KR101533567B1

KR101533567B1 - 양방향 공진 회로

Info

Publication number: KR101533567B1
Application number: KR1020140086576A
Authority: KR
Inventors: 김윤성; 서기봉
Original assignee: 주식회사 동아일렉콤
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2015-07-03

Abstract

공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로로서, 제1 전원 또는 제1 부하를 포함하는 1차 측 회로; 제2 부하 또는 제2 전원을 포함하는 2차 측 회로; 상기 1차 측 회로와 상기 2차 측 회로의 사이에서 양방향으로 전력 전달이 가능한 변압기; 상기 변압기의 1차 측 권선과 연결된 제1 공진 탱크; 상기 변압기의 2차 측 권선과 연결된 제2 공진 탱크; 상기 1차 측 회로의 출력 일단에서 상기 제1 공진 탱크 또는 상기 변압기의 1차 측 권선과의 접속을 선택하는 제1 스위치; 상기 2차 측 회로의 출력 일단에서 상기 제2 공진 탱크 또는 상기 변압기의 2차 측 권선과의 접속을 선택하는 제2 스위치를 포함하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로이다.

Description

양방향 공진 회로 {BI-DIRECTIONAL RESONANT CIRCUIT}

본 발명의 기술 분야는 양방향 공진 회로에 관한 것으로서, 특히 고효율의 양방향 공진 회로를 설계하기 위해 공진 탱크를 포함하고, 동작에 참여하는 공진 탱크를 선택 가능한 공진 탱크 선택형 - 절연형 양방향 공진 회로에 관한 것이다.

신 재생에너지 시스템, 에너지 저장 시스템 등에서 직류 전력 변환기술의 적용이 확대되면서, 멀티 소스, 멀티 부하의 원활한 전력 변환을 위해 양방향 전력 변환 회로 기술의 활용도 점차 증가하고 있다. 이러한 응용 분야에서, 양방향 전력 변환 회로는 고효율 및 고밀도 설계를 위해서 스위칭 손실을 저감할 수 있는 공진 회로의 적용이 요구된다.

고효율 및 고밀도 공진형 회로 방식을 사용하기 위해서는 스위칭 소자의 내부 기생 성분을 활용함과 동시에 절연구조로서 전력 전달을 하는 변압기의 주변에 별도의 공진 동작을 위한 공진 탱크가 필요하다. 종래의 절연형 단방향 공진 회로에서는 이러한 목적을 위해 공진 탱크를 포함하도록 하였다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 절연형 단방향 공진 회로에서 1차 측은 하프 브릿지 회로, 풀 브릿지 회로 등을 포함할 수 있으며 2차 측은 싱글탭 정류 방식과 센터탭 정류 방식, 더블커런트 정류 방식 등을 포함할 수 있다. 2차 측은 직접 제어가 가능하지 않은 다이오드 정류 회로 등을 주로 사용하기 때문에 반대 방향의 전력 변환은 불가능하다. 도 1에서, 공진 탱크는 고속 스위칭을 가능하게 하면서 스위칭 손실을 줄이기 위하여 1차 측에 추가적으로 구성될 수 있다. 이러한 구조를 통하여 효율을 높이거나, 고밀도의 설계가 가능하다.

따라서, 종래의 절연형 단방향 공진 회로뿐만 아니라 절연형 양방향 공진 회로에서도 마찬가지로 공진 탱크를 포함할 필요성이 요구된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 양방향 공진 회로에서는 양방향 모두의 공진 동작을 위해, 변압기의 1차 측 및 2차 측 모두에 공진 탱크를 추가해야 한다. 그러나, 이 경우 1차 측 공진 회로의 동작 시에 2차 측 공진 회로가 영향을 주기 때문에 효과적인 공진 동작이 어려운 기술적 문제가 존재한다. 구체적으로, 1차 측의 공진 탱크는 스위칭 주파수 및 입력 전압, 출력 전압 등 동작 조건에 따른 변화 및 2차 측 부하 조건 및 회로 등가 성분에 다른 최적 동작점을 맞추어 설계해야 한다. 그러나, 1차 측의 공진 탱크가 회로 동작 시에 2차 측 공진 탱크에 영향을 주게 되어 설계 결과와 다른 동작을 유발시킬 수 있는 문제점이 발생할 수 있다. 반대의 경우도 마찬가지의 문제점이 발생할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 양방향 절연형 공진 회로에서 1차 측 및 2차 측 모두에 공진 탱크를 포함하나 공진 탱크가 선택 가능하도록 구성하여 개선된 양방향 절연형 공진 회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따라 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로는 제1 전원 또는 제1 부하를 포함하는 1차 측 회로; 제2 부하 또는 제2 전원을 포함하는 2차 측 회로; 상기 1차 측 회로와 상기 2차 측 회로의 사이에서 양방향으로 전력 전달이 가능한 변압기; 상기 변압기의 1차 측 권선과 연결된 제1 공진 탱크; 상기 변압기의 2차 측 권선과 연결된 제2 공진 탱크; 상기 1차 측 회로의 출력 일단에서 상기 제1 공진 탱크 또는 상기 변압기의 1차 측 권선과의 접속을 선택하는 제1 스위치; 상기 2차 측 회로의 출력 일단에서 상기 제2 공진 탱크 또는 상기 변압기의 2차 측 권선과의 접속을 선택하는 제2 스위치를 포함하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로이다.

상기 1차 측 회로 및 상기 2차 측 회로는 복수의 반도체 소자들을 포함하는 풀 브릿지 회로 또는 하프 브릿지 회로인 것을 특징으로 한다.

상기 변압기의 1차 측 권선 및 2차 측 권선은 각각, 추가적인 권선 탭들인 제1 권선 탭 및 제2 권선 탭을 포함하고, 상기 제1 스위치가 제1 공진 탱크와 접속하는 경우 상기 제2 스위치는 상기 변압기의 2차 측 권선의 제2 권선 탭과 접속하고 상기 제2 스위치가 제2 공진 탱크와 접속하는 경우 상기 제1 스위치는 상기 변압기의 1차 측 권선의 제1 권선 탭과 접속하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 공진 탱크는 제1 인덕터 및 제1 커패시터를 포함하고, 상기 제1 인덕터 및 상기 제1 커패시터는 상기 변압기의 1차 측 권선에 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다. 상기 제2 공진 탱크는 제2 인덕터 및 제2 커패시터를 포함하고, 상기 제2 인덕터 및 상기 제2 커패시터는 상기 변압기의 2차 측 권선에 직렬 또는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로는 상기 제1 권선 탭 및 상기 제2 권선 탭의 권선 내 위치를 변화시켜 상기 변압기의 권선수 비를 조정하도록 구성될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 공진 탱크 또는 상기 제2 공진 탱크는 제3 스위치를 더 포함하고, 상기 제3 스위치는 상기 변압기의 1차 측 권선 또는 2차 측 권선에 병렬로 연결된 공진 탱크 내의 소자를 온/오프하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 양방향 공진 회로에 포함된 공진 탱크를 선택적으로 공진 동작을 수행하도록 할 수 있고, 변압기의 권선수 비를 유연하게 조정하여 각각의 전력 변환 방향에 따라 더 효과적이고 정밀한 권선비 설계가 가능하다.

도 1은 공진 탱크를 포함하는 단방향 절연형 공진 회로도이다.
도 2는 공진 탱크를 포함하는 양방향 절연형 공진 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 탱크 선택형 양방향 절연형 공진 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 탱크 선택형 양방향 절연형 공진 회로의 공진 탱크의 복수의 실시예를 도시한다.
도 5는 양방향 절연형 공진 회로의 1차 측에서 2차 측으로의 전력 전달 시 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 탱크 선택형 양방향 절연형 공진 회로도를 도시한다.
도 6는 양방향 절연형 공진 회로의 2차 측에서 1차 측으로의 전력 전달 시 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 탱크 선택형 양방향 절연형 공진 회로도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가적인 권선 탭을 포함하여 권선수 비를 조정할 수 있는 공진 탱크 선택형 양방향 절연형 공진 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가적인 스위치를 포함하여 공진 탱크 내 소자를 온/오프 할 수 있는 공진 탱크 선택형 양방향 절연형 공진 회로도이다.

아래에서는 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

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.

이하에서는 도 3 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로를 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로(100)를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참고하면, 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로(100)는 1차 측 회로(101), 2차 측 회로(201), 변압기(301), 제1 공진 탱크(103), 제2 공진 탱크(203), 제1 스위치(102), 제2 스위치(202)를 포함할 수 있다.

도 3에서, 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로(100)의 1차 측 회로(101)는 제1 전원(111) 또는 제1 부하(112)를 포함할 수 있고, 2차 측 회로(201)는 제2 부하(211) 또는 제2 전원(212)을 포함할 수 있다. 또한, 1차 측 회로 및 2차 측 회로는 복수의 반도체 스위치들을 포함하는 브릿지 회로를 포함하여 정류 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 브릿지 회로는 풀 브릿지 회로일 수 있다. 또한 상기 브릿지 회로는, 반파만 정류하도록 각각 반도체 스위치를 2개씩만 사용하고 커패시터들을 부가한 하프 브릿지 회로일 수도 있다.

양방향 공진 회로(100)의 정방향 동작에 관하여 설명하면, 양방향 공진 회로(100)의 1차 측 회로(101)의 제1 전원(111)이 선택되어 직류 전원이 인가되고 1차 측 회로의 복수의 반도체 스위치들이 턴 온(turn on)되면 제1 전원의 입력 전력은 변압기(301)를 통하여 출력 측 부하로 전달될 수 있다. 이 경우, 출력 측 부하는 양방향 공진 회로(100)의 2차 측 회로(201)의 제2 부하(211)가 될 수 있다.

양방향 공진 회로(100)의 역방향 동작에 관하여 설명하면, 양방향 공진 회로(100)의 2차 측 회로(201)의 제2 전원(212)이 선택되어 직류 전원이 인가되고 2차 측 회로의 복수의 반도체 스위치들이 턴 온되면 제2 전원의 입력 전력은 변압기(301)를 통하여 출력 측 부하로 전달될 수 있다. 이 경우, 출력 측 부하는 양방향 공진 회로(100)의 1차 측 회로(101)의 제1 부하(112)가 될 수 있다. 따라서, 양방향 공진 회로(100)는 필요에 따라서 전력을 정방향 또는 역방향으로 전달할 수 있도록 구성된 회로이다.

도 4를 참조하면, 양방향 공진 회로(100)의 상기 변압기(301)의 1차 측 권선(301a)과 연결된 제1 공진 탱크(103)와 상기 변압기(301)의 2차 측 권선(301b)과 연결된 제2 공진 탱크(203) 구조의 복수의 실시예를 도시한다. 제1 공진 탱크(103)와 제2 공진 탱크(203)는 각각 적어도 하나의 인덕터 및/또는 적어도 하나의 커패시터를 포함하고, 변압기(301)과 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 상기 제1 공진 탱크(103) 및 제2 공진 탱크(203)는 종래의 다양한 공진 탱크를 모두 포함할 수 있으며, LLC, SRC, SPRC 등 완전 공진 회로 및 PSFB와 같은 준 공진 회로 방식에서 모두 사용 가능하다. 이러한 제1 공진 탱크(103) 및 제2 공진 탱크(203)는, 1차 측 회로(101) 및 2차 측 회로(201)의 복수의 반도체 스위치 소자들의 고속 스위칭을 가능하게 하면서 동시에 스위칭 손실을 저감하기 위한 구성으로서, 반도체 스위치 소자들의 기생 성분을 활용하여 효율을 높이고 고밀도 설계가 가능하게 한다. 각 공진 탱크의 인덕터 및/또는 커패시터에 의해 공진 현상이 일어나며 공진 이득과 위상에 의해 입력 전압의 모양과 크기가 달라지고 변압기(301)의 1차 측/ 2차 측 권선비만큼 크기가 바뀌어서 출력단 정류 회로로 공진 전압(또는 회생 전압)이 전달된다. 이로서, 1차 측 반도체 스위치 소자들의 영전압 스위칭(전압 변화(감소)가 실질적으로 없는 스위칭)이 얻어지도록 공진 주파수 보다 높은 영역에서 반도체 스위치 소자들의 스위칭이 일어나도록 하며, 바라는 동작 주파수 범위에서 충분한 출력 이득을 얻고 출력 제어가 가능하도록 한다.

반면, 이러한 공진 탱크의 공진 회로는 스위칭 주파수 및 입력 전압, 출력 전압 등 동작 조건에 따른 변화 및 2차 측 부하 조건, 회로 등가 성분에 따른 최적 동작점을 맞추어 설계해야 하는 어려움이 있다. 특히 변압기와 반도체 스위치 소자들 간의 불필요한 기생 성분들은 설계 결과와 상이한 동작을 유발하고, 2차 측 회로의 인덕터 및/또는 커패시터 성분은 공진 회로의 동작 범위를 제약하는 문제가 있다.

다시 도 3을 참조하면, 양 측 회로에 설계된 공진 탱크(103, 203)가 서로 반대 측 공진 탱크에 영향을 주지 않는 구조를 채택하기 위하여, 1차 측 회로(101)의 출력 일단에서 제1 공진 탱크(103)와 변압기(301)의 1차 측 권선(301a)에서 접속을 선택하는 제1 스위치(102)와, 2차 측 회로(201)의 출력 일단에서 제2 공진 탱크(203)와 변압기(301)의 2차 측 권선(301b)에서 접속을 선택하는 제2 스위치(202)를 포함한다.

도 5에서, 도 3의 제안된 공진 탱크 선택형 양방향 공진 회로가 1차 측에서 2차 측으로 전력 전달을 하는 경우의 회로도가 도시된다. 1차 측 회로(101)에서 2차 측 회로(201)로 전력이 전달될 때, 1차 측 회로(101)의 출력 일단에서 제1 스위치(102)는 스위칭하여 제1 공진 탱크(103)와 연결되고, 2차 측 회로(201)의 출력 일단에서 제2 스위치(202)는 스위칭하여 변압기(301)의 2차 측 권선(301b)과 연결되므로, 제2 공진 탱크(203)와 연결되지 않는다. 이 경우, 제1 공진 탱크(103)만이 공진 동작을 수행하게 된다.

도 6에서, 도 3의 제안된 공진 탱크 선택형 양방향 공진 회로가 2차 측에서 1차 측으로 전력 전달을 하는 경우의 회로도가 도시된다. 2차 측 회로(201)에서 1차 측 회로(101)로 전력이 전달될 때, 2차 측 회로(201)의 출력 일단에서 제2 스위치(202)는 스위칭하여 제2 공진 탱크(203)와 연결되고, 1차 측 회로(101)의 출력 일단에서 제1 스위치(102)는 스위칭하여 변압기(301)의 1차 측 권선(301a)과 연결되므로, 제1 공진 탱크(103)와 연결되지 않는다. 이 경우, 제2 공진 탱크(203)만이 공진 동작을 수행하게 된다.

따라서, 상기 양방향 공진 회로에서 공진 탱크를 선택적으로 활용하여, 각 회로 측에 영향을 주지 않는 공진 탱크 선택형 양방향 공진 회로를 달성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 추가적인 권선 탭을 포함하여 권선수 비를 조정할 수 있는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로(100)를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참고하면, 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로(100)는 변압기(301)의 권선수 비를 조정하기 위해 추가적인 권선 탭을 더 포함할 수 있다. 일반적으로, 변압기의 1, 2차 전압은 변압기의 권선수에 비례하여 유기되므로 변압기의 권선수에서 여러 개의 단계별 리드 선을 인출하면 적정한 2차 전압을 만들 수 있다. 이와 같이 전압을 조정할 수 있게 단계별로 인출된 선을 변압기 권선 탭이라 한다. 전력 계통의 전압은 선로 임피던스와 부하 전류의 크기에 비례하여 전압 강하가 발생하므로 계통 조건에 따라 부하 측 전압이 많이 강하한다. 전압이 일정 이하로 강하하면 각종 전력기기의 성능이 저하하므로 계통의 전압을 전력 설비의 정격에 맞게 유지하는 것이 필요하다. 전압을 적정하게 유지하기 위한 방안으로는 변압기의 권선 탭 조정을 통하여 전압을 조정할 수 있다.

한편, 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로의 1차 측 회로를 하프 브릿지 회로로서 구성할 경우, 변압기의 권선수 비가 절반으로 줄어드는 문제가 있으며, 변압기의 권선수 비가 미리 결정된 경우 이를 조정하기에 불리한 점이 상당하다. 이 때, 변압기의 추가적인 변압기 권선 탭을 제1 스위치 또는 제2 스위치와 연결하도록 하여, 변압기의 권선수 비의 설계 유연성을 확장할 수 있다.

도 7에서, 변압기(301)는 추가적인 제1 권선 탭(311a), 제2 권선 탭(311b)을 포함할 수 있다. 상기 변압기(301)의 권선수 비를 보다 유연하게 조정하기 위해서, 제1 권선 탭(311a)은 1차 측 권선(301a)을 NP : NP2로 나누는 지점에 위치할 수 있고, 제2 권선 탭(311b)은 2차 측 권선(301b)을 NS : NS2로 나누는 지점에 위치할 수 있다. 변압기의 추가된 권선에 해당하는 NP2 및 NS2는 0 턴으로 설계가 가능하기 때문에 기존의 권선수비를 유지하는 것도 가능하며, NP2, NS2의 권선수를 조정하여 각각의 전력 변환 방향에 따라 더 효과적이고 정밀한 권선수 비 설계도 가능하다.

도 7에서, 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로(100)는, 1차 측 회로(101)의 출력 일단에서 제1 공진 탱크(103) 또는 변압기(301)의 1차 측 권선(301a)과의 접속을 선택하는 제1 스위치(102)는 변압기(301)의 1차 측 권선(301a)의 제1 권선 탭(311a)와 연결될 수 있다. 또한, 2차 측 회로(201)의 출력 일단에서 제2 공진 탱크(203) 또는 변압기(301)의 2차 측 권선(301b)과의 접속을 선택하는 제2 스위치(202)는 변압기(301)의 2차 측 권선(301b)의 제2 권선 탭(311b)와 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 공진 탱크(103) 또는 제2 공진 탱크(203)를 선택할 수 있음과 동시에 변압기의 권선수 비를 선택적으로 조정하는 것도 가능하다.

도 8은 추가적인 스위치를 포함하여 공진 탱크 내 소자를 온/오프 할 수 있는 공진 탱크 선택형 양방향 절연형 공진 회로(100)를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 공진 탱크(103)와 제2 공진 탱크(203)는 각각 적어도 하나의 인덕터 및/또는 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있고, 변압기(301)와 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 도 8에서, 변압기(301)의 1차 측 권선(301a) 또는 2차 측 권선(301b)에 병렬로 연결된 공진 탱크 내의 소자는 제3 스위치(302)와 연결되어, 스위칭 동작에 의해 공진 탱크 내에서 연결 또는 연결해제(공진 탱크 내의 소자(400)를 온/오프하는 것)가 가능하므로 제1 공진 탱크 및 제2 공진 탱크가 선택적으로 구성요소를 더 포함할 수 있는 것이 가능하다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

Claims

공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로로서,
제1 전원 또는 제1 부하를 포함하는 1차 측 회로;
제2 부하 또는 제2 전원을 포함하는 2차 측 회로;
상기 1차 측 회로와 상기 2차 측 회로의 사이에서 양방향으로 전력 전달이 가능한 변압기;
상기 변압기의 1차 측 권선과 연결된 제1 공진 탱크;
상기 변압기의 2차 측 권선과 연결된 제2 공진 탱크;
상기 1차 측 회로의 출력 일단에서 상기 제1 공진 탱크 또는 상기 변압기의 1차 측 권선과의 접속을 선택하는 제1 스위치;
상기 2차 측 회로의 출력 일단에서 상기 제2 공진 탱크 또는 상기 변압기의 2차 측 권선과의 접속을 선택하는 제2 스위치
를 포함하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제1항에 있어서,
상기 제1 스위치가 상기 제1 공진 탱크에 접속하면, 상기 제2 스위치는 상기 변압기의 2차 측 권선과 접속하고,
상기 제2 스위치가 상기 제2 공진 탱크에 접속하면, 상기 제1 스위치는 상기 변압기의 1차 측 권선과 접속하는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제1항에 있어서,
상기 1차 측 회로 및 상기 2차 측 회로는, 복수의 반도체 소자들을 포함하는 풀 브릿지 회로 또는 하프 브릿지 회로인 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제1항에 있어서,
상기 변압기의 1차 측 권선 및 상기 변압기의 2차 측 권선은 각각, 추가적인 권선 탭들인 제1 권선 탭 및 제2 권선 탭을 포함하는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제4항에 있어서,
상기 제1 스위치가 제1 공진 탱크와 접속하는 경우 상기 제2 스위치는 상기 변압기의 2차 측 권선의 제2 권선 탭과 접속하고,
상기 제2 스위치가 제2 공진 탱크와 접속하는 경우 상기 제1 스위치는 상기 변압기의 1차 측 권선의 제1 권선 탭과 접속하는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로
제1항에 있어서,
상기 제1 공진 탱크 및 상기 제2 공진탱크는 적어도 하나의 인덕터 또는 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제1항에 있어서,
상기 제1 공진 탱크는 제1 인덕터 및 제1 커패시터를 포함하고,
상기 제2 공진 탱크는 제2 인덕터 및 제2 커패시터를 포함하고,
상기 제1 인덕터 및 상기 제1 커패시터는 상기 변압기의 1차 측 권선에 직렬 또는 병렬로 연결되고,
상기 제2 인덕터 및 상기 제2 커패시터는 상기 변압기의 2차 측 권선에 직렬 또는 병렬로 연결되는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제4항에 있어서,
상기 변압기의 상기 제1 권선 탭 및 상기 제2 권선 탭의 권선 내 위치를 변화시킴으로써 상기 변압기의 권선수 비를 조정하도록 구성될 수 있는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공진 탱크 또는 상기 제2 공진 탱크는 제3 스위치를 포함하는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.
제9항에 있어서,
상기 제3 스위치는 상기 변압기의 상기 1차 측 권선 및 상기 2차 측 권선 중에 적어도 하나에 병렬로 연결된 공진 탱크 내의 소자를 온/오프하는 것
을 특징으로 하는 공진 탱크 선택형 절연형 양방향 공진 회로.