KR101372825B1 - Step up converter - Google Patents

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KR101372825B1
KR101372825B1 KR1020130025279A KR20130025279A KR101372825B1 KR 101372825 B1 KR101372825 B1 KR 101372825B1 KR 1020130025279 A KR1020130025279 A KR 1020130025279A KR 20130025279 A KR20130025279 A KR 20130025279A KR 101372825 B1 KR101372825 B1 KR 101372825B1
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diode
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transistor
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KR1020130025279A
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박종후
김도현
장종호
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a high step-up converter. According to an embodiment of the present invention, the present invention provides a high step-up converter comprising: a power supply unit including a magnetization inductor which transfers a voltage from direct current power in response to an operation of a transistor connected to a primary side wire; a first diode in which an anode is connected to a tap formed between a second terminal of the primary side wire and a first terminal of a secondary side wire; a first capacitor in which the first terminal is connected to a cathode of the first diode and a second terminal is connected to the second terminal of the secondary side wire; a second diode in which the cathode is connected to the first terminal of the primary side wire and the anode is connected to an earth power source; and a second capacitor in which the first terminal is connected to the second terminal of the secondary side wire and the second terminal is connected to the earth power source. According to the high step-up converter, a converter which can output a high voltage of high step-up by applying a charge pump and a tap addition type transformer and has high efficiency is provided. Also, the present invention is economical in terms of costs as it uses one single switch on a primary side of the converter. The present invention can highly boost the voltage with a low turn ratio and can be applied to various technologies such as solar energy generation etc.

Description

고승압 컨버터{Step up converter}High boost converter {Step up converter}

본 발명은 고승압 컨버터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저전압의 전원을 승압하여 고전압을 출력할 수 있는 고승압 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a high boost converter, and more particularly, to a high boost converter capable of outputting a high voltage by boosting a low voltage power supply.

일반적으로 저전압 특성을 갖는 태양광 발전과 같은 신재생 에너지원을 사용 가능한 상용 전원으로 변환하기 위해서는 고승압 특성을 갖는 DC-DC 컨버터가 요구된다.In general, in order to convert a renewable energy source such as photovoltaic power generation having a low voltage characteristic to a commercial power source that can be used, a DC-DC converter having a high boosting characteristic is required.

변압기를 사용하는 컨버터는 변압기의 턴 비가 클 경우 누설 인덕턴스에 의한 스위치 및 다이오드의 전압 스트레스가 증가하기 때문에 고승압 응용에 한계가 있다. 기존에는 변압기의 턴비를 줄이기 위하여 multi-output의 출력을 직렬 연결하는 방식의 포워드-플라이백, 스위치드-커패시터-플라이백 등이 많이 연구되어 왔다. 그러나, 기존의 방법을 통해서는 고승압 및 고효율의 특성을 얻어내는 데에 한계가 따른다.Converters using transformers are limited in high boost applications because the voltage stress of switches and diodes due to leakage inductance increases when the transformer turns ratio is large. Previously, forward-flyback and switched-capacitor-flyback in which the outputs of the multi-outputs are connected in series have been studied to reduce the turn ratio of the transformer. However, the conventional method has a limitation in obtaining the characteristics of high boost and high efficiency.

본 발명의 배경이 되는 기술은 국내공개특허 제2011-0065117호(2011.06.15 공개)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 2011-0065117 (published on June 15, 2011).

본 발명은 고승압된 출력을 제공할 수 있는 고승압 컨버터를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a high boost converter capable of providing a high boosted output.

본 발명의 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터는, 일차측 권선에 연결된 트랜지스터의 동작에 대응하여 직류 전원으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터를 포함하는 전원 공급부와, 제1 이차측 권선의 제2 단과 제2 이차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 탭에 애노드가 연결된 제1 다이오드와, 제1 단이 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결된 제1 커패시터와, 상기 제1 이차측 권선의 제1 단에 캐소드가 연결되고 접지 전원에 애노드가 연결된 제2 다이오드, 및 제1 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결되고 제2 단이 상기 접지 전원에 연결된 제2 커패시터를 포함하는 고승압 컨버터를 제공한다.The high boost converter according to the first embodiment of the present invention includes a power supply including a magnetizing inductor for transmitting a voltage from a DC power supply in response to an operation of a transistor connected to a primary winding, and a second end of the first secondary winding; A first diode having an anode connected to the tab formed between the first end of the second secondary winding, a first end connected to the cathode of the first diode, and a second end connected to the second end of the second secondary winding; A first capacitor connected, a second diode having a cathode connected to the first end of the first secondary winding and an anode connected to a ground power source, and a first end connected to the second end of the second secondary winding; A second stage provides a high boost converter including a second capacitor connected to the ground power supply.

또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터는, 제1 일차측 권선의 제2 단과 제2 일차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 탭에 연결된 트랜지스터의 동작에 대응하여 직류 전원으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터를 포함하는 전원 공급부와, 이차측 권선의 제1 단에 애노드가 연결된 제1 다이오드와, 제1 단이 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 이차측 권선의 제2 단에 연결된 제1 커패시터와, 상기 제2 일차측 권선의 제2 단에 애노드가 연결된 제2 다이오드, 및 제1 단이 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 접지 전원에 연결된 제2 커패시터를 포함하는 고승압 컨버터를 제공한다.In addition, the high-voltage converter according to the second embodiment of the present invention may provide a voltage from a DC power supply in response to an operation of a transistor connected to a tab formed between the second end of the first primary side winding and the first end of the second primary side winding. A power supply including a magnetizing inductor for transmitting a first electrode, a first diode connected to an anode at a first end of the secondary winding, and a first end connected to a cathode of the first diode, and a second end of the secondary winding. A first capacitor connected to a second end, a second diode having an anode connected to the second end of the second primary winding, and a first end connected to a cathode of the second diode and a second end connected to a ground power source. Provided is a high boost converter including a second capacitor.

여기서, 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터에서, 상기 제1 다이오드는, 상기 트랜지스터의 턴온 시에 상기 제1 커패시터에 연결된 부하로 상기 자화 인덕터의 에너지를 전달하며, 상기 제2 다이오드는, 상기 트랜지스터의 턴오프 시에 상기 제2 커패시터에 연결된 상기 부하로 상기 자화 인덕터의 에너지를 전달할 수 있다.In the high boost converter according to the first and second embodiments, the first diode transfers energy of the magnetization inductor to a load connected to the first capacitor when the transistor is turned on, and the second diode May transfer energy of the magnetizing inductor to the load connected to the second capacitor when the transistor is turned off.

또한, 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터는, 상기 트랜지스터의 턴온에 따른 제1 모드 및 상기 트랜지스터의 턴오프에 따른 제2 모드를 포함하는 연속 모드로 동작할 수 있다. 이때, 상기 트랜지스터의 턴온 시, 상기 제1 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제1 커패시터에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제2 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하에 전달되고, 상기 트랜지스터의 턴오프 시, 상기 제2 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달될 수 있다.In addition, the high boost converter according to the first and second embodiments may operate in a continuous mode including a first mode according to turn-on of the transistor and a second mode according to turn-off of the transistor. At this time, when the transistor is turned on, the DC voltage rectified by the first diode is charged in the first capacitor, and the charged voltage is between the first end of the first capacitor and the second end of the second capacitor. And a DC voltage rectified by the second diode may be charged to the second capacitor and the charged voltage may be transferred to the load when the transistor is turned off.

또한, 상기 제1 및 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터는, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 이후 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터에 충전된 전압이 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제2 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하로 전달되도록 하는 제3 모드를 더 포함하는 불연속 모드로 동작할 수 있다.In addition, the high boost converter according to the first and second embodiments may include a first terminal of the first capacitor and a voltage charged in the first capacitor and the second capacitor after the first mode and the second mode. It may operate in a discontinuous mode further comprising a third mode to be delivered to the load connected between the second end of the second capacitor.

여기서, 상기 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터는, 상기 탭과 상기 제2 이차측 권선의 제2 단 사이에 직렬 연결되는 제3 커패시터 및 제3 다이오드를 더 포함하고, 상기 트랜지스터의 턴오프 시, 상기 제3 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달될 수 있다.The high boost converter according to the first embodiment may further include a third capacitor and a third diode connected in series between the tab and the second end of the second secondary winding, and when the transistor is turned off. The DC voltage rectified by the third diode may be charged in the second capacitor and the charged voltage may be transferred to the load.

그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터는, 제1 일차측 권선의 제2 단과 제2 일차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 제1 탭에 연결된 트랜지스터의 동작에 대응하여 직류 전원으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터를 포함하는 전원 공급부와, 제1 이차측 권선의 제2 단과 제2 이차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 제2 탭에 애노드가 연결된 제1 다이오드와, 제1 단이 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결된 제1 커패시터와, 상기 제1 이차측 권선의 제1 단에 캐소드가 연결된 제2 다이오드와, 제1 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결되고 제2 단이 상기 제2 다이오드의 애노드에 연결된 제2 커패시터와, 상기 제2 일차측 권선의 제2 단에 애노드가 연결되고 상기 제2 커패시터의 제2 단에 캐소드가 연결된 제3 다이오드, 및 제1 단이 상기 제3 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 접지 전원에 연결된 제3 커패시터를 포함하는 고승압 컨버터를 제공한다.In addition, the high voltage converter according to the third embodiment of the present invention may provide a DC power supply in response to an operation of a transistor connected to a first tab formed between a second end of the first primary side winding and a first end of the second primary side winding. A power supply comprising a magnetizing inductor for transferring a voltage from the first diode, a first diode having an anode connected to the second tab formed between the second end of the first secondary winding and the first end of the second secondary winding, A first capacitor connected to the cathode of the first diode and a second end connected to a second end of the second secondary winding, a second diode connected to a cathode at the first end of the first secondary winding; A second capacitor having a first end connected to a second end of the second secondary side winding and a second end connected to an anode of the second diode, and an anode connected to the second end of the second primary side winding; The cathode at the second end of the second capacitor A third boost diode comprising a third diode connected, and a third capacitor connected to a cathode of the third diode and a second capacitor connected to a ground power source.

여기서, 상기 고승압 컨버터는, 상기 트랜지스터의 턴온에 따른 제1 모드 및 상기 트랜지스터의 턴오프에 따른 제2 모드를 포함하는 연속 모드로 동작할 수 있다. 이때, 상기 트랜지스터의 턴온 시, 상기 제1 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제1 커패시터에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제3 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하에 전달되고, 상기 트랜지스터의 턴오프 시, 상기 제2 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달되며, 상기 제3 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제3 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달될 수 있다.The high boost converter may operate in a continuous mode including a first mode according to turn-on of the transistor and a second mode according to turn-off of the transistor. At this time, when the transistor is turned on, the DC voltage rectified by the first diode is charged in the first capacitor, and the charged voltage is between the first end of the first capacitor and the second end of the third capacitor. And a direct current voltage rectified by the second diode is charged to the second capacitor and the charged voltage is delivered to the load when the transistor is turned off. The rectified DC voltage may be charged in the third capacitor and the charged voltage may be transferred to the load.

또한, 상기 고승압 컨버터는, 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 이후 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터에 충전된 전압이 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제3 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하로 전달되도록 하는 제3 모드를 더 포함하는 불연속 모드로 동작할 수 있다.The high boost converter may include a voltage charged in the first capacitor and the second capacitor after the first mode and the second mode, between the first end of the first capacitor and the second end of the third capacitor. It may operate in a discontinuous mode further comprising a third mode to be delivered to the load connected to.

또한, 상기 고승압 컨버터는, 상기 제2 탭과 상기 제2 이차측 권선의 제2 단 사이에 직렬 연결되는 제4 커패시터 및 제4 다이오드를 더 포함하고, 상기 트랜지스터의 턴오프 시, 상기 제4 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달될 수 있다.Further, the high boost converter further includes a fourth capacitor and a fourth diode connected in series between the second tab and the second end of the second secondary winding, and when the transistor is turned off, the fourth The DC voltage rectified by the diode may be charged in the second capacitor and the charged voltage may be transferred to the load.

본 발명에 따른 고승압 컨버터에 따르면, 차지펌프와 탭 추가형 변압기를 적용하여 고승압의 높은 전압의 출력이 가능하고 고효율을 갖는 컨버터를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 컨버터의 1차 측에 한 개의 단일 스위치를 사용하므로 가격 면에서 매우 경제적일 뿐만 아니라 낮은 턴비로도 고승압 출력이 가능하므로 태양광 발전 등의 다양한 기술에 응용이 가능한 이점이 있다.According to the high boost converter according to the present invention, by applying a charge pump and a tap-added transformer, it is possible to provide a converter having high efficiency at high voltage of high boost and high efficiency. In addition, since the present invention uses one single switch on the primary side of the converter, it is not only very economical in terms of price but also has a high power output at a low turn ratio, and thus can be applied to various technologies such as photovoltaic power generation. .

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터의 회로도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터의 제1 모드 내지 제3 모드 동작을 각각 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터의 회로도이다.
도 6은 도 5의 등가회로를 나타낸다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터의 제1 모드 내지 제3 모드 동작을 각각 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터의 회로도이다.
도 11은 도 10의 등가회로를 나타낸다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터의 제1 모드 및 제2 모드 동작을 각각 나타낸다. 1 is a circuit diagram of a high boost converter according to a first embodiment of the present invention.
2 to 4 illustrate the first mode to the third mode operation of the high boost converter according to the first embodiment of the present invention, respectively.
5 is a circuit diagram of a high boost converter according to a second embodiment of the present invention.
6 shows an equivalent circuit of FIG. 5.
7 to 9 illustrate the first to third mode operations of the high boost converter according to the second embodiment of the present invention, respectively.
10 is a circuit diagram of a high boost converter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows an equivalent circuit of FIG. 10.
12 and 13 illustrate a first mode and a second mode operation of the high boost converter according to the third embodiment of the present invention, respectively.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터의 구성도이다. 이러한 도 1의 제1 실시예는 트랜스포머(Transformer)를 기준으로 하나의 일차측 권선(Np)과 복수의 이차측 권선(Ns1, Ns2)이 배치되고, 두 이차측 권선(Ns1, Ns2) 사이에 탭(tap)이 형성된 구조를 갖는다.1 is a block diagram of a high boost converter according to a first embodiment of the present invention. In the first embodiment of FIG. 1, one primary winding N p and a plurality of secondary windings N s 1 and N s2 are disposed on the basis of a transformer, and two secondary windings N s 1,. N s2 ) has a structure in which a tap is formed.

도 1을 참조하면, 상기 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터는 트랜스포머의 일차측에 해당하는 전원 공급부와, 이차측에 해당하는 제1 및 제2 다이오드(Dsc, Dfb), 제1 및 제2 커패시터(Csc, Cfb)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a high boost converter according to the first embodiment includes a power supply unit corresponding to a primary side of a transformer, first and second diodes D sc and D fb corresponding to a secondary side, and first and second converters. And a second capacitor C sc , C fb .

먼저, 일차측에 위치한 전원공급부에 대하여 상세히 설명한다. 상기 전원공급부는 일차측 권선(Np)에 연결된 트랜지스터(Q)의 동작에 대응하여 직류 전원(Vin)으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터(Lm)를 포함한다. 이러한 전원 공급부는 트랜지스터(Q)의 동작에 대응하여 이차측에 위치한 부하를 구동시키기 위한 전압을 직류 전원(Vin)으로부터 전달한다. First, the power supply unit located on the primary side will be described in detail. The power supply unit includes a magnetizing inductor L m that transfers a voltage from the DC power supply V in in response to the operation of the transistor Q connected to the primary winding N p . The power supply unit transfers a voltage for driving the load located on the secondary side from the DC power supply V in corresponding to the operation of the transistor Q.

구체적으로는 직류 전원(Vin)과 트랜지스터(Q) 사이에 자화 인덕터(Lm)와 일차측 권선(NP)이 연결되어 있으며, 일차측 권선(NP)은 이차측에 변환 전압을 공급하는 역할을 한다. 이와 같은 구성을 갖는 전원 공급부는 직류 전원(Vin)에서 출력되는 직류 전압을 이용하여, 트랜지스터(Q)의 주기적인 스위칭 동작을 통하여 교류 전압을 발생시켜 이차측으로 전달한다. Specifically, and a DC power supply (V in) and a transistor (Q) is magnetized inductor (L m) and the primary side winding (N P) is connected to between the primary side winding (N P) is supplied to the converted voltage to the secondary side It plays a role. The power supply unit having such a configuration generates an AC voltage through the periodic switching operation of the transistor Q using the DC voltage output from the DC power supply V in , and transfers the generated AC voltage to the secondary side.

이하에서는 이차측에 위치한 제1 및 제2 다이오드(Dsc, Dfb), 제1 및 제2 커패시터(Csc, Cfb)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the first and second diodes D sc and D fb and the first and second capacitors C sc and C fb located on the secondary side will be described in detail.

제1 다이오드(Dsc)의 애노드는 제1 이차측 권선(Ns1)의 제2 단과 제2 이차측 권선(Ns2)의 제1 단 사이에 형성된 탭(tap)과 연결되어 있다. 제1 커패시터(Csc)는 제1 단이 상기 제1 다이오드(Dsc)의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단에 연결되어 있다.The anode of the first diode D sc is connected to a tap formed between the second end of the first secondary winding N s1 and the first end of the second secondary winding N s2 . The first capacitor C sc has a first end connected to the cathode of the first diode D sc and a second end connected to a second end of the second secondary winding N s2 .

제2 다이오드(Dfb)는 제1 이차측 권선(Ns1)의 제1 단에 캐소드가 연결되고 접지 전원에 애노드가 연결되어 있다. 제2 커패시터(Cfb)는 제1 단이 상기 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단에 연결되고 제2 단이 상기 접지 전원에 연결되어 있다.The second diode D fb has a cathode connected to a first end of the first secondary winding N s1 and an anode connected to a ground power source. The second capacitor C fb has a first end connected to a second end of the second secondary winding N s2 and a second end connected to the ground power source.

여기서, 제2 커패시터(Cfb)는 제1 커패시터(Csc)와 직렬 연결된다. 또한, 제1 커패시터(Csc)의 제1 단과 제2 커패시터(Cfb)의 제2 단 사이에는 부하(RL)가 연결되어 있다.Here, the second capacitor C fb is connected in series with the first capacitor C sc . In addition, a load R L is connected between the first end of the first capacitor C sc and the second end of the second capacitor C fb .

이와 같은 제1 실시예의 컨버터 회로 구성에 있어서, 상기 제1 다이오드(Dsc)는 상기 트랜지스터(Q)의 턴온 시에 상기 제1 커패시터(Csc)에 연결된 부하(RL)로 상기 자화 인덕터(Lm)의 에너지를 전달한다. 또한, 상기 제2 다이오드(Dfb)는 상기 트랜지스터(Q)의 턴오프 시에 상기 제2 커패시터(Cfb)에 연결된 부하(RL)로 상기 자화 인덕터(Lm)의 에너지를 전달한다. 트랜지스터의 턴온 및 턴오프에 따른 에너지 전달 과정은 추후에 상세히 설명한다.In the converter circuit of the first embodiment, the first diode D sc is connected to the magnetization inductor with a load R L connected to the first capacitor C sc when the transistor Q is turned on. Transfers energy of L m ). In addition, the second diode D fb transfers energy of the magnetizing inductor L m to a load R L connected to the second capacitor C fb when the transistor Q is turned off. The energy transfer process of turning on and turning off the transistor will be described later in detail.

이러한 제1 실시예의 컨버터 회로 구성의 동작 특성은 다음과 같다. The operating characteristics of the converter circuit configuration of this first embodiment are as follows.

컨버터의 승압비는 파워 밸런스(Power-Balance)를 이용하여 구할 수 있다. 도 1에서 제1 커패시터(Csc)의 제2 단과 제2 커패시터(Cfb)의 제1 단이 만나는 접점과, 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단 사이에는 기생저항(Resr)이 존재한다. 기생저항(Resr)의 전력 손실(Power loss)을 무시하는 경우, 주 스위치(트랜지스터(Q))에 흐르는 평균 전류(Is)는 수학식 1과 같다.The boost ratio of the converter can be obtained using a power balance. In FIG. 1, a parasitic resistance R esr is formed between a contact point where a second end of the first capacitor C sc and a first end of the second capacitor C fb meet and a second end of the second secondary winding N s2 . ) Exists. Ignoring the power loss (Power loss) of the parasitic resistance (R esr), the average current flowing through the main switch (a transistor (Q)) (I s) is equal to the equation (1).

Figure 112013020629186-pat00001
Figure 112013020629186-pat00001

수학식 1에서 Vs는 도 1의 Vin에 해당된다. 즉, Vs=Vin이다. 그리고, D는 시비율, T는 스위칭 주기, Lm은 자화 인덕터의 값, Ns2는 제2 이차측 권선의 권선비, Io는 부하(RL)에 흐르는 출력전류를 의미한다. In Equation 1, V s corresponds to V in of FIG. 1. That is, V s = V in . In addition, D is a ratio, T is a switching period, L m is the value of the magnetization inductor, N s2 is the winding ratio of the second secondary winding, I o is the output current flowing through the load (R L ).

입력 파워와 출력 파워의 관계식은 수학식 2와 같다.The relation between the input power and the output power is shown in Equation 2.

Figure 112013020629186-pat00002
Figure 112013020629186-pat00002

여기서 RL은 부하의 저항값, Vo는 부하의 출력 전압을 의미한다. 이러한 수학식 2를 수학식 1에 대입하여 승압비를 구하면 수학식 3과 같다.Where R L is the resistance of the load and V o is the output voltage of the load. Substituting Equation 2 into Equation 1 to obtain a boost ratio is shown in Equation 3.

Figure 112013020629186-pat00003
Figure 112013020629186-pat00003

여기서 fsw는 스위칭 주파수를 의미한다.Where f sw is the switching frequency.

이하에서는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터의 동작 모드에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an operation mode of the high boost converter according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described in detail.

이러한 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터는 상기 트랜지스터(Q)의 턴온에 따른 제1 모드, 및 트랜지스터(Q)의 턴오프에 따른 제2 모드를 포함하는 연속 모드(CCM;Continuous Current Mode)로 동작할 수 있다. 이외에도, 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 그리고 이후의 제3 모드(방전 모드)를 포함하는 불연속 모드(DCM;Discontinuous Conduction Mode)로 동작할 수 있다.The high boost converter according to the first embodiment includes a continuous mode (CCM) including a first mode according to the turn-on of the transistor Q and a second mode according to the turn-off of the transistor Q. It can work. In addition, it may operate in a discontinuous mode (DCM) including the first mode, the second mode, and a third mode (discharge mode) thereafter.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고승압 컨버터의 제1 모드 내지 제3 모드 동작을 각각 나타낸다. 도 2 내지 도 4에서 희미한 실선은 각각의 모드에서 전류가 흐르지 않는 구간을 의미한다.2 to 4 illustrate the first mode to the third mode operation of the high boost converter according to the first embodiment of the present invention, respectively. In FIG. 2 to FIG. 4, the faint solid line means a section in which no current flows in each mode.

먼저, 도 2의 제1 모드를 참조하면, 상기 트랜지스터(Q)의 턴온 시, 제1 다이오드(Dsc)는 턴온되고 제2 다이오드(Dfb)는 턴오프된다. 상기 제1 다이오드(Dsc)에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제1 커패시터(Csc)에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 제1 커패시터(Csc)의 제1 단 및 상기 제2 커패시터(Cfb)의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하(RL)에 전달된다.First, referring to the first mode of FIG. 2, when the transistor Q is turned on, the first diode D sc is turned on and the second diode D fb is turned off. The DC voltage rectified by the first diode (D sc ) is charged in the first capacitor (C sc ), and the charged voltage is a first end of the first capacitor (C sc ) and the second capacitor ( C fb ) is delivered to the load R L connected between the second stages.

이러한 제1 모드의 동작을 구체화하면 다음과 같다. 제1 모드에서는 트랜지스터(Q)가 턴온되면 입력 측의 직류 전원(Vin), 자화 인덕터(Lm), 일차측 권선(Np), 그리고 트랜지스터(Q)의 경로를 형성하여, 제1 및 제2 이차측 권선(Ns1, Ns2) 중에서 제2 이차측 권선(Ns2)으로 에너지를 전달한다.When the operation of the first mode is specified as follows. In the first mode, when the transistor Q is turned on, a path of the DC power supply V in on the input side, the magnetization inductor L m , the primary winding N p , and the transistor Q is formed to form a path. Energy is transferred from the second secondary side windings N s 1 and N s2 to the second secondary side winding N s2 .

즉, 트랜지스터(Q)가 턴온되면, 전원(Vin)으로부터 인가되는 전류는 자화 인덕터(Lm), 일차측 권선(Np)으로 흐르게 되고, 이 전류는 트랜지스터(Q)를 거쳐 다시 전원(Vin)으로 전달되는데, 이 과정에서 자화 인덕터(Lm)에는 에너지가 저장된다. 그리고 이차측 회로 중 제2 이차측 권선(Ns2)으로 전압이 유기되면서 제1 다이오드(Dsc)는 턴온된다. 반면 제2 다이오드(Dfb)는 턴오프된다.That is, when the transistor Q is turned on, the current applied from the power supply V in flows to the magnetizing inductor L m and the primary winding N p , and this current passes through the transistor Q again to the power supply ( V in ), in which energy is stored in the magnetizing inductor (L m ). As the voltage is induced to the second secondary winding N s2 of the secondary circuit, the first diode D sc is turned on. On the other hand, the second diode D fb is turned off.

트랜스포머의 제2 이차측 권선(Ns2)으로 유기된 교류 전압은 제1 다이오드(Dsc)를 통해 정류되고 정류된 직류 전압은 제1 커패시터(Csc)에 충전된다. 충전된 전압은 부하(RL)에 전달된다. The AC voltage induced by the second secondary winding N s2 of the transformer is rectified through the first diode D sc , and the rectified DC voltage is charged in the first capacitor C sc . The charged voltage is delivered to the load R L.

이러한 제1 모드의 경우 트랜지스터(Q)가 턴온되어 제1 다이오드(Dsc)를 통해 부하(RL)에 에너지가 전달되는 과정이다.In the first mode, the transistor Q is turned on to transfer energy to the load R L through the first diode D sc .

다음, 도 3의 제2 모드를 참조하면, 상기 트랜지스터(Q)의 턴오프 시, 제2 다이오드(Dfb)는 턴온되고 제1 다이오드(Dsc)는 턴오프된다. 상기 제2 다이오드(Dfb)에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터(Cfb)에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 부하(RL)에 전달된다.Next, referring to the second mode of FIG. 3, when the transistor Q is turned off, the second diode D fb is turned on and the first diode D sc is turned off. The DC voltage rectified by the second diode D fb is charged in the second capacitor C fb , and the charged voltage is transferred to the load R L.

이러한 제2 모드의 동작을 구체화하면 다음과 같다. 제2 모드에서는 트랜지스터(Q)가 턴오프되면 자화 인덕터(Lm) 및 일차측 권선(Np)이 형성하는 폐쇄 회로에만 전류가 흐르게 된다. 자화 인덕터(Lm)에 저장되어 있는 에너지는 제1 이차측 권선(Ns1)으로 전달이 된다. 제1 이차측 권선(Ns2)으로 전압이 유기되면서 제2 다이오드(Dfb)는 턴온된다. 반면 제1 다이오드(Dsc)는 턴오프된다.If the second mode of operation is specified as follows. In the second mode, when the transistor Q is turned off, current flows only in a closed circuit formed by the magnetizing inductor L m and the primary winding N p . Energy stored in the magnetizing inductor L m is transferred to the first secondary winding N s1 . As the voltage is induced to the first secondary winding N s2 , the second diode D fb is turned on. In contrast, the first diode D sc is turned off.

즉, 트랜스포머의 제2 이차측 권선(Ns2)으로 유기된 교류 전압은 제2 다이오드(Dfb)를 통해 정류되고 정류된 직류 전압은 제2 커패시터(Cfb)에 충전된다. 충전된 전압은 부하(RL)에 전달된다. That is, the AC voltage induced by the second secondary winding N s2 of the transformer is rectified through the second diode D fb , and the rectified DC voltage is charged in the second capacitor C fb . The charged voltage is delivered to the load R L.

이러한 제2 모드의 경우 트랜지스터(Q)가 턴오프되어 제2 다이오드(Dfb)를 통해 부하(RL)에 에너지가 전달되는 과정으로서, 자화 인덕터(Lm)에 저장된 에너지는 점차 고갈되게 된다.In this second mode, the transistor Q is turned off to transfer energy to the load R L through the second diode D fb , and the energy stored in the magnetization inductor L m is gradually depleted. .

상기 제2 모드의 동작을 더욱 효과적으로 수행하기 위한 방법으로서, 본 발명의 제1 실시예에서는 제3 커패시터(Ccp) 및 제3 다이오드(Dcp)를 더 포함하고 있다. 여기서 cp란 차지 펌프(Charge Pump)의 약자이다. 이러한 제3 커패시터(Ccp) 및 제3 다이오드(Dcp)는 탭(tap) 부분과 상기 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단 사이에 위치하고 있다.As a method for more effectively performing the second mode of operation, the first embodiment of the present invention further includes a third capacitor C cp and a third diode D cp . Where cp is an abbreviation for charge pump. The third capacitor C cp and the third diode D cp are positioned between the tap portion and the second end of the second secondary winding N s2 .

여기서 제3 다이오드(Dcp)의 애노드는 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단에 연결되어 있다. 또한, 제3 커패시터(Ccp)의 제1 단은 상기 탭(tap)과 연결되고, 제2 단은 상기 제3 다이오드(Dcp)의 캐소드와 연결되어 있다. 이러한 구성에 따라 상기 제2 모드는, 트랜지스터(Q)의 턴오프 시, 상기 제2 다이오드(Dfb)에 의해 정류된 직류 전압뿐만 아니라 상기 제3 다이오드(Dcp)에 의해 정류된 직류 전압 또한 제2 커패시터(Cfb)에 충전이 되며, 충전된 전압은 상기 부하(RL)에 전달될 수 있다. 여기서 물론, 트랜지스터(Q)의 턴온 시, 제3 다이오드(Dcp)가 턴오프되는 것은 앞서 도 2를 통해 확인할 수 있다.Here, the anode of the third diode D cp is connected to the second end of the second secondary winding N s2 . In addition, a first end of a third capacitor C cp is connected to the tap and a second end is connected to a cathode of the third diode D cp . According to this configuration, in the second mode, when the transistor Q is turned off, not only the DC voltage rectified by the second diode D fb but also the DC voltage rectified by the third diode D cp The second capacitor C fb is charged, and the charged voltage may be transferred to the load R L. Here, of course, when the transistor Q is turned on, the third diode D cp may be turned off through FIG. 2.

다음, 도 4의 제3 모드를 참조하면, 상기 불연속 모드에 포함된 제3 모드는 제1 모드(트랜지스터 턴온 동작) 및 제2 모드(트랜지스터 턴오프 동작) 이후의 모드에 해당된다. 이러한 제3 모드의 경우 자화 인덕터(Lm)에 저장된 에너지가 모두 리셋(방전)되어 이차측 회로에는 아무런 전압도 유기되지 않으며, 이로 인하여 모든 다이오드(Dsc, Dfb, Dcp)가 턴오프된다. Next, referring to the third mode of FIG. 4, the third mode included in the discontinuous mode corresponds to a mode after the first mode (transistor turn-on operation) and the second mode (transistor turn-off operation). In this third mode, all the energy stored in the magnetizing inductor L m is reset (discharged) so that no voltage is induced in the secondary circuit, so that all diodes D sc , D fb , and D cp are turned off. do.

즉, 제3 모드에서는 자화 인덕터(Lm)에 저장되어 있는 에너지가 모두 방전되고 두 커패시터(Csc, Cfb)에 의해 출력 전압이 유지된다. 즉 제3 모드에서는 제1 커패시터(Csc) 및 제2 커패시터(Cfb)에 기 충전된 전압이 상기 제1 커패시터(Csc)의 제1 단 및 상기 제2 커패시터(Cfb)의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하(RL)로 전달된다. That is, in the third mode, all the energy stored in the magnetizing inductor L m is discharged and the output voltage is maintained by the two capacitors C sc and C fb . That is the second of the third mode, the first capacitor (C sc) and a second capacitor (C fb) the first stage and the second capacitor (C fb) of the first capacitor (C sc) of the charging voltage based on It is transmitted to the load R L connected between stages.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터의 회로도이다. 도 6은 도 5의 등가회로를 나타낸다. 이러한 제2 실시예는 트랜스포머를 기준으로 복수의 일차측 권선(Np, Nt)과 하나의 이차측 권선(Ns)이 배치되고, 두 일차측 권선(Np, Nt) 사이에 탭(tap)이 형성된 구조를 갖는다. 5 is a circuit diagram of a high boost converter according to a second embodiment of the present invention. 6 shows an equivalent circuit of FIG. 5. In this second embodiment, a plurality of primary side windings (N p , N t ) and one secondary side winding (N s ) are arranged on the basis of a transformer, and a tap is formed between two primary side windings (N p , N t ). It has a structure in which a tap is formed.

도 5를 참조하면, 상기 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터는 트랜스포머의 일차측에 해당하는 전원 공급부와, 이차측에 해당하는 제1 및 제2 다이오드(Dsc, Dtibst), 제1 및 제2 커패시터(Csc, Ctibst)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the high boost converter according to the second embodiment includes a power supply unit corresponding to a primary side of a transformer, first and second diodes D sc and D tibst corresponding to a secondary side, and first and second ones . A second capacitor C sc , C tibst is included.

먼저, 일차측에 위치한 전원공급부에 대하여 상세히 설명한다. 상기 전원공급부는 제1 일차측 권선(Np)의 제2 단과 제2 일차측 권선(Nt)의 제1 단 사이에 형성된 탭(tap)에 연결된 트랜지스터(Q)의 동작에 대응하여 직류 전원(Vin)으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터(Lm)를 포함한다. 이러한 전원 공급부는 트랜지스터(Q)의 동작에 대응하여 이차측에 위치한 부하를 구동시키기 위한 전압을 직류 전원(Vin)으로부터 전달한다. First, the power supply unit located on the primary side will be described in detail. The power supply unit may supply DC power in response to an operation of the transistor Q connected to a tap formed between the second end of the first primary side winding N p and the first end of the second primary side winding N t . And a magnetizing inductor (L m ) that transfers the voltage from (V in ). The power supply unit transfers a voltage for driving the load located on the secondary side from the DC power supply V in corresponding to the operation of the transistor Q.

구체적으로는 직류 전원(Vin)과 트랜지스터(Q) 사이에 자화 인덕터(Lm)와 제1 일차측 권선(NP), 그리고 제2 일차측 권선(Nt)이 연결되어 있다. 제1 일차측 권선(NP)과 제2 이차측 권선(Nt)은 트랜지스터(Q)의 턴온 및 턴오프시 이차측에 변환 전압을 공급하는 역할을 한다. 이와 같은 구성을 갖는 전원 공급부는 직류 전원(Vin)에서 출력되는 직류 전압을 이용하여, 트랜지스터(Q)의 주기적인 스위칭 동작을 통하여 교류 전압을 발생시켜 이차측으로 전달한다. Specifically, the magnetizing inductor L m , the first primary side winding N P , and the second primary side winding N t are connected between the DC power supply V in and the transistor Q. The first primary side winding N P and the second secondary side winding N t serve to supply a conversion voltage to the secondary side when the transistor Q is turned on and off. The power supply unit having such a configuration generates an AC voltage through the periodic switching operation of the transistor Q using the DC voltage output from the DC power supply V in , and transfers the generated AC voltage to the secondary side.

이하에서는 이차측에 위치한 제1 및 제2 다이오드(Dsc, Dtibst), 제1 및 제2 커패시터(Csc, Ctibst)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the first and second diodes D sc and D tibst and the first and second capacitors C sc and C tibst positioned on the secondary side will be described in detail.

제1 다이오드(Dsc)는 이차측 권선(Ns)의 제1 단에 애노드가 연결되어 있다. 여기서, 이차측 권선(Ns)의 제1 단과 제1 다이오드(Dsc)의 애노드 사이에는 기생 저항(Resr)이 연결되어 있다. 제1 커패시터(Csc)는 제1 단이 상기 제1 다이오드(Dsc)의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 이차측 권선(Ns)의 제2 단에 연결되어 있다. The first diode D sc has an anode connected to the first end of the secondary winding N s . Here, the parasitic resistance R esr is connected between the first end of the secondary winding N s and the anode of the first diode D sc . The first capacitor C sc has a first end connected to a cathode of the first diode D sc and a second end connected to a second end of the secondary winding N s .

제2 다이오드(Dtibst)(TI Boost converter diode)는 상기 제2 일차측 권선(Nt)의 제2 단에 애노드가 연결되어 있다. 제2 커패시터(Ctibst)는 제1 단이 상기 제2 다이오드(Dtibst)의 캐소드에 연결되고 제2 단이 접지 전원에 연결되어 있다. A second diode D tibst (TI Boost converter diode) has an anode connected to a second end of the second primary side winding N t . The second capacitor C tibst has a first end connected to the cathode of the second diode D tibst and a second end connected to a ground power source.

여기서, 제2 커패시터(Ctibst)는 제1 커패시터(Csc)와 직렬 연결된다. 또한, 제1 커패시터(Csc)의 제1 단과 제2 커패시터(Ctibst)의 제2 단 사이에는 부하(LOAD; RL)가 연결되어 있다.Here, the second capacitor C tibst is connected in series with the first capacitor C sc . In addition, a load LOAD R L is connected between the first end of the first capacitor C sc and the second end of the second capacitor C tibst .

이와 같은 제2 실시예의 컨버터 회로 구성에 있어서, 상기 제1 다이오드(Dsc)는 상기 트랜지스터(Q)의 턴온 시에 상기 제1 커패시터(Csc)에 연결된 부하(RL)로 상기 자화 인덕터(Lm)의 에너지를 전달한다. 또한, 상기 제2 다이오드(Dtibst)는 상기 트랜지스터(Q)의 턴오프 시에 상기 제2 커패시터(Ctibst)에 연결된 부하(RL)로 상기 자화 인덕터(Lm)의 에너지를 전달한다. 트랜지스터의 턴온 및 턴오프에 따른 에너지 전달 과정은 추후에 상세히 설명한다.In the converter circuit of the second embodiment, the first diode D sc is connected to the magnetization inductor with a load R L connected to the first capacitor C sc when the transistor Q is turned on. Transfers energy of L m ). In addition, the second diode D tibst transfers energy of the magnetizing inductor L m to a load R L connected to the second capacitor C tibst when the transistor Q is turned off. The energy transfer process of turning on and turning off the transistor will be described later in detail.

이하에서는 도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터의 동작 모드에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an operation mode of the high boost converter according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 will be described in detail.

이러한 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터도 또한, 트랜지스터(Q)의 턴온에 따른 제1 모드, 및 트랜지스터(Q)의 턴오프에 따른 제2 모드를 포함하는 연속 모드로 동작할 수 있다. 이외에도, 제1 모드, 제2 모드, 그리고 이후의 제3 모드(방전 모드)를 포함하는 불연속 모드(DCM)로도 동작할 수 있다.The high boost converter according to the second embodiment may also operate in a continuous mode including a first mode according to the turn-on of the transistor Q and a second mode according to the turn-off of the transistor Q. In addition, it may operate in a discontinuous mode (DCM) including a first mode, a second mode, and a subsequent third mode (discharge mode).

도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고승압 컨버터의 제1 모드 내지 제3 모드 동작을 각각 나타낸다. 도 6 내지 도 8에서 희미한 실선은 각각의 모드에서 전류가 흐르지 않는 구간을 의미한다.7 to 9 illustrate the first to third mode operations of the high boost converter according to the second embodiment of the present invention, respectively. In FIG. 6 to FIG. 8, the faint solid line means a section in which no current flows in each mode.

먼저, 도 7의 제1 모드를 참조하면, 상기 트랜지스터(Q)의 턴온 시, 제1 다이오드(Dsc)는 턴온되고 제2 다이오드(Dtibst)는 턴오프된다. 상기 제1 다이오드(Dsc)에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제1 커패시터(Csc)에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 제1 커패시터(Csc)의 제1 단 및 상기 제2 커패시터(Ctibst)의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하(RL)에 전달된다.First, referring to the first mode of FIG. 7, when the transistor Q is turned on, the first diode D sc is turned on and the second diode D tibst is turned off. The DC voltage rectified by the first diode (D sc ) is charged in the first capacitor (C sc ), and the charged voltage is a first end of the first capacitor (C sc ) and the second capacitor ( C tibst ) is transferred to the load R L connected between the second stages.

이러한 제1 모드의 동작을 구체화하면 다음과 같다. 제1 모드에서는 트랜지스터(Q)가 턴온되면 입력 측의 직류 전원(Vin), 자화 인덕터(Lm), 제1 일차측 권선(Np), 그리고 트랜지스터(Q)의 경로를 형성하여, 이차측 권선(Ns)으로 에너지를 전달한다.When the operation of the first mode is specified as follows. In the first mode, when the transistor Q is turned on, a path of the DC power source V in on the input side, the magnetizing inductor L m , the first primary side winding N p , and the transistor Q is formed to form a path. Energy is transferred to the side winding N s .

즉, 트랜지스터(Q)가 턴온되면, 전원(Vin)으로부터 인가되는 전류는 자화 인덕터(Lm), 제1 일차측 권선(Np)으로 흐르게 되고, 이 전류는 트랜지스터(Q)를 거쳐 다시 전원(Vin)으로 전달되는데, 이 과정에서 자화 인덕터(Lm)에는 에너지가 저장된다. 그리고 이차측 권선(Ns)으로 전압이 유기되면서 제1 다이오드(Dsc)는 턴온된다. 반면 제2 다이오드(Dtibst)는 턴오프된다.That is, when the transistor Q is turned on, the current applied from the power supply V in flows to the magnetizing inductor L m and the first primary winding N p , and this current passes through the transistor Q again. It is delivered to the power supply (V in ), in which energy is stored in the magnetizing inductor (L m ). The first diode D sc is turned on as the voltage is induced into the secondary winding N s . On the other hand, the second diode D tibst is turned off.

트랜스포머의 이차측 권선(Ns)으로 유기된 교류 전압은 제1 다이오드(Dsc)를 통해 정류되고 정류된 직류 전압은 제1 커패시터(Csc)에 충전된다. 충전된 전압은 부하(RL)에 전달된다. The AC voltage induced by the secondary winding N s of the transformer is rectified through the first diode D sc , and the rectified DC voltage is charged in the first capacitor C sc . The charged voltage is delivered to the load R L.

이러한 제1 모드의 경우 트랜지스터(Q)가 턴온되어 제1 다이오드(Dsc)를 통해 부하(RL)에 에너지가 전달되는 과정이다.In the first mode, the transistor Q is turned on to transfer energy to the load R L through the first diode D sc .

다음, 도 8의 제2 모드를 참조하면, 상기 트랜지스터(Q)의 턴오프 시, 상기 제2 다이오드(Dtibst)에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터(Ctibst)에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 부하(RL)에 전달된다.Next, referring to the second mode of FIG. 8, when the transistor Q is turned off, the DC voltage rectified by the second diode D tibst is charged in the second capacitor C tibst . The charged voltage is transferred to the load R L.

이러한 제2 모드에서는 트랜지스터(Q)가 턴오프되면, 제1 다이오드(Dsc)에 역 바이어스(reverse-biased)가 걸려서 제1 다이오드(Dsc)가 턴오프된다. 반면, 제2 다이오드(Dtibst)는 턴온되면서 자화 인덕터(Lm)에 저장되어 있는 에너지는 제2 다이오드(Dtibst)에 전달된다. 제2 다이오드(Dtibst)에 정류된 직류 전압은 제2 커패시터(Ctibst)에 충전된다. 충전된 전압은 부하(RL)에 전달된다. In the second mode, when the transistor Q is turned off, the first diode D sc is reverse-biased and the first diode D sc is turned off. On the other hand, while the second diode D tibst is turned on, energy stored in the magnetization inductor L m is transferred to the second diode D tibst . The DC voltage rectified by the second diode D tibst is charged in the second capacitor C tibst . The charged voltage is delivered to the load R L.

이러한 제2 모드의 경우 트랜지스터(Q)가 턴오프되어 제2 다이오드(Dtibst)를 통해 부하(RL)에 에너지가 전달되는 과정으로서, 자화 인덕터(Lm)에 저장된 에너지는 점차 고갈되게 된다.In the second mode, the transistor Q is turned off and energy is transferred to the load R L through the second diode D tibst . The energy stored in the magnetization inductor L m is gradually depleted. .

다음, 도 9의 제3 모드를 참조하면, 상기 불연속 모드에 포함된 제3 모드는 제1 모드(트랜지스터 턴온 동작) 및 제2 모드(트랜지스터 턴오프 동작) 이후의 모드로서, 자화 인덕터(Lm)에 저장된 에너지가 모두 리셋(방전)되어 이차측 회로에는 아무런 전압도 유기되지 않으며, 모든 다이오드(Dsc, Dtibst)가 턴오프된다. Next, referring to the third mode of FIG. 9, the third mode included in the discontinuous mode is a mode after the first mode (transistor turn-on operation) and the second mode (transistor turn-off operation), and the magnetization inductor L m. ) All the stored energy is reset (discharged) so that no voltage is induced in the secondary circuit, and all diodes D sc and D tibst are turned off.

즉, 제3 모드에서는 자화 인덕터(Lm)에 저장되어 있는 에너지가 모두 방전되고 두 커패시터(Csc, Ctibst)에 의해 출력 전압이 유지된다. 즉 제3 모드에서는 제1 커패시터(Csc) 및 제2 커패시터(Ctibst)에 기 충전된 전압이 상기 제1 커패시터(Csc)의 제1 단 및 상기 제2 커패시터(Ctibst)의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하(RL)로 전달된다. That is, in the third mode, all the energy stored in the magnetizing inductor L m is discharged and the output voltage is maintained by the two capacitors C sc and C tibst . That is, in the third mode, the voltage pre -charged in the first capacitor C sc and the second capacitor C tibst is applied to the first stage of the first capacitor C sc and the second of the second capacitor C tibst . It is transmitted to the load R L connected between stages.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터의 회로도이다. 도 11은 도 10의 등가회로를 나타낸다. 이러한 제3 실시예는 트랜스포머(Transformer)를 기준으로 복수의 일차측 권선(Np, Nt)과 복수의 이차측 권선(Ns1, Ns2)이 배치되고, 두 일차측 권선(Np, Nt) 사이에 제1 탭(tap1)이, 두 이차측 권선(Ns1, Ns2) 사이에 제2 탭(tap2)이 형성된 구조를 갖는다.10 is a circuit diagram of a high boost converter according to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 shows an equivalent circuit of FIG. 10. In this third embodiment, a plurality of primary side windings N p , N t and a plurality of secondary side windings N s 1 , N s2 are disposed on the basis of a transformer, and two primary side windings N p , A first tap tap1 is formed between N t and a second tap tap2 is formed between two secondary windings N s 1 and N s2 .

도 10을 참조하면, 상기 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터는 트랜스포머의 일차측에 해당하는 전원 공급부와, 이차측에 해당하는 제1 내지 제3 다이오드(Dsc, Dfb, DTbst), 제1 내지 제3 커패시터(Csc, Cfb, CTbst)를 포함한다. Referring to FIG. 10, the high boost converter according to the third embodiment includes a power supply unit corresponding to a primary side of a transformer, first to third diodes D sc , D fb , and D Tbst corresponding to a secondary side, First to third capacitors C sc , C fb , C Tbst .

먼저, 일차측에 위치한 전원공급부에 대하여 상세히 설명한다. 상기 전원공급부는 제1 일차측 권선(Np)의 제2 단과 제2 일차측 권선(Nt)의 제1 단 사이에 형성된 제1 탭(tap1)에 연결된 트랜지스터(Q)의 동작에 대응하여 직류 전원(Vin)으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터(Lm)를 포함한다. 이러한 전원 공급부는 트랜지스터(Q)의 동작에 대응하여 이차측에 위치한 부하를 구동시키기 위한 전압을 직류 전원(Vin)으로부터 전달한다. First, the power supply unit located on the primary side will be described in detail. The power supply unit corresponds to an operation of the transistor Q connected to the first tap tap1 formed between the second end of the first primary side winding N p and the first end of the second primary side winding N t . It includes a magnetizing inductor (L m ) for transmitting a voltage from the DC power supply (V in ). The power supply unit transfers a voltage for driving the load located on the secondary side from the DC power supply V in corresponding to the operation of the transistor Q.

구체적으로는 직류 전원(Vin)과 트랜지스터(Q) 사이에 자화 인덕터(Lm)와 제1 일차측 권선(NP), 그리고 제2 일차측 권선(Nt)이 연결되어 있다. 제1 일차측 권선(NP)과 제2 이차측 권선(Nt)은 트랜지스터(Q)의 턴온 및 턴오프시 이차측에 변환 전압을 공급하는 역할을 한다. 이와 같은 구성을 갖는 전원 공급부는 직류 전원(Vin)에서 출력되는 직류 전압을 이용하여, 트랜지스터(Q)의 주기적인 스위칭 동작을 통하여 교류 전압을 발생시켜 이차측으로 전달한다. Specifically, the magnetizing inductor L m , the first primary side winding N P , and the second primary side winding N t are connected between the DC power supply V in and the transistor Q. The first primary side winding N P and the second secondary side winding N t serve to supply a conversion voltage to the secondary side when the transistor Q is turned on and off. The power supply unit having such a configuration generates an AC voltage through the periodic switching operation of the transistor Q using the DC voltage output from the DC power supply V in , and transfers the generated AC voltage to the secondary side.

이하에서는 이차측에 위치한 제1 내지 제3 다이오드(Dsc, Dfb, DTbst), 제1 내지 제3 커패시터(Csc, Cfb, CTbst)에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the first to third diodes D sc , D fb and D Tbst and the first to third capacitors C sc , C fb and C Tbst located on the secondary side will be described in detail.

제1 다이오드(Dsc)의 애노드는 제1 이차측 권선(Ns1)의 제2 단과 제2 이차측 권선(Ns2)의 제1 단 사이에 형성된 제2 탭(tap2)에 연결되어 있다. 제1 커패시터(Csc)는 제1 단이 상기 제1 다이오드(Dsc)의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단에 연결되어 있다.The anode of the first diode D sc is connected to a second tap tap2 formed between the second end of the first secondary side winding N s1 and the first end of the second secondary side winding N s2 . The first capacitor C sc has a first end connected to the cathode of the first diode D sc and a second end connected to a second end of the second secondary winding N s2 .

제2 다이오드(Dfb)는 상기 제1 이차측 권선(Ns1)의 제1 단에 캐소드가 연결되어 있다. 제2 커패시터(Cfb)는 제1 단이 상기 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단에 연결되고 제2 단이 상기 제2 다이오드(Dfb)의 애노드에 연결되어 있다. 여기서, 제2 커패시터(Cfb)는 제1 커패시터(Csc)와 직렬 연결된다. The cathode of the second diode D fb is connected to the first end of the first secondary winding N s1 . The second capacitor C fb has a first end connected to a second end of the second secondary winding N s2 , and a second end connected to an anode of the second diode D fb . Here, the second capacitor C fb is connected in series with the first capacitor C sc .

제3 다이오드(DTbst)는 상기 제2 일차측 권선(Nt)의 제2 단에 애노드가 연결되고 상기 제2 커패시터(Cfb)의 제2 단에 캐소드가 연결되어 있다. 제3 커패시터(CTbst)는 제1 단이 상기 제3 다이오드(DTbst)의 캐소드에 연결되고 제2 단이 접지 전원에 연결되어 있다. 제3 커패시터(CTbst)는 제2 커패시터(Cfb)와 직렬 연결된다. 전체적으로 제1 커패시터(Csc)의 제1 단과 제3 커패시터(CTbst)의 제2 단 사이에는 부하(RL)가 연결되어 있다.The third diode D Tbst has an anode connected to the second end of the second primary side winding N t and a cathode connected to the second end of the second capacitor C fb . The third capacitor C Tbst has a first end connected to the cathode of the third diode D Tbst and a second end connected to a ground power source. The third capacitor C Tbst is connected in series with the second capacitor C fb . In general , a load R L is connected between the first end of the first capacitor C sc and the second end of the third capacitor C Tbst .

이와 같은 제3 실시예의 컨버터 회로 구성에 있어서, 상기 제1 다이오드(Dsc)는 상기 트랜지스터(Q)의 턴온 시에 상기 제1 커패시터(Csc)에 연결된 부하(RL)로 상기 자화 인덕터(Lm)의 에너지를 전달한다. 또한, 상기 제2 다이오드(Dfb) 및 제3 다이오드(DTbst)는 상기 트랜지스터(Q)의 턴오프 시에 상기 제2 커패시터(Cfb) 및 제3 커패시터(CTbst)를 통하여 부하(RL)로 상기 자화 인덕터(Lm)의 에너지를 전달한다. 트랜지스터의 턴온 및 턴오프에 따른 에너지 전달 과정은 추후에 상세히 설명한다.In the converter circuit structure of the third embodiment, the first diode D sc is connected to the magnetization inductor with a load R L connected to the first capacitor C sc when the transistor Q is turned on. Transfers energy of L m ). In addition, the second diode D fb and the third diode D Tbst are connected to the load R through the second capacitor C fb and the third capacitor C Tbst when the transistor Q is turned off. L ) transfers the energy of the magnetizing inductor L m . The energy transfer process of turning on and turning off the transistor will be described later in detail.

이하에서는 도 10에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터의 동작 모드에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an operation mode of the high boost converter according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 10 will be described in detail.

이러한 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터도 또한, 트랜지스터(Q)의 턴온에 따른 제1 모드, 및 트랜지스터(Q)의 턴오프에 따른 제2 모드를 포함하는 연속 모드로 동작할 수 있다. 이외에도, 이러한 제1 모드, 제2 모드, 그리고 이후의 제3 모드(방전 모드)를 포함하는 불연속 모드(DCM)로도 동작할 수 있다.The high boost converter according to the third embodiment may also operate in a continuous mode including a first mode according to the turn-on of the transistor Q and a second mode according to the turn-off of the transistor Q. In addition, it may operate in a discontinuous mode (DCM) including such a first mode, a second mode, and a third mode (discharge mode) thereafter.

도 12 및 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고승압 컨버터의 제1 모드 및 제2 모드 동작을 각각 나타낸다. 12 and 13 illustrate a first mode and a second mode operation of the high boost converter according to the third embodiment of the present invention, respectively.

먼저, 도 12의 제1 모드를 참조하면, 상기 트랜지스터(Q)의 턴온 시, 제1 다이오드(Dsc)는 턴온되고 제2 및 제3 다이오드(Dfb, DTbst)는 턴오프된다. 상기 제1 다이오드(Dsc)에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제1 커패시터(Csc)에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 제1 커패시터(Csc)의 제1 단 및 상기 제3 커패시터(CTbst)의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하(RL)에 전달된다.First, referring to the first mode of FIG. 12, when the transistor Q is turned on, the first diode D sc is turned on and the second and third diodes D fb and D Tbst are turned off. The DC voltage rectified by the first diode (D sc ) is charged in the first capacitor (C sc ), and the charged voltage is a first stage of the first capacitor (C sc ) and the third capacitor ( C Tbst ) is transferred to the load R L connected between the second stages.

이러한 제1 모드의 동작을 구체화하면 다음과 같다. 제1 모드에서는 트랜지스터(Q)가 턴온되면 입력 측의 직류 전원(Vin), 자화 인덕터(Lm), 제1 일차측 권선(Np), 그리고 트랜지스터(Q)의 경로를 형성하여, 제2 이차측 권선(Ns2)으로 에너지를 전달한다.When the operation of the first mode is specified as follows. In the first mode, when the transistor Q is turned on, a path of the DC power supply V in on the input side, the magnetizing inductor L m , the first primary side winding N p , and the transistor Q is formed. 2 Transfers energy to the secondary winding (N s2 ).

즉, 트랜지스터(Q)가 턴온되면, 전원(Vin)으로부터 인가되는 전류는 자화 인덕터(Lm), 제1 일차측 권선(Np)으로 흐르게 되고, 이 전류는 트랜지스터(Q)를 거쳐 다시 전원(Vin)으로 전달되는데, 이 과정에서 자화 인덕터(Lm)에는 에너지가 저장된다. 그리고 제2 이차측 권선(Ns2)으로 전압이 유기되면서 제1 다이오드(Dsc)는 턴온된다. 반면 제2 다이오드(Dfb) 및 제3 다이오드(DTbst)는 턴오프된다.That is, when the transistor Q is turned on, the current applied from the power supply V in flows to the magnetizing inductor L m and the first primary winding N p , and this current passes through the transistor Q again. It is delivered to the power supply (V in ), in which energy is stored in the magnetizing inductor (L m ). As the voltage is induced to the second secondary winding N s2 , the first diode D sc is turned on. In contrast, the second diode D fb and the third diode D Tbst are turned off.

트랜스포머의 제2 이차측 권선(Ns2)으로 유기된 교류 전압은 제1 다이오드(Dsc)를 통해 정류되고 정류된 직류 전압은 제1 커패시터(Csc)에 충전된다. 충전된 전압은 부하(RL)에 전달된다. The AC voltage induced by the second secondary winding N s2 of the transformer is rectified through the first diode D sc , and the rectified DC voltage is charged in the first capacitor C sc . The charged voltage is delivered to the load R L.

이러한 제1 모드의 경우 트랜지스터(Q)가 턴온되어 제1 다이오드(Dsc)를 통해 부하(RL)에 에너지가 전달되는 과정이다.In the first mode, the transistor Q is turned on to transfer energy to the load R L through the first diode D sc .

다음, 도 13의 제2 모드를 참조하면, 상기 트랜지스터(Q)의 턴오프 시, 제2 및 제3 다이오드(Dfb, DTbst)는 턴온되고, 제1 다이오드(Dsc)는 턴오프된다. 상기 제2 다이오드(Dfb)에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터(Cfb)에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 부하(RL)에 전달된다. 또한, 제3 다이오드(DTbst)에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제3 커패시터(CTbst)에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 부하(RL)에 전달된다.Next, referring to the second mode of FIG. 13, when the transistor Q is turned off, the second and third diodes D fb and D Tbst are turned on and the first diode D sc is turned off. . The DC voltage rectified by the second diode D fb is charged in the second capacitor C fb , and the charged voltage is transferred to the load R L. In addition, the DC voltage rectified by the third diode D Tbst is charged in the third capacitor C Tbst , and the charged voltage is transferred to the load R L.

이러한 제2 모드에서는 트랜지스터(Q)가 턴오프되면, 제1 다이오드(Dsc)에 역 바이어스(reverse-biased)가 걸려서 제1 다이오드(Dsc)가 턴오프된다. 반면, 제2 다이오드(Dfb) 및 제3 다이오드(DTbst)는 턴온되면서 자화 인덕터(Lm)에 저장되어 있는 에너지는 제2 다이오드(Dfb) 및 제3 다이오드(DTbst)에 전달된다. 제2 다이오드(Dfb)에 의해 정류된 직류 전압은 제2 커패시터(Cfb)에 충전되고, 제3 다이오드(DTbst)에 의해 정류된 직류 전압은 제3 커패시터(CTbst)에 충전되며, 충전된 전압은 부하(RL)에 전달된다. In the second mode, when the transistor Q is turned off, the first diode D sc is reverse-biased and the first diode D sc is turned off. On the other hand, while the second diode D fb and the third diode D Tbst are turned on, energy stored in the magnetization inductor L m is transferred to the second diode D fb and the third diode D Tbst . . The DC voltage rectified by the second diode D fb is charged in the second capacitor C fb , and the DC voltage rectified by the third diode D Tbst is charged in the third capacitor C Tbst . The charged voltage is delivered to the load R L.

이러한 제2 모드의 경우 트랜지스터(Q)가 턴오프되어 제2 및 제3 다이오드(Dfb, DTbst)를 통해 부하(RL)에 에너지가 전달되는 과정으로서, 자화 인덕터(Lm)에 저장된 에너지는 점차 고갈되게 된다.In the second mode, the transistor Q is turned off to transfer energy to the load R L through the second and third diodes D fb and D Tbst . The transistor Q is stored in the magnetization inductor L m . Energy is gradually depleted.

물론, 이러한 제3 실시예에서 또한 제1 실시예의 경우와 같이, 상기 제2 모드의 동작을 더욱 효과적으로 수행하기 위한 방법으로서, 제4 커패시터(Ccp) 및 제4 다이오드(Dcp)를 더 포함하고 있다. 이러한 제4 커패시터(Ccp) 및 제4 다이오드(Dcp)는 제2 탭(tap2) 부분과 상기 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단 사이에 위치하고 있다.Of course, in this third embodiment and as in the case of the first embodiment, as a method for more effectively performing the operation of the second mode, the method further includes a fourth capacitor C cp and a fourth diode D cp . Doing. The fourth capacitor C cp and the fourth diode D cp are positioned between the second tap part 2 and the second end of the second secondary winding N s2 .

여기서 제4 다이오드(Dcp)의 애노드는 제2 이차측 권선(Ns2)의 제2 단에 연결되어 있다. 제4 커패시터(Ccp)의 제1 단은 상기 제2 탭(tap2)과 연결되고, 제2 단은 상기 제4 다이오드(Dcp)의 캐소드와 연결되어 있다. 이러한 구성에 따라 상기 제2 모드는, 트랜지스터(Q)의 턴오프 시, 상기 제4 다이오드(Dcp)에 의해 정류된 직류 전압 또한 제2 커패시터(Cfb)에 충전이 되며, 충전된 전압은 상기 부하(RL)에 전달될 수 있다. 여기서 물론, 트랜지스터(Q)의 턴온 시, 제4 다이오드(Dcp)는 턴오프되는 것은 앞서 도 12를 통해 확인할 수 있다.Here, the anode of the fourth diode D cp is connected to the second end of the second secondary winding N s2 . The first end of the fourth capacitor C cp is connected to the second tap tap2, and the second end is connected to the cathode of the fourth diode D cp . According to this configuration, in the second mode, when the transistor Q is turned off, the DC voltage rectified by the fourth diode D cp is also charged in the second capacitor C fb , and the charged voltage is It may be delivered to the load R L. Here, of course, it can be seen from FIG. 12 that the fourth diode D cp is turned off when the transistor Q is turned on.

이외에도, 상기 불연속 모드에 포함된 제3 모드는 제1 모드(트랜지스터 턴온 동작) 및 제2 모드(트랜지스터 턴오프 동작) 이후의 모드에 해당되는 것으로서, 제3 모드의 경우 자화 인덕터(Lm)에 저장된 에너지가 모두 리셋(방전)되어 이차측 회로에는 아무런 전압도 유기되지 않으며, 모든 다이오드(Dsc, Dfb, DTbst, Dcp)가 턴오프된다. In addition, the third mode included in the discontinuous mode corresponds to a mode after the first mode (transistor turn-on operation) and the second mode (transistor turn-off operation). In the third mode, the magnetization inductor L m All stored energy is reset (discharged) so no voltage is induced in the secondary circuit, and all diodes (D sc , D fb , D Tbst , D cp ) are turned off.

즉, 제3 모드에서는 자화 인덕터(Lm)에 저장되어 있는 에너지가 모두 방전되고 각 커패시터(Csc, Cfb, CTbst)에 의해 출력 전압이 유지된다. 즉 제3 모드에서는 제1 내지 제3 커패시터Csc, Cfb, CTbst)에 기 충전된 전압이 상기 제1 커패시터(Csc)의 제1 단 및 상기 제3 커패시터(CTbst)의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하(RL)로 전달된다. That is, in the third mode, all the energy stored in the magnetizing inductor L m is discharged, and the output voltage is maintained by the capacitors C sc , C fb and C Tbst . That is, in the third mode, voltages pre -charged in the first to third capacitors C sc , C fb , and C Tbst are applied to the first stage of the first capacitor C sc and the second of the third capacitor C Tbst . It is transmitted to the load R L connected between stages.

이상과 같은 본 발명에 따른 고승압 컨버터에 따르면, 차지펌프와 탭 추가형 변압기를 적용하여 고승압의 높은 전압의 출력이 가능하고 고효율을 갖는 컨버터를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 컨버터의 1차 측에 한 개의 단일 스위치를 사용하므로 가격 면에서 매우 경제적일 뿐만 아니라 낮은 턴비로도 고승압이 가능하므로 태양광 발전 등의 다양한 기술에 응용이 가능한 이점이 있다.According to the high boost converter according to the present invention as described above, it is possible to provide a converter having a high efficiency and a high voltage output of high boost voltage by applying a charge pump and a tap-added transformer. In addition, since the present invention uses a single switch on the primary side of the converter, it is not only very economical in terms of cost but also has high advantages even at a low turn ratio, so that the present invention can be applied to various technologies such as solar power generation.

또한, 절연형 차지펌프를 적용함에 따라 변압기의 에너지 전달 밀도를 높일 수 있으며 저 사이즈로 구현이 가능하다. 더욱이, 이차측에 형성된 복수의 출력을 서로 직렬로 연결함에 따라 고승압된 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 탭 권선을 이용하여 부가적인 비용 없이 고승압 출력이 가능한 이점이 있다.In addition, by applying an insulated charge pump, it is possible to increase the energy transfer density of the transformer and to realize a low size. Furthermore, by connecting a plurality of outputs formed on the secondary side in series with each other, not only a high boosted output voltage can be obtained, but also a high boost output is possible at no additional cost by using a tap winding.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (10)

일차측 권선에 연결된 트랜지스터의 동작에 대응하여 직류 전원으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터를 포함하는 전원 공급부;
제1 이차측 권선의 제2 단과 제2 이차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 탭에 애노드가 연결된 제1 다이오드;
제1 단이 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결된 제1 커패시터;
상기 제1 이차측 권선의 제1 단에 캐소드가 연결되고 접지 전원에 애노드가 연결된 제2 다이오드; 및
제1 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결되고 제2 단이 상기 접지 전원에 연결된 제2 커패시터를 포함하는 고승압 컨버터.A power supply including a magnetizing inductor transferring a voltage from a DC power supply in response to an operation of a transistor connected to the primary winding;
A first diode having an anode connected to the tab formed between the second end of the first secondary side winding and the first end of the second secondary side winding;
A first capacitor having a first end connected to the cathode of the first diode and a second end connected to the second end of the second secondary winding;
A second diode having a cathode connected to a first end of the first secondary winding and an anode connected to a ground power source; And
And a first capacitor connected to a second end of the second secondary winding and a second end connected to the ground power source. 제1 일차측 권선의 제2 단과 제2 일차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 탭에 연결된 트랜지스터의 동작에 대응하여 직류 전원으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터를 포함하는 전원 공급부;
이차측 권선의 제1 단에 애노드가 연결된 제1 다이오드;
제1 단이 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 이차측 권선의 제2 단에 연결된 제1 커패시터;
상기 제2 일차측 권선의 제2 단에 애노드가 연결된 제2 다이오드; 및
제1 단이 상기 제2 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 접지 전원에 연결된 제2 커패시터를 포함하는 고승압 컨버터.A power supply including a magnetizing inductor transferring a voltage from a DC power supply in response to an operation of a transistor connected to a tab formed between a second end of the first primary side winding and a first end of the second primary side winding;
A first diode having an anode connected to the first end of the secondary winding;
A first capacitor having a first end connected to the cathode of the first diode and a second end connected to the second end of the secondary winding;
A second diode having an anode connected to the second end of the second primary winding; And
And a second capacitor having a first end connected to the cathode of the second diode and a second end connected to a ground power source. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1 다이오드는,
상기 트랜지스터의 턴온 시에 상기 제1 커패시터에 연결된 부하로 상기 자화 인덕터의 에너지를 전달하며,
상기 제2 다이오드는,
상기 트랜지스터의 턴오프 시에 상기 제2 커패시터에 연결된 상기 부하로 상기 자화 인덕터의 에너지를 전달하는 고승압 컨버터.The method according to claim 1 or 2,
The first diode,
Transfers energy of the magnetizing inductor to a load connected to the first capacitor when the transistor is turned on,
Wherein the second diode comprises:
And a high boost converter transferring energy of the magnetizing inductor to the load connected to the second capacitor when the transistor is turned off. 청구항 3에 있어서,
상기 고승압 컨버터는,
상기 트랜지스터의 턴온에 따른 제1 모드 및 상기 트랜지스터의 턴오프에 따른 제2 모드를 포함하는 연속 모드로 동작하고,
상기 트랜지스터의 턴온 시,
상기 제1 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제1 커패시터에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제2 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하에 전달되고,
상기 트랜지스터의 턴오프 시,
상기 제2 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달되는 고승압 컨버터.The method of claim 3,
The high boost converter,
Operate in a continuous mode including a first mode according to the turn-on of the transistor and a second mode according to the turn-off of the transistor,
When the transistor is turned on,
A direct current voltage rectified by the first diode is charged in the first capacitor, the charged voltage is transferred to the load connected between the first end of the first capacitor and the second end of the second capacitor,
When the transistor is turned off,
The DC voltage rectified by the second diode is charged in the second capacitor and the charged voltage is transferred to the load. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 has been abandoned due to the setting registration fee. 청구항 4에 있어서,
상기 고승압 컨버터는,
상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 이후 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터에 충전된 전압이 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제2 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하로 전달되도록 하는 제3 모드를 더 포함하는 불연속 모드로 동작하는 고승압 컨버터.The method of claim 4,
The high boost converter,
After the first mode and the second mode, the voltage charged in the first capacitor and the second capacitor is transferred to the load connected between the first end of the first capacitor and the second end of the second capacitor. The high boost converter operating in the discontinuous mode further comprising a third mode. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 has been abandoned due to the setting registration fee. 청구항 4에 있어서,
상기 탭과 상기 제2 이차측 권선의 제2 단 사이에 직렬 연결되는 제3 커패시터 및 제3 다이오드를 더 포함하고,
상기 트랜지스터의 턴오프 시,
상기 제3 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달되는 고승압 컨버터.The method of claim 4,
A third capacitor and a third diode connected in series between the tab and the second end of the second secondary winding;
When the transistor is turned off,
The direct voltage converter rectified by the third diode is charged in the second capacitor and the charged voltage is transferred to the load. 제1 일차측 권선의 제2 단과 제2 일차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 제1 탭에 연결된 트랜지스터의 동작에 대응하여 직류 전원으로부터 전압을 전달하는 자화 인덕터를 포함하는 전원 공급부;
제1 이차측 권선의 제2 단과 제2 이차측 권선의 제1 단 사이에 형성된 제2 탭에 애노드가 연결된 제1 다이오드;
제1 단이 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결된 제1 커패시터;
상기 제1 이차측 권선의 제1 단에 캐소드가 연결된 제2 다이오드;
제1 단이 상기 제2 이차측 권선의 제2 단에 연결되고 제2 단이 상기 제2 다이오드의 애노드에 연결된 제2 커패시터;
상기 제2 일차측 권선의 제2 단에 애노드가 연결되고 상기 제2 커패시터의 제2 단에 캐소드가 연결된 제3 다이오드; 및
제1 단이 상기 제3 다이오드의 캐소드에 연결되고 제2 단이 접지 전원에 연결된 제3 커패시터를 포함하는 고승압 컨버터.A power supply including a magnetizing inductor transferring a voltage from a DC power supply in response to an operation of a transistor connected to a first tab formed between a second end of the first primary side winding and a first end of the second primary side winding;
A first diode having an anode connected to the second tab formed between the second end of the first secondary side winding and the first end of the second secondary side winding;
A first capacitor having a first end connected to the cathode of the first diode and a second end connected to the second end of the second secondary winding;
A second diode having a cathode connected to the first end of the first secondary winding;
A second capacitor having a first end connected to a second end of the second secondary winding and a second end connected to an anode of the second diode;
A third diode having an anode connected to the second end of the second primary winding and a cathode connected to the second end of the second capacitor; And
And a third capacitor having a first stage connected to the cathode of the third diode and a second stage connected to a ground power source. 청구항 7에 있어서,
상기 고승압 컨버터는,
상기 트랜지스터의 턴온에 따른 제1 모드 및 상기 트랜지스터의 턴오프에 따른 제2 모드를 포함하는 연속 모드로 동작하고,
상기 트랜지스터의 턴온 시,
상기 제1 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제1 커패시터에 충전되고, 상기 충전된 전압은 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제3 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 부하에 전달되고,
상기 트랜지스터의 턴오프 시,
상기 제2 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달되며, 상기 제3 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제3 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달되는 고승압 컨버터.The method of claim 7,
The high boost converter,
Operate in a continuous mode including a first mode according to the turn-on of the transistor and a second mode according to the turn-off of the transistor,
When the transistor is turned on,
The DC voltage rectified by the first diode is charged in the first capacitor, and the charged voltage is transferred to a load connected between the first end of the first capacitor and the second end of the third capacitor,
When the transistor is turned off,
The DC voltage rectified by the second diode is charged to the second capacitor and the charged voltage is transferred to the load, and the DC voltage rectified by the third diode is charged to the third capacitor and charged A high boost converter in which voltage is transmitted to the load. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 9 has been abandoned due to the setting registration fee. 청구항 8에 있어서,
상기 고승압 컨버터는,
상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 이후 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터에 충전된 전압이 상기 제1 커패시터의 제1 단 및 상기 제3 커패시터의 제2 단 사이에 연결된 상기 부하로 전달되도록 하는 제3 모드를 더 포함하는 불연속 모드로 동작하는 고승압 컨버터.The method according to claim 8,
The high boost converter,
After the first mode and the second mode, the voltage charged in the first capacitor and the second capacitor is transferred to the load connected between the first end of the first capacitor and the second end of the third capacitor. The high boost converter operating in the discontinuous mode further comprising a third mode. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 has been abandoned due to the setting registration fee. 청구항 8에 있어서,
상기 제2 탭과 상기 제2 이차측 권선의 제2 단 사이에 직렬 연결되는 제4 커패시터 및 제4 다이오드를 더 포함하고,
상기 트랜지스터의 턴오프 시,
상기 제4 다이오드에 의하여 정류된 직류 전압은 상기 제2 커패시터에 충전되고 상기 충전된 전압은 상기 부하에 전달되는 고승압 컨버터.The method according to claim 8,
A fourth capacitor and a fourth diode connected in series between the second tab and the second end of the second secondary winding;
When the transistor is turned off,
The direct voltage converter rectified by the fourth diode is charged in the second capacitor and the charged voltage is transferred to the load.
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