2 스위치부;
    상기 제1 인덕터의 타단자와 기저전압원 사이에 접속된 제3-1 스위치 및 상기 제2 인덕터의 타단자와 기저전압원 사이에 접속된 제3-2 스위치로 이루어진 제3 스위치부;
    상기 제1 인덕터의 타단자와 제1 출력단자 사이 및 상기 제1 인덕터의 타단자와 제2 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 제1 인덕터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력단자 및 제2 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들로 이루어진 제1 출력 스위치부; 및
    상기 제2 인덕터의 타단자와 상기 제1 출력단자 사이 및 상기 제2 인덕터의 타단자와 제2 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 제2 인덕터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력단자 및 상기 제2 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 출력 스위치들로 이루어진 제2 출력 스위치부를 포함하고,
    상기 제1-1 스위치와 상기 제1-2 스위치는 서로 일정시차를 두고 동작하고,
    상기 제2-1 스위치와 상기 제2-2 스위치는 서로 상기 제1-1 스위치와 상기 제1-2 스위치가 갖는 상기 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하고,
    상기 제3-1 스위치와 상기 제3-2 스위치는 서로 상기 제1-1 스위치와 상기 제1-2 스위치가 갖는 상기 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하는, 강압승압형 직류/직류 변환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 각각의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터의 타단자들에서의 기생 커패시터들과 상기 제1 인덕터 및 상기 제2 인덕터 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치들로 이루어진 공진 방지 스위치부를 더 포함하는, 강압승압형 직류/직류 변환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공진 방지 스위치들은 상기 제1 출력 스위치부 및 상기 제2 출력 스위치부의 출력 스위치들이 모두 턴오프된 후, 상기 제3-1 스위치 및 상기 제3-2 스위치가 턴온되기 전에 턴온되는, 강압승압형 직류/직류 변환기.
  10. 입력단자의 입력전압을 부하측이 요구하는 직류전압으로 변환하여 n(n은 1보다 큰 임의의 정수)개의 출력단자로 나누어 출력하는 승압형 직류/직류 변환기로서,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부를 포함하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은,
    일단자가 상기 입력단자에 접속된 인덕터;
    상기 인덕터의 타단자와 기저전압원 사이에 접속되고, 상기 입력단자의 에너지가 상기 인덕터에 충전되도록 동작하는 충전 스위치; 및
    상기 인덕터의 타단자와 상기 n개의 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 인덕터에 충전된 에너지가 상기 n개의 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 상기 n개의 출력 스위치를 포함하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 충전 스위치들 각각은 서로 일정시차를 두고 동작하는, 승압형 직류/직류 변환기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은,
    상기 인덕터의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 상기 인덕터의 타단자에서의 기생 커패시터와 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 인덕터들 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치를 더 포함하고,
    상기 공진 방지 스위치들은,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 출력 스위치들이 모두 턴오프된 후, 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 충전 스위치들이 턴온되기 전에 턴온되는, 승압형 직류/직류 변환기.
  12. 입력단자의 입력전압을 부하측이 요구하는 직류전압으로 변환하여 n(n은 1보다 큰 임의의 정수)개의 출력단자로 나누어 출력하는 강압형 직류/직류 변환기로서,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부를 포함하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은,
    인덕터;
    상기 입력단자와 상기 인덕터의 일단자 사이에 접속된 상측 스위치;
    상기 인덕터의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 하측 스위치; 및
    상기 인덕터의 타단자와 상기 n개의 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 인덕터에 충전된 에너지가 상기 n개의 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 상기 n개의 출력 스위치를 포함하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 상측 스위치들 각각은 서로 일정시차를 두고 동작하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 하측 스위치들 각각은 서로 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 상측 스위치들이 갖는 상기 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하는, 강압형 직류/직류 변환기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은,
    상기 인덕터의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 상기 인덕터의 타단자에서의 기생 커패시터와 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 인덕터들 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치를 더 포함하고,
    상기 공진 방지 스위치들은,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 출력 스위치들이 모두 턴오프된 후 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 하측 스위치들이 턴온되기 전에 턴온되는, 강압형 직류/직류 변환기.
  14. 입력단자의 입력전압을 부하측이 요구하는 직류전압으로 변환하여 n(n은 1보다 큰 임의의 정수)개의 출력단자로 나누어 출력하는 강압승압형 직류/직류 변환기로서,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부를 포함하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은,
    인덕터;
    입력단자와 상기 인덕터의 일단자 사이에 접속된 제1 스위치;
    상기 인덕터의 일단자와 기저전압원 사이에 접속된 제2 스위치;
    상기 인덕터의 타단자와 기저전압원 사이에 접속된 제3 스위치; 및
    상기 인덕터의 타단자와 상기 n개의 출력단자 사이에 각각 접속되고, 상기 인덕터에 충전된 에너지가 상기 n개의 출력단자로 나누어 출력되도록 동작하는 상기 n개의 출력 스위치를 포함하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 제1 스위치들 각각은 서로 일정시차를 두고 동작하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 제2 스위치들 각각은 서로 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 제1 스위치들이 갖는 상기 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하고,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 제3 스위치들 각각은 서로 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부에 포함된 상기 제1 스위치들이 갖는 상기 일정시차만큼의 시차를 두고 동작하는, 강압승압형 직류/직류 변환기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부 각각은,
    상기 인덕터의 일단자와 타단자 사이에 접속되고, 상기 인덕터의 타단자에서의 기생 커패시터와 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 인덕터들 간의 공진으로 인한 공진 전류를 방지하는 공진 방지 스위치를 더 포함하고,
    상기 공진 방지 스위치들은,
    상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 출력 스위치들이 모두 턴오프된 후 상기 n개의 단위 직류/직류 변환부의 제3 스위치들이 턴온되기 전에 턴온되는, 강압승압형 직류/직류 변환기.
KR1020070052640A 2007-05-30 2007-05-30 직류/직류 변환기 KR100914493B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052640A KR100914493B1 (ko) 2007-05-30 2007-05-30 직류/직류 변환기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052640A KR100914493B1 (ko) 2007-05-30 2007-05-30 직류/직류 변환기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080105271A KR20080105271A (ko) 2008-12-04
KR100914493B1 true KR100914493B1 (ko) 2009-08-31

Family

ID=40366590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070052640A KR100914493B1 (ko) 2007-05-30 2007-05-30 직류/직류 변환기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100914493B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030034584A (ko) * 2001-10-26 2003-05-09 한국전자통신연구원 멀티-출력 직류-직류 컨버터
KR20050012401A (ko) * 2003-07-25 2005-02-02 삼성전자주식회사 Ｄｃ-ｄｃ컨버터 및 그 구동방법
JP2006340476A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Mitsumi Electric Co Ltd 電流共振型マルチフェーズｄｃ／ｄｃコンバータおよびその制御方法
KR100765921B1 (ko) * 2005-09-16 2007-10-10 (주)제이디에이테크놀로지 직류/직류 변환기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030034584A (ko) * 2001-10-26 2003-05-09 한국전자통신연구원 멀티-출력 직류-직류 컨버터
KR20050012401A (ko) * 2003-07-25 2005-02-02 삼성전자주식회사 Ｄｃ-ｄｃ컨버터 및 그 구동방법
JP2006340476A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Mitsumi Electric Co Ltd 電流共振型マルチフェーズｄｃ／ｄｃコンバータおよびその制御方法
KR100765921B1 (ko) * 2005-09-16 2007-10-10 (주)제이디에이테크놀로지 직류/직류 변환기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080105271A (ko) 2008-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10720833B2 (en) DC-DC converter
US10651731B1 (en) Zero voltage switching of interleaved switched-capacitor converters
US7449867B2 (en) Multi-phase buck converter with a plurality of coupled inductors
US8773102B2 (en) Hysteretic CL power converter
US9331578B2 (en) Multi-phase buck DC converter
US10075067B2 (en) Two-switch switched-capacitor converters
US7230405B2 (en) Non-isolated power conversion system having multiple switching power converters
US20170201177A1 (en) System and method for two-phase interleaved dc-dc converters
US10211734B1 (en) Bidirectional DC-DC converter
EP2426811A1 (en) Switching converter and method for controlling a switching converter
US9768682B2 (en) Switched capacitors with inverted break-before-make without external filtering load capacitor
JP2006014454A (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
CN107947576A (zh) 具有降低的开关损耗的低降压转换率的开关电源
CN102290992A (zh) 直流-直流升压转换器电路及其驱动方法
Chen et al. Two-stage 48v-1v hybrid switched-capacitor point-of-load converter with 24v intermediate bus
KR20090044137A (ko) 무변압기형 부스트 컨버터
Chen et al. A 2.5-5MHz 87% peak efficiency 48V-to-1V integrated hybrid DC-DC converter adopting ladder SC network with capacitor-assisted dual-inductor filtering
CN103208936A (zh) 交流电源装置
JPH06103984B2 (ja) 昇降圧チョッパ装置
CN111682754A (zh) 混合功率变换器
KR102466914B1 (ko) 스위치드 커패시터 변환기
KR100914493B1 (ko) 직류/직류 변환기
US20220376619A1 (en) Switched capacitor converter
Wei et al. A novel approach for achieving ZVS operation in class-D ZVS inverter
KR100998064B1 (ko) Ｚｃｓ를 위해 누설 인덕터를 ｚｃｓ용 인덕터로 사용하는 ｄｃ-ｄｃ 컨버터

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120808

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee