KR101228799B1 - 전원공급장치 - Google Patents

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Abstract

전원공급장치가 개시된다. 전원공급장치는 교류 전원을 정류하여 출력하는 정류부와, 정류부에 일단이 연결된 부스트 인덕터에 흐르는 전류를 제어하여 역률을 개선함과 동시에 직류 링크 전원을 생성하는 역률 개선부와, 정상 모드에서 직류 링크 전원을 메인 전원으로 변환하여 출력하며, 홀드업 모드에서 부스트 인덕터를 트랜스포머의 1차 권선으로 사용하여 직류 링크 전원을 홀드업 전원으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부를 포함함으로써, 전원공급장치의 전체 효율을 증가시킬 수 있다.

Description

전원공급장치{POWER SUPPLY}
본 발명은 전원공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 부스트 인덕터를 트랜스포머의 1차 권선으로 활용하여 홀드업 모드에서 전원을 공급하여 효율을 증가시킬 수 있는 전원공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 전원공급장치의 DC/DC 변환부로 위상천이풀브리지(PSFB: Phase Shift Full Bridge) 컨버터가 널리 사용되고 있다. 이는 PSFB 컨버터의 경우 반도체 소자의 스트레스가 적고 영전압 스위칭이 가능하여 대용량 응용에 적합하기 때문이다.
이러한 DC/DC 변환부는 홀드업시간(Hold-Up Time) 규제를 만족하여야 한다. 즉, 장애로 인해 입력 교류전원이 차단된 이후에도 데이터 백업을 위해 일정시간 동안 부하에 전원을 공급하여야 하며, 이를 위해 DC/DC 변환부는 전원공급장치의 입력단의 커패시터에 충전된 직류 링크 전압으로부터 전원을 공급하고 있다. 하지만, 시간이 지남에 따라 직류 링크 전압은 점차 감소하게 되며, 직류 링크 전압의 감소분을 고려하여 부하에 일정한 전원을 공급하기 위해서 듀티를 점차 증가시키게 된다.
상술한 점을 고려하면, DC/DC 변환부는 입력전압의 범위가 넓어지도록 설계되어야 하기 때문에 정상상태에서 작은 듀티를 가지게 된다. 따라서, 메인 트랜스포머의 턴수비를 작게 가져가야 하기 때문에 전원공급장치의 효율이 감소된다는 문제점이 있다.
본 발명의 과제는 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 효율을 증가시킬 수 있는 전원공급장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 기술적인 측면은, 교류 전원을 정류하여 출력하는 정류부와, 정류부에 일단이 연결된 부스트 인덕터에 흐르는 전류를 제어하여 역률을 개선함과 동시에 직류 링크 전원을 생성하는 역률 개선부와, 정상 모드에서 직류 링크 전원을 메인 전원으로 변환하여 출력하며, 홀드업 모드에서 부스트 인덕터를 트랜스포머의 1차 권선으로 사용하여 직류 링크 전원을 홀드업 전원으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부를 포함하는 전원공급장치를 제안하는 것이다.
또한, 역률 개선부는, 부스트 인덕터의 일단이 연결된 정류부의 제1 출력단자에 일단이 연결된 보조 스위칭 소자와, 부스트 인덕터의 타단과 정류부의 제2 출력 단자 사이에 연결된 부스트 스위칭 소자와, 애노드가 부스트 인덕터의 타단에 연결되며, 애노드는 보조 스위칭 소자의 타단에 연결된 부스트 다이오드와, 부스트 다이오드의 캐소드 및 부스트 스위칭 소자의 타단에 연결된 정류 커패시터를 포함할 수 있다.
또한, DC/DC 변환부는, 메인 트랜스포머의 1차 권선을 포함하는 1차측 회로와, 메인 트랜스포머의 1차 권선과 자기적으로 결합된 2차 권선을 포함하는 2차측 회로를 포함할 수 있다.
또한, DC/DC 변환부의 1차측 회로는, 직렬 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 양단이 정류 커패시터의 양단에 병렬 연결되고, 직렬 연결된 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자의 양단이 정류 커패시터의 양단에 병렬 연결된 스위칭 모듈을 포함하며, 메인 트랜스포머의 1차 권선은 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자간 연결부위인 제1 노드와 제3 스위칭 소자와 제4 스위칭 소자간 연결 부위인 제2 노드 사이에 연결될 수 있다.
또한, DC/DC 변환부의 2차측 회로는, 메인 트랜스포머의 2차 권선과 직렬 연결되어 메인 트랜스포머의 2차 권선으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 라인 스위칭 모듈과, 직렬 연결된 메인 트랜스포머의 2차 권선과 라인 스위칭 모듈의 양단에 병렬 연결된 보조 모듈로, 부스트 인덕터와 자기적으로 결합되는 보조 트랜스포머의 2차 권선 및 보조 트랜스포머의 2차 권선에 직렬 연결되어 보조 트랜스포머로 흐르는 전류를 제어하는 보조 스위칭 모듈을 포함하는 보조 모듈과, 보조 모듈의 양단에 병렬 연결된 LC 필터부를 포함할 수 있다.
또한, 역률 개선부는, 부스트 인덕터의 일단이 연결된 정류부의 제1 출력단자와 제2 출력 단자 사이에 연결된 보조 커패시터와, 애노드가 부스트 인덕터의 타단에 연결된 부스트 다이오드와, 부스트 다이오드의 캐소드와 정류부의 제2 출력단자 사이에 연결된 정류 커패시터와, 부스트 인덕터의 타단과 정류부의 제2 출력 단자 사이에 연결된 부스트 스위칭 소자와, 부스트 인덕터의 타단에 캐소드가 연결된 보조 다이오드와, 일단이 보조 다이오드의 애노드에 연결된 보조 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
또한, DC/DC 변환부는, 메인 트랜스포머의 1차 권선을 포함하는 1차측 회로와, 메인 트랜스포머의 1차 권선과 자기적으로 결합된 2차 권선을 포함하는 2차측 회로를 포함할 수 있다.
또한, DC/DC 변환부의 1차측 회로는, 직렬 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 양단이 커패시터의 양단에 병렬 연결되고, 직렬 연결된 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자의 양단이 정류 커패시터에 병렬 연결된 스위칭 모듈을 포함하며, 메인 트랜스포머의 1차 권선은 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자간 연결부위인 제1 노드와 제3 스위칭 소자와 제4 스위칭 소자간 연결 부위인 제2 노드 사이에 연결되고, 제1 노드는 상기 보조 스위칭 소자의 타단에 연결될 수 있다.
또한, DC/DC 변환부의 2차측 회로는, 메인 트랜스포머의 2차 권선과 직렬 연결되어 메인 트랜스포머의 2차 권선으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 라인 스위칭 모듈과, 직렬 연결된 메인 트랜스포머의 2차 권선과 라인 스위칭 모듈의 양단에 병렬 연결된 보조 모듈로, 부스트 인덕터와 자기적으로 결합되는 보조 트랜스포머의 2차 권선 및 보조 트랜스포머의 2차 권선에 직렬 연결되어 보조 트랜스포머로 흐르는 전류를 제어하는 보조 스위칭 모듈을 포함하는 보조 모듈과, 보조 모듈의 양단에 병렬 연결된 LC 필터부를 포함할 수 있다.
또한, 역률 개선부는, 부스트 인덕터의 일단이 연결된 정류부의 제1 출력단자와 제2 출력 단자 사이에 연결된 보조 커패시터와, 부스트 인덕터의 타단과 정류부의 제2 출력 단자 사이에 연결된 부스트 스위칭 소자와, 부스트 인덕터의 타단에 연결된 보조 스위칭 소자와, 보조 스위칭 소자의 타단과 정류부의 제2 출력단자 사이에 연결된 정류 커패시터를 포함할 수 있다.
또한, DC/DC 변환부는, 메인 트랜스포머의 1차 권선을 포함하는 1차측 회로와, 메인 트랜스포머의 1차 권선과 자기적으로 결합된 2차 권선을 포함하는 2차측 회로를 포함할 수 있다.
또한, DC/DC 변환부의 1차측 회로는, 직렬 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 양단이 커패시터의 양단에 병렬 연결되고, 직렬 연결된 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자의 양단이 커패시터에 병렬 연결된 스위칭 모듈을 포함하며, 메인 트랜스포머의 1차 권선은 제1 스위칭 소자와 제2 스위칭 소자간 연결부위인 제1 노드와 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자간 연결 부위인 제2 노드 사이에 연결될 수 있다.
또한, DC/DC 변환부의 2차측 회로는, 메인 트랜스포머의 2차 권선과 직렬 연결되어 메인 트랜스포머의 2차 권선으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 라인 스위칭 모듈과, 직렬 연결된 메인 트랜스포머의 2차 권선과 라인 스위칭 모듈의 양단에 병렬 연결된 보조 모듈로, 부스트 인덕터와 자기적으로 결합되는 보조 트랜스포머의 2차 권선 및 보조 트랜스포머의 2차 권선에 직렬 연결되어 보조 트랜스포머로 흐르는 전류를 제어하는 보조 스위칭 모듈을 포함하는 보조 모듈과, 추가 모듈의 양단에 병렬 연결된 LC 필터부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존의 부스트 인덕터를 트랜스포머의 1차 권선으로 활용하여 홀드업 모드에서 부하에 전원을 공급함으로써, 메인 트랜스포머의 유효 듀티를 최대한으로 가져갈 수 있어 전원공급장치의 전체 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 구성도이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치에서 정상모드와 홀드업모드에서 활성화되는 소자들을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치가 홀드업 모드에서 동작할 경우 세분화된 구간을 도시한 도면이다.
한편, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 트랜스포머의 자화전류와 누설전류를 도시한 시뮬레이션 파형도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 효율을 도시한 도면이다,
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 구성도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치에서 정상모드와 홀드업모드에서 활성화되는 소자들을 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치가 홀드업 모드에서 동작할 경우 세분화된 구간을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 트랜스포머의 자화전류와 누설전류를 도시한 시뮬레이션 파형도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 효율을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치의 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치에서 정상모드와 홀드업모드에서 활성화되는 소자들을 도시한 도면이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치의 각 모드를 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치의 트랜스포머의 자화전류와 누설전류를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치의 효율을 도시한 도면이다.
이하 도 1 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 전원공급장치에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 구성도이다. 전원공급장치는 교류 전원을 정류하여 출력하는 정류부(100)와, 정류부(100)에 일단이 연결된 부스트 인덕터(10a)에 흐르는 전류를 제어하여 역률을 개선함과 동시에 직류 링크 전원(Vlink)을 생성하는 역률 개선부(110)와, 정상 모드에서 직류 링크 전원(Vlink)을 메인 전원으로 변환하여 출력하며, 홀드업 모드에서 부스트 인덕터(10a)를 보조 트랜스포머(TB)의 1차 권선으로 사용하여 직류 링크 전원(Vlink)을 홀드업 전원으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부(120)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 정류부(100)는 4개의 다이오드로 이루어진 브리지 타입의 회로로 구성되며, 입력된 교류 전원을 정류하여 출력한다.
역률 개선부(110)는 정류부(100)에 일단이 연결된 부스트 인덕터(10a)에 흐르는 전류를 제어하여 역률을 개선함과 동시에 직류 링크 전원(Vlink)을 생성한다. 구체적으로 역률 개선부(110)는 부스트 인덕터(10a)의 일단이 연결된 정류부(100)의 제1 출력단자에 일단이 연결된 보조 스위칭 소자(QA)와, 부스트 인덕터(10a)의 타단과 정류부(100)의 제2 출력 단자 사이에 연결된 부스트 스위칭 소자(QB)와, 애노드가 부스트 인덕터(10a)의 타단에 연결되며, 캐소드는 보조 스위칭 소자(QA)의 타단에 연결된 부스트 다이오드(DB)와, 부스트 다이오드(DB)의 캐소드 및 부스트 스위칭 소자(QB)의 타단에 연결된 정류 커패시터(CR)를 포함할 수 있다. 상술한 부스트 스위칭 소자(QB)는 부스트 인덕터(10a)에 연결된 통상의 스위칭 소자(예컨대, FET 등)이며, 부스트 다이오드(DB) 역시 부스트 인덕터(10a)에 연결된 통상의 다이오드를 의미한다.
한편, DC/DC 변환부(120)는 정상 모드에서 직류 링크 전원(Vlink)을 메인 전원으로 변환하여 출력하며, 홀드업 모드에서는 부스트 인덕터(10a)를 보조 트랜스포머(TB)의 1차 권선으로 사용하여 직류 링크 전원(Vlink)을 홀드업 전원으로 변환하여 출력한다.
구체적으로, DC/DC 변환부(120)는 메인 트랜스포머(TDC_DC)의 1차 권선(20a)을 포함하는 1차측 회로(121)와, 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 1차 권선(20a)과 자기적으로 결합된 2차 권선(20b)을 포함하는 2차측 회로(122)를 포함할 수 있다. 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 2차 권선(20b)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 2차 권선을 포함할 수 있으며, 각 2차 권선(20b)에는 흐르는 전류를 제어하기 위한 2개의 스위칭 소자(QL1, QL2)로 이루어진 라인 스위칭 모듈(QL1, QL2)을 포함할 수 있다. 또한, 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 1차 권선(20a)과 2차 권선(20b)의 권선비는 NP: NS1 또는 NP:NS2일 수 있다.
DC/DC 변환부(120)의 1차측 회로(121)는 직렬 연결된 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 양단이 정류 커패시터(CR)의 양단에 병렬 연결되고, 직렬 연결된 제3 스위칭 소자(Q3) 및 제4 스위칭 소자(Q4)의 양단이 정류 커패시터(CR)의 양단에 병렬 연결된 스위칭 모듈(Q1 내지 Q4)을 포함하며, 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 1차 권선(20a)은 제1 스위칭 소자(Q1)와 제2 스위칭 소자(Q2)간 연결부위인 제1 노드와 제3 스위칭 소자(Q3)와 제4 스위칭 소자(Q4)간 연결 부위인 제2 노드 사이에 연결될 수 있다.
또한, DC/DC 변환부(120)의 2차측 회로(121)는 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 2차 권선(20b)과 직렬 연결되어 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 2차 권선(20b)으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 라인 스위칭 모듈(QL1, QL2)과, 직렬 연결된 메인 트랜스포머(TDC_DC)의 2차 권선(20b)과 라인 스위칭 모듈(QL1, QL2)의 양단에 병렬 연결된 보조 모듈(M)로, 부스트 인덕터(10a)와 자기적으로 결합되는 보조 트랜스포머(TB)의 2차 권선(10b) 및 보조 트랜스포머(TB)의 2차 권선(10b)에 직렬 연결되어 보조 트랜스포머(TB)의 2차 권선(10b)로 흐르는 전류를 제어하는 보조 스위칭 모듈(QH, QL)을 포함하는 보조 모듈(M)과, 보조 모듈(M)의 양단에 병렬 연결된 LC 필터부(Lo, Co)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 부스트 인덕터(10a)와 자기적으로 결합되는 2차 권선(10b)은 DC/DC 변환부의 LC 필터부(Lo, Co)와 메인 트랜스포머(TDC_D)의 2차 권선(20b) 사이에 존재하며, 보조 트랜스포머(TB)의 1차 권선(10a)과 2차 권선(10b)의 권선비는 NP:NBS일 수 있다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치에서 정상모드와 홀드업모드에서 활성화('사용'의 의미임)되는 소자들을 도시한 도면으로, 굵은 색으로 표시한 소자는 각 모드에서 활성화되는 소자들을, 점선으로 표시한 소자는 각 모드에서 비활성화되는 소자들을 의미한다.
도 2a의 정상모드에서는 보조 스위칭 소자(QA)와 보조 모듈(M)만이 비활성화되며, 그 외 나머지 소자들에 의해 회로가 동작한다. 도 2a의 경우 활성화된 소자들에 의해 부스트 컨버터와 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터로 동작한다. 이와 같은 구성의 동작은 기 공지된 동작 원리에 의하여 동작하는바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 2b의 홀드업 모드에서는 스위칭 모듈(Q1 내지 Q4)와 메인 트랜스포머(TDC_DC)의 1차 권선(20a)이 비활성되며, 나머지 소자들에 의해 회로가 동작한다. 도 2b의 경우 2-스위치 플라이백 컨버터(2SFC: 2-switch flyback converter)와 같이 동작한다. 상술한 홀드업 모드의 구체적인 동작에 대해서는 이하 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3a 내지 도 3d은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치가 홀드업 모드에서 동작할 경우 세분화된 구간을 도시한 도면으로, 도 3a는 제1 모드를, 도 3b는 제2 모드를, 도 3c는 제3 모드를, 도 3d는 제4 모드에서 활성화되는 소자들을 도시하고 있다.
도 3a의 제1 모드에서는, 굵은 선으로 표시된 소자들(CR-QA-10a-QB, QL-QH-10b-Lo-Co)이 활성화된다. 이에 따라 정류 커패시터(CR)에 의해 충전된 전압이 활성화된 소자들(QA-CR-QB-10a)에 의해 형성된 경로를 통해 방전된다. 한편, 보조 트랜스포머(TB)의 2차 권선(10b)에 발생된 전압에 의해, 활성화된 소자들(QL-QH-10b-Lo-Co)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 3b의 제2 모드에서, 보조 스위칭 소자(QA)가 턴오프되며, 그에 따라 굵은 선으로 표시된 소자들(D-10a-QB, QL1/QL2/20b/QH/QL/10b-Lo-Co)이 활성화된다. 따라서, 활성화된 소자들(D-10a-QB)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐른다. 마찬가지로, 활성화된 소자들(QL1/QL2/20b/QH/QL/10b-Lo-Co)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 3c의 제3 모드에서, 부스트 스위칭 소자(QB)가 턴오프되며, 그에 따라 굵은 선으로 표시된 소자들(D-10a-DB-CR, QL1/QL2/20b-Lo-Co)이 활성화된다. 이에 따라 활성화된 소자들(D-10a-DB-CR)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐른다. 마찬가지로, 활성화된 소자들(QL1/QL2/20b-Lo-Co)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 3d의 제4 모드에서, 부스트 인덕터(10a)에 저장된 에너지가 0이 되면, 굵은 선으로 표시된 소자들(Co-Lo-QL1/QL2/20b/10b/QH/QL)만이 활성화된다. 이에 따라 커패시터(Co)에 충전된 전압이 활성화된 소자들(Co-Lo-QL1/QL2/20b/10b/QH/QL)에 의해 형성된 경로를 따라 방전된다.
한편, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 트랜스포머의 자화전류와 누설전류를 도시한 시뮬레이션 파형도이다. 한편, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원공급장치의 효율을 도시한 도면이다,
도 4에서, 도면부호 400은 정상모드에서의 메인 전원(Vo_nom)과 홀드업 모드에서의 홀드업 전원(Vo_holdup)을 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 정상모드시의 전압과 홀드업 모드시의 전압이 거의 같도록 제어되고 있음을 알 수 있다. 한편, 도면부호 401은 정상모드에서의 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_nom))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_nom))를 도시하고 있다.
또한, 도면부호 402는 홀드업 모드에서의 부스트 인덕터(10a)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_boost))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_boost))를 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 전원공급장치가 2-스위치 포워드 형태로 동작하고 있음을 알 수 있다. 한편, 도면부호 403은, 홀드업 모드에서의 메인 트랜스포머(TDC_DC)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_holdup))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_holdup))를 도시하고 있으며, 홀드업 모드에서 메인 트랜스포머(TDC _ DC)는 인덕터로 동작하고 있음을 알 수 있다.
한편, 도 5에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따라 부스트 인덕터(10a)를 보조 트랜스포머(TB)의 1차 권선으로 활용하는 경우(500), 그렇지 않은 경우(501)에 비해 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 턴수비를 증가시킬 수 있음과 동시에 전원공급장치의 효율이 향상되었음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 구성도이다. 도 1에서 도시된 제1 실시예와 다른 점은, 도 1의 보조 스위칭 소자(QA)가 삭제되었으며, 부스트 인덕터(10a)의 타단과 제1 노드(N1) 사이에 보조 다이오드(DA)와 보조 스위칭 소자(QA)가 추가되었으며, 정류부(100)의 양단에 보조 커패시터(CA)가 추가되었다는 점이 다른 점이다. 그 외 소자들과 구체적인 구성은 도 1에서 설명한 바와 동일하며, 발명의 간명화를 위해 중복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치에서 정상모드와 홀드업모드에서 활성화('사용'의 의미임)되는 소자들을 도시한 도면으로, 굵은 색으로 표시한 소자는 각 모드에서 활성화되는 소자들을, 점선으로 표시한 소자는 각 모드에서 비활성화되는 소자들을 의미한다.
도 7a의 정상모드에서는 보조 스위칭 소자(QA), 보조 다이오드(DA) 그리고 보조 모듈(M)만이 비활성화되며, 그 외 나머지 소자들에 의해 회로가 동작한다. 도 7a의 경우 활성화된 소자들에 의해 부스트 컨버터와 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터로 동작한다. 이와 같은 구성의 동작은 기 공지된 동작 원리에 의하여 동작하는바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 7b의 홀드업 모드에서는 보조 커패시터(CA), 부스트 인덕터(10a), 부스트 스위칭 소자(QB), 보조 다이오드(DA), 보조 스위칭 소자(QA), 제1 스위칭 소자(Q1)와 커패시터(Co)가 활성화된다. 또한, 2차측 회로(122)의 경우는 모두 활성화된다. 도 7b의 경우 하프 브리지 컨버터(HBC: Half Bridge Converter)와 같이 동작한다. 상술한 홀드업 모드의 구체적인 동작에 대해서는 이하 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 8a 내지 도 8d은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치가 홀드업 모드에서 동작할 경우 세분화된 구간을 도시한 도면으로, 도 8a는 제1 모드를, 도 8b는 제2 모드를, 도 8c는 제3 모드를, 도 8d는 제4 모드에서 활성화되는 소자들을 도시하고 있다.
도 8a의 제1 모드에서는, 굵은 선으로 표시된 소자들(CR-Q1-QA-DA-10a-CA, 10b-Lo-Co-QL-QH-10b)이 활성화된다. 이에 따라 정류 커패시터(CR)에 의해 충전된 전압이 활성화된 소자들(CR-Q1-QA-DA-10a-CA)에 의해 형성된 경로를 통해 방전된다. 이에 의해 보조 커패시터(CA)에는 전압이 충전된다. 한편, 보조 트랜스포머(TB)의 2차 권선(10b)에 발생된 전압에 의해, 활성화된 소자들(10b-Lo-Co-QL-QH -10b)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 8b의 제2 모드에서, 보조 스위칭 소자(QA)가 턴온되며, 그에 따라 굵은 선으로 표시된 소자들(QL1/QL2/20b/QH/QL/10b-Lo-Co)만이 활성화된다. 따라서, 활성화된 소자들(QL1/QL2/20b/QH/QL/10b-Lo-Co)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 8c의 제3 모드에서, 부스트 스위칭 소자(QB)가 턴오프되며, 그에 따라 굵은 선으로 표시된 소자들(CA-10a-QB, QL1/QL2/20b-Lo-Co)이 활성화된다. 이에 따라 활성화된 소자들(CA-10a-QB)에 의해 형성된 경로를 따라 보조 커패시터(CA)에 충전된 전압이 방전된다. 마찬가지로, 활성화된 소자들(QL1/QL2/20b-Lo-Co)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 8d의 제4 모드에서, 부스트 인덕터(10a)에 저장된 에너지가 0이 되면, 굵은 선으로 표시된 소자들(Co-Lo-QL1/QL2/20b/10b/QH/QL)만이 활성화된다. 이에 따라 커패시터(Co)에 충전된 전압이 활성화된 소자들(Co-Lo-QL1/QL2/20b/10b/QH/QL)에 의해 형성된 경로를 따라 방전된다.
한편, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 트랜스포머의 자화전류와 누설전류를 도시한 시뮬레이션 파형도이다. 한편, 도 10는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 효율을 도시한 도면이다,
도 9에서, 도면부호 900은 정상모드에서의 메인 전원(Vo_nom)과 홀드업 모드에서의 홀드업 전원(Vo_holdup)을 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 정상모드시의 전압과 홀드업 모드시의 전압이 거의 같도록 제어되고 있음을 알 수 있다. 한편, 도면부호 901은 정상모드에서의 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_nom))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_nom))를 도시하고 있다.
또한, 도면부호 902는 홀드업 모드에서의 부스트 인덕터(10a)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_boost))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_boost))를 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 전원공급장치가 하프 브리지 형태로 동작하고 있음을 알 수 있다. 한편, 도면부호 403은, 홀드업 모드에서의 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_holdup))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_holdup))를 도시하고 있으며, 홀드업 모드에서 메인 트랜스포머(TDC_DC)는 인덕터로 동작하고 있음을 알 수 있다.
한편, 도 10에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따라 부스트 인덕터(10a)를 보조 트랜스포머(TB)의 1차 권선으로 활용하는 경우(1000), 그렇지 않은 경우(1001)에 비해 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 턴수비를 증가시킬 수 있음과 동시에 전원공급장치의 효율이 향상되었음을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치의 구성도이다. 도 1에서 도시된 제1 실시예와 다른 점은, 도 1의 보조 스위칭 소자(QA)가 삭제되었으며, 부스트 다이오드(DB)가 보조 스위칭 소자(QA)로 대체되었으며, 정류부(100)의 양단에 보조 커패시터(CA)가 추가되었다는 점이 다른 점이다. 그 외 소자들과 구체적인 구성은 도 1에서 설명한 바와 동일하며, 발명의 간명화를 위해 중복적인 설명은 생략하기로 한다.
도 12a 내지 도 12b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치에서 정상모드와 홀드업모드에서 활성화('사용'의 의미임)되는 소자들을 도시한 도면으로, 굵은 색으로 표시한 소자는 각 모드에서 활성화되는 소자들을, 점선으로 표시한 소자는 각 모드에서 비활성화되는 소자들을 의미한다.
도 12a의 정상모드에서는 보조 스위칭 소자(QA) 그리고 보조 모듈(M)이 비활성화되며, 그 외 나머지 소자들에 의해 회로가 동작한다. 도 12a의 경우 활성화된 소자들에 의해 부스트 컨버터와 위상천이 풀브리지(PSFB) 컨버터로 동작한다. 이와 같은 구성의 동작은 기 공지된 동작 원리에 의하여 동작하는바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 12b의 홀드업 모드에서는 보조 커패시터(CA), 부스트 인덕터(10a), 부스트 스위칭 소자(QB), 보조 스위칭 소자(QA), 정류 커패시터(CR)가 활성화된다. 또한, 2차측 회로(122)의 경우는 모두 활성화된다. 도 12b의 경우 하프 브리지 컨버터(HBC: half Bridge Converter)와 같이 동작한다. 상술한 홀드업 모드의 구체적인 동작에 대해서는 이하 도 13a 내지 도 13d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 13a 내지 도 13d은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치가 홀드업 모드에서 동작할 경우 세분화된 구간을 도시한 도면으로, 도 13a는 제1 모드를, 도 13b는 제2 모드를, 도 13c는 제3 모드를, 도 13d는 제4 모드에서 활성화되는 소자들을 도시하고 있다.
도 13a의 제1 모드에서는, 굵은 선으로 표시된 소자들(CR-QA-10a-CA, 10b-Lo-Co-QL-QH)이 활성화된다. 이에 따라 정류 커패시터(CR)에 의해 충전된 전압이 활성화된 소자들(CR-QA-10a-CA)에 의해 형성된 경로를 통해 방전된다. 이에 의해 보조 커패시터(CA)에는 전압이 충전된다. 한편, 보조 트랜스포머(TB)의 2차 권선(10b)에 발생된 전압에 의해, 활성화된 소자들(10b-Lo-Co-QL-QH)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 13b의 제2 모드에서, 보조 스위칭 소자(QA)가 턴오프되며, 그에 따라 굵은 선으로 표시된 소자들(CR-10a-CA, QL1/QL2/20b/10b/QH/QL-Lo-Co)가 활성화된다. 따라서, 활성화된 소자들(CR-10a-CA)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 보조 스위칭 소자(QA)와 부스트 스위칭 소자(QB)의 기생커패시터에 전압이 충전된다. 한편, 2차측 회로의 경우 활성화된 소자들(QL1/QL2/20b/10b/QH/QL-Lo-Co)에 의해 형성된 경로를 따라 커패시터(Co)에 전압이 충전된다.
도 12c의 제3 모드에서, 부스트 스위칭 소자(QB)가 턴오프되며, 그에 따라 굵은 선으로 표시된 소자들(CA-10a-QB, QL1/QL2/20b-Lo-Co)이 활성화된다. 이에 따라 활성화된 소자들(CA-10a-QB)에 의해 형성된 경로를 따라 보조 커패시터(CA)에 충전된 전압이 방전된다. 마찬가지로, 활성화된 소자들(QL1/QL2/20b-Lo-Co)에 의해 형성된 경로를 따라 전류가 흐르며, 이 전류에 의해 커패시터(Co)가 충전된다.
도 13d의 제4 모드에서, 부스트 인덕터(10a)에 저장된 에너지가 0이 되면, 굵은 선으로 표시된 소자들(CR-10a/CA, Co-Lo-QL1/QL2/20b/10b/QH/QL)만이 활성화된다. 이에 따라 커패시터(Co)에 충전된 전압이 활성화된 소자들(Co-Lo-QL1/QL2/20b/10b/QH/QL)에 의해 형성된 경로를 따라 방전된다.
한편, 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원공급장치의 트랜스포머의 자화전류와 누설전류를 도시한 시뮬레이션 파형도이다. 한편, 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원공급장치의 효율을 도시한 도면이다,
도 14에서, 도면부호 1400은 정상모드에서의 메인 전원(Vo_nom)과 홀드업 모드에서의 홀드업 전원(Vo_holdup)을 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 정상모드시의 전압과 홀드업 모드시의 전압이 거의 같도록 제어되고 있음을 알 수 있다. 한편, 도면부호 1401은 정상모드에서의 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_nom))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_nom))를 도시하고 있다.
또한, 도면부호 1402는 홀드업 모드에서의 부스트 인덕터(10a)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_boost))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_boost))를 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 전원공급장치가 하프 브리지 형태로 동작하고 있음을 알 수 있다. 한편, 도면부호 1403은, 홀드업 모드에서의 메인 트랜스포머(TDC_DC)의 자화 인덕터에 흐르는 전류(I(Lm_holdup))와 누설 인덕터에 흐르는 전류(I(Llkg_holdup))를 도시하고 있으며, 홀드업 모드에서 메인 트랜스포머(TDC _ DC)는 인덕터로 동작하고 있음을 알 수 있다.
한편, 도 15에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따라 부스트 인덕터(10a)를 보조 트랜스포머(TB)의 1차 권선으로 활용하는 경우(1500), 그렇지 않은 경우(1501)에 비해 메인 트랜스포머(TDC _ DC)의 턴수비를 증가시킬 수 있음과 동시에 전원공급장치의 효율이 향상되었음을 알 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 정류부
110: 역률 개선부
120: DC/DC 변환부
121: DC/DC 변환부의 1차측 회로
122: DC/DC 변환부의 2차측 회로
10a: 메인 트랜스포머의 1차 권선
10b: 메인 트랜스포머의 2차 권선
20a: 보조 트랜스포머(TB)의 1차 권선
20b: 보조 트랜스포머(TB)의 2차 권선
M: 보조 모듈

Claims (13)

  1. 교류 전원을 정류하여 출력하는 정류부;
    상기 정류부에 일단이 연결된 부스트 인덕터에 흐르는 전류를 제어하여 역률을 개선함과 동시에 직류 링크 전원을 생성하는 역률 개선부; 및
    정상 모드에서 상기 직류 링크 전원을 메인 전원으로 변환하여 출력하며, 홀드업 모드에서 상기 부스트 인덕터를 트랜스포머의 1차 권선으로 사용하여 상기 직류 링크 전원을 홀드업 전원으로 변환하여 출력하는 DC/DC 변환부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역률 개선부는,
    상기 부스트 인덕터의 일단이 연결된 상기 정류부의 제1 출력단자에 일단이 연결된 보조 스위칭 소자;
    상기 부스트 인덕터의 타단과 상기 정류부의 제2 출력 단자 사이에 연결된 부스트 스위칭 소자;
    애노드가 상기 부스트 인덕터의 타단에 연결되며, 애노드는 보조 스위칭 소자의 타단에 연결된 부스트 다이오드; 및
    상기 부스트 다이오드의 캐소드 및 상기 부스트 스위칭 소자의 타단에 연결된 정류 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부는,
    메인 트랜스포머의 1차 권선을 포함하는 1차측 회로; 및
    상기 메인 트랜스포머의 1차 권선과 자기적으로 결합된 2차 권선을 포함하는 2차측 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부의 1차측 회로는,
    직렬 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 양단이 상기 정류 커패시터의 양단에 병렬 연결되고, 직렬 연결된 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자의 양단이 상기 정류 커패시터의 양단에 병렬 연결된 스위칭 모듈을 포함하며,
    상기 메인 트랜스포머의 1차 권선은 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자간 연결부위인 제1 노드와 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자간 연결 부위인 제2 노드 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부의 2차측 회로는,
    상기 메인 트랜스포머의 2차 권선과 직렬 연결되어 상기 메인 트랜스포머의 2차 권선으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 라인 스위칭 모듈;
    상기 직렬 연결된 메인 트랜스포머의 2차 권선과 라인 스위칭 모듈의 양단에 병렬 연결된 보조 모듈로, 상기 부스트 인덕터와 자기적으로 결합되는 보조 트랜스포머의 2차 권선 및 상기 보조 트랜스포머의 2차 권선에 직렬 연결되어 상기 보조 트랜스포머로 흐르는 전류를 제어하는 보조 스위칭 모듈을 포함하는 보조 모듈; 및
    상기 보조 모듈의 양단에 병렬 연결된 LC 필터부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 역률 개선부는,
    상기 부스트 인덕터의 일단이 연결된 상기 정류부의 제1 출력단자와 제2 출력 단자 사이에 연결된 보조 커패시터;
    애노드가 상기 부스트 인덕터의 타단에 연결된 부스트 다이오드;
    상기 부스트 다이오드의 캐소드와 상기 정류부의 제2 출력단자 사이에 연결된 정류 커패시터;
    상기 부스트 인덕터의 타단과 상기 정류부의 제2 출력 단자 사이에 연결된 부스트 스위칭 소자; 및
    상기 부스트 인덕터의 타단에 캐소드가 연결된 보조 다이오드와, 일단이 상기 보조 다이오드의 애노드에 연결된 보조 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부는,
    메인 트랜스포머의 1차 권선을 포함하는 1차측 회로; 및
    상기 메인 트랜스포머의 1차 권선과 자기적으로 결합된 2차 권선을 포함하는 2차측 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부의 1차측 회로는,
    직렬 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 양단이 상기 커패시터의 양단에 병렬 연결되고, 직렬 연결된 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자의 양단이 상기 정류 커패시터에 병렬 연결된 스위칭 모듈을 포함하며,
    상기 메인 트랜스포머의 1차 권선은 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자간 연결부위인 제1 노드와 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자간 연결 부위인 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 제1 노드는 상기 보조 스위칭 소자의 타단에 연결된 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부의 2차측 회로는,
    상기 메인 트랜스포머의 2차 권선과 직렬 연결되어 상기 메인 트랜스포머의 2차 권선으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 라인 스위칭 모듈;
    상기 직렬 연결된 메인 트랜스포머의 2차 권선과 라인 스위칭 모듈의 양단에 병렬 연결된 보조 모듈로, 상기 부스트 인덕터와 자기적으로 결합되는 보조 트랜스포머의 2차 권선 및 상기 보조 트랜스포머의 2차 권선에 직렬 연결되어 상기 보조 트랜스포머로 흐르는 전류를 제어하는 보조 스위칭 모듈을 포함하는 보조 모듈; 및
    상기 보조 모듈의 양단에 병렬 연결된 LC 필터부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 역률 개선부는,
    상기 부스트 인덕터의 일단이 연결된 상기 정류부의 제1 출력단자와 제2 출력 단자 사이에 연결된 보조 커패시터;
    상기 부스트 인덕터의 타단과 상기 정류부의 제2 출력 단자 사이에 연결된 부스트 스위칭 소자;
    상기 부스트 인덕터의 타단에 연결된 보조 스위칭 소자; 및
    상기 보조 스위칭 소자의 타단과 상기 정류부의 제2 출력단자 사이에 연결된 정류 커패시터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부는,
    메인 트랜스포머의 1차 권선을 포함하는 1차측 회로; 및
    상기 메인 트랜스포머의 1차 권선과 자기적으로 결합된 2차 권선을 포함하는 2차측 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부의 1차측 회로는,
    직렬 연결된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자의 양단이 상기 커패시터의 양단에 병렬 연결되고, 직렬 연결된 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자의 양단이 상기 커패시터에 병렬 연결된 스위칭 모듈을 포함하며,
    상기 메인 트랜스포머의 1차 권선은 상기 제1 스위칭 소자와 상기 제2 스위칭 소자간 연결부위인 제1 노드와 상기 제3 스위칭 소자와 상기 제4 스위칭 소자간 연결 부위인 제2 노드 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 DC/DC 변환부의 2차측 회로는,
    상기 메인 트랜스포머의 2차 권선과 직렬 연결되어 상기 메인 트랜스포머의 2차 권선으로 흐르는 전류를 제어하기 위한 라인 스위칭 모듈;
    상기 직렬 연결된 메인 트랜스포머의 2차 권선과 라인 스위칭 모듈의 양단에 병렬 연결된 보조 모듈로, 상기 부스트 인덕터와 자기적으로 결합되는 보조 트랜스포머의 2차 권선 및 상기 보조 트랜스포머의 2차 권선에 직렬 연결되어 상기 보조 트랜스포머로 흐르는 전류를 제어하는 보조 스위칭 모듈을 포함하는 보조 모듈; 및
    추가 모듈의 양단에 병렬 연결된 LC 필터부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원공급장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5610450A (en) 1994-11-10 1997-03-11 Fujitsu Limited Power supply apparatus for efficiently utilizing battery and electronic apparatus using the power supply
US6246592B1 (en) 1999-08-10 2001-06-12 Texas Instruments Incorporated Unique power supply architecture with cascaded converters for large input-to-output step-down ratio
US6504739B2 (en) 2001-05-18 2003-01-07 Astec International Limited Simple control circuit for synchronous rectifiers used in ZVS phase shifted full bridge converter
US20090085546A1 (en) 2007-09-28 2009-04-02 Astec International Limited Fast Transient Step Load Response in a Power Converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5610450A (en) 1994-11-10 1997-03-11 Fujitsu Limited Power supply apparatus for efficiently utilizing battery and electronic apparatus using the power supply
US6246592B1 (en) 1999-08-10 2001-06-12 Texas Instruments Incorporated Unique power supply architecture with cascaded converters for large input-to-output step-down ratio
US6504739B2 (en) 2001-05-18 2003-01-07 Astec International Limited Simple control circuit for synchronous rectifiers used in ZVS phase shifted full bridge converter
US20090085546A1 (en) 2007-09-28 2009-04-02 Astec International Limited Fast Transient Step Load Response in a Power Converter

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