KR101654490B1 - Converter and bi-directional converter - Google Patents

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모토히사 히토미
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오리진 일렉트릭 캄파니 리미티드
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Abstract

본 발명은 광범위한 입출력 전압전류에 대응할 수 있고, 스위칭 손실을 저감시킨 컨버터 및 쌍방향 컨버터를 제공한다. 본 발명에 관한 컨버터 및 쌍방향 컨버터는, 트랜스의 1차 권선에 접속되는 제1 회로, 트랜스의 2차 권선에 접속되는 제2 회로, 트랜스의 1차 권선 또는 2차 권선측에 접속되는 인덕턴스 수단를 갖고, 제1 회로에 있어서 온상태에 있는 조로 되는 제1 또는 제2 레그의 상 암의 제1 회로의 스위칭 소자와 제2 또는 제1 레그의 하 암의 제1 회로의 스위칭 소자 중, 제1 콘덴서 또는 제2 콘덴서가 병렬로 접속된 제1 회로의 스위칭 소자를 먼저 오프시킨다. The present invention provides a converter and a bidirectional converter that can cope with a wide range of input / output voltage currents and reduce the switching loss. The converter and the bidirectional converter according to the present invention have a first circuit connected to the primary winding of the transformer, a second circuit connected to the secondary winding of the transformer, and an inductance means connected to the primary winding or the secondary winding side of the transformer , Among the switching elements of the first circuit of the upper arm and the switching elements of the first circuit of the lower arm of the second or first leg in the first circuit or the second leg which are in the ON state in the first circuit, Or the switching element of the first circuit in which the second capacitor is connected in parallel is turned off first.

Figure R1020157004080
Figure R1020157004080

Description

컨버터 및 쌍방향 컨버터{CONVERTER AND BI-DIRECTIONAL CONVERTER} ≪ Desc / Clms Page number 1 > CONVERTER AND BI-DIRECTIONAL CONVERTER &

본 발명은, 컨버터 및 쌍방향 컨버터에 관한 것이다. The present invention relates to a converter and a bidirectional converter.

일반적으로 DC-DC 컨버터에는, 입력측과 출력측을 절연하기 위한 트랜스가 사용된다. 또한, 이 트랜스의 입력측과 출력측의 권수비에 따라서, 입력되는 직류전압을 승압 또는 강압하여 출력할 수 있다. 종래의 DC-DC 컨버터로서, 예컨대 특허문헌 1의 DC-DC 컨버터에서는, 승압용의 트랜스(16)를 사용하고 있다. 이 DC-DC 컨버터는, 특허문헌 1의 도 4(a)에 도시되는 바와 같이 제1, 제4 스위칭 소자(15a, 15d)가 온일 때, 제2, 제3 스위칭 소자(15b，15c)를 오프로 하고, 다음 기간에서 이들 동작을 반전시켜서 각 기간을 번갈아 발생시키는 것으로, 고주파 교류전압 방형파를 발생시키고 있다. 이 동작에 의해 생긴 고주파 교류전압 방형파는, 트랜스(16)로 승압되어, 전파 정류회로(17)를 통하여 출력된다. 컨버터 제어부(20)는, 소망하는 출력전압이 얻어지면, 인버터 회로(14)의 제1, 제4 스위칭 소자(15a，15d) 또는 제2, 제3 스위칭 소자(15b，15c)를 오프시키도록 제어한다. In general, a transformer for isolating the input side and the output side is used for the DC-DC converter. Further, the input DC voltage can be stepped up or stepped down in accordance with the turn ratio of the input side and the output side of the transformer. As a conventional DC-DC converter, for example, in a DC-DC converter disclosed in Patent Document 1, a transformer 16 for boosting is used. As shown in Fig. 4 (a) of Patent Document 1, when the first and fourth switching elements 15a and 15d are turned on, the DC-DC converter of this DC-DC converter supplies the second and third switching elements 15b and 15c Off, and reverses these operations in the next period to generate the alternating periods, thereby generating the high-frequency AC voltage square wave. The high frequency AC voltage square wave generated by this operation is stepped up by the transformer 16 and outputted through the full wave rectifying circuit 17. [ The converter control unit 20 controls the first and fourth switching elements 15a and 15d or the second and third switching elements 15b and 15c of the inverter circuit 14 to be turned off when a desired output voltage is obtained .

마찬가지로, 특허문헌 2의 도 7에 도시되는 DC-DC 컨버터에서는, 입력된 직류전압을 인버터(8)의 듀티비 제어에 의해 교류로 하고, 얻어진 교류를 트랜스(9)로 변압하여, 정류회로(10)를 통하여 직류전압을 출력하고 있다. 이 DC-DC 컨버터에서는, 입력전압의 변동에 따라서 인버터(8)의 듀티비를 변동시키고 있다. 이 특허문헌 2의 것에서는, 입력전압이 크게 변동한 경우에, 듀티비가 작게 되면 트랜스(9)의 손실이 크게 되어 버린다. 이 때문에, 특허문헌 2의 도 8에 도시되는 DC-DC 컨버터에서는, 인버터(8)의 앞에 강압회로(7)를 삽입시켜, 입력전압이 큰 경우에는 강압회로(7)를 동작시키고 있다. 또한, 특허문헌 2의 도 1에 도시되는 DC-DC 컨버터에서는, 접속절환회로(18)를 제공하여, 입력전압이 큰 경우에는 접속절환회로(18)를 통하여 출력전압을 낮추고 있다. Similarly, in the DC-DC converter shown in Fig. 7 of Patent Document 2, the input DC voltage is made to be AC by the duty ratio control of the inverter 8, the obtained AC is transformed to the transformer 9, 10 to output a DC voltage. In this DC-DC converter, the duty ratio of the inverter 8 is varied in accordance with the variation of the input voltage. According to the patent document 2, when the input voltage varies greatly, the loss of the transformer 9 becomes large when the duty ratio is small. Therefore, in the DC-DC converter shown in Fig. 8 of Patent Document 2, the step-down circuit 7 is inserted in front of the inverter 8, and the step-down circuit 7 is operated when the input voltage is large. In the DC-DC converter shown in Fig. 1 of Patent Document 2, the connection switching circuit 18 is provided so that the output voltage is lowered through the connection switching circuit 18 when the input voltage is large.

특허문헌 1: 특개2008-278723호 공보Patent Document 1: JP-A-2008-278723 특허문헌 2: 특개평11-187654호 공보Patent Document 2: JP-A-11-187654

그러나, 이들 상술한 DC-DC 컨버터에서는, 소망하는 출력전압으로 되었을 때에 전류가 아직 흐르고 있는 상태에서 인버터 회로의 스위치를 오프시키는 것으로 되어, 스위칭 손실이 생기는 문제가 있다. 또한, 광범위한 입출력 전압전류의 실현을 위하여, 인버터 내의 스위칭 소자를 듀티비 제어로 대응시키면 트랜스의 손실이 크게 되어, 트랜스의 손실을 저감시키기 위하여 강압회로나 절환회로를 제공하면 회로나 제어가 복잡하게 되는 문제가 있다. However, in these DC-DC converters described above, when the output voltage reaches a desired output voltage, the switch of the inverter circuit is turned off while the current still flows, which causes a problem of switching loss. Further, in order to realize a wide range of input and output voltage currents, if the switching elements in the inverter are matched by the duty ratio control, the loss of the transformer becomes large, and if a step-down circuit or a switching circuit is provided in order to reduce the loss of the transformer, There is a problem.

그래서 본 발명은, 광범위한 입출력 전압전류에 대응할 수 있고, 스위칭 손실을 저감시킨 컨버터 및 쌍방향 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a converter and a bidirectional converter that can cope with a wide range of input / output voltage currents and have a reduced switching loss.

본 발명에 관한 컨버터는, 1차 권선과 2차 권선을 갖는 트랜스, 역병렬 다이오드와 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 갖는 스위칭 소자를 상하 암으로 하여 제1 단자와 제2 단자 사이에 각각 병렬로 접속된 제1 레그와 제2 레그, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 일방의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상(上) 암 또는 하(下) 암의 일방의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제1 콘덴서, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제2 콘덴서를 갖고, 상기 1차 권선측에 접속되는 제1 회로, 브릿지 접속되는 일방향성 소자 중 적어도 2개의 상기 일방향성 소자는 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 포함하는 스위칭 소자가 각각 병렬로 접속되는 브릿지 접속 회로, 적어도 2개의 상기 스위칭 소자에 각각 병렬로 접속되는 제3 콘덴서와 제4 콘덴서를 갖고, 상기 2차 권선측에 접속되는 제2 회로, 상기 제1 레그의 상하 암의 접속점측과 상기 제2 레그의 상하 암의 접속점측과의 사이에 상기 1차 권선을 통하여 또는 상기 브릿지 접속 회로 내에서 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 접속점측과 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 다른 쪽의 접속점측과의 사이에 상기 2차 권선을 통하여 접속되는 인덕턴스 수단, 상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자를 조(group)로 하여 번갈아 온오프시켜서 상기 제1, 제2 단자측으로부터 입력되는 직류를 교류로 변환시켜서 상기 제1 회로로부터 출력시키고, 상기 조로 되는 스위칭 소자를 번갈아 온오프 제어함에 있어서, 온상태에 있는 상기 조로 되는 상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자 중, 상기 제1 콘덴서 또는 상기 제2 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 스위칭 소자를 먼저 오프시키는 제어회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. A converter according to the present invention includes a transformer having a primary winding and a secondary winding, a switching element having a switching element in which an inverse parallel diode and a parallel capacitor are connected in parallel, A first leg and a second leg connected in parallel to each other, one switching element of upper and lower arms of the first leg or the second leg, or a switching element of one of upper and lower arms of the first leg and the second leg, A first capacitor connected in parallel to one of the switching elements of the first and second legs, a second switching element of the upper and lower arms of the first leg or the second leg, A first circuit having a second capacitor connected in parallel to the switching element, the first circuit being connected to the primary winding side, the at least two unidirectional elements connected to the bridge, A second circuit having a third capacitor and a fourth capacitor connected in parallel to at least two of the switching elements, the fourth capacitor being connected to the secondary winding side; The one-directional elements are connected in series at the same polarity between the connection point side of the upper and lower arms of the first leg and the connection point side of the upper and lower arms of the second leg through the primary winding or in the bridge connection circuit Inductance means connected between the connection point side and the other connection point side connected in series at the same polarity to the one directional elements via the secondary winding, switching elements of the upper arm of the first or second legs The switching elements of the lower arm of the second or first leg are alternately turned on and off as a group so that the direct current inputted from the first and second terminal sides is converted into an alternating current And the first switching element and the second switching element are alternately turned on and off to control the first switching element and the second switching element of the first or second leg in the ON state, And a control circuit which first turns off the switching element to which the first condenser or the second condenser is connected in parallel among the switching elements of the lower arm of the leg.

본 발명의 컨버터 및 쌍방향 컨버터는, 광범위한 입출력 전압전류에 대응할 수 있어, 스위칭 손실을 저감할 수 있다. The converter and bidirectional converter of the present invention can cope with a wide range of input and output voltage currents, and can reduce the switching loss.

도 1은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 경우의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4) 및 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)의 구동신호의 일례를 나타내는 파형도이다.
도 3은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 경우의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4)의 전압, 전류 및 트랜스(11)의 여자전류의 일례를 나타내는 파형도이다.
도 4는 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 경우의 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)의 전압, 전류 및 일방향성 소자(D7, D8)의 전압, 전류의 일례를 나타내는 파형도이다.
도 5는 도 3의 파형도의 일부를 확대한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 경우에 각 타이밍에서 형성되는 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4) 간 측에 출력되는 전압을 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다 낮게하는 동작에서의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4) 및 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)의 구동신호를 나타내는 파형도의 일례이다.
도 8은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4)간 측에 출력되는 전압을 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다도 낮게 하는 동작에서의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4)의 전압, 전류 및 트랜스(11)의 여자전류의 일례를 나타내는 파형도이다.
도 9는 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4)간 측에 출력되는 전압을 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다도 낮게 하는 동작에서의 제2 회로(2)의 일방향성 소자(D5~D8)의 전압, 전류의 일례를 나타내는 파형도이다.
도 10은 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터에 있어서, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4)간 측에 출력되는 전압을 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다도 낮게 하는 동작에 관하여 각 타이밍에서 형성되는 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 쌍방향 컨버터의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a converter according to a first embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 when the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 are turned on and off in the converter according to the first embodiment of the present invention. And the driving signals of the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 are shown.
3 is a view showing the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 when the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 are turned on and off in the converter according to the first embodiment of the present invention. Current and the exciting current of the transformer 11. In Fig.
4 shows the relationship between the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 when turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 in the converter according to the first embodiment of the present invention, And voltage and current of the unidirectional elements D7 and D8, respectively.
5 is a waveform diagram showing a part of the waveform diagram of FIG. 3 enlarged.
6 is a circuit diagram formed at each timing when turning on / off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 in the converter according to the first embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of a converter according to the first embodiment of the present invention in which the voltage outputted to the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 is applied to the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 Of the first circuit 1 and the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 in the operation of making the output voltage lower than the output voltage obtained by the operation of turning on / Is an example of a waveform diagram.
8 is a circuit diagram of a converter according to the first embodiment of the present invention in which the voltage outputted to the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 is applied to the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 Current and the exciting current of the transformer 11 in the first circuit 1 in the operation of making the output voltage lower than the output voltage obtained by the operation of turning on and off the transformer 11 in the first circuit 1. Fig.
9 is a circuit diagram of a converter according to the first embodiment of the present invention in which the voltage outputted to the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 is supplied to the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 ) Of the unidirectional elements D5 to D8 of the second circuit 2 in the operation of making the output voltage lower than the output voltage obtained by the operation of turning on /
10 is a circuit diagram of a converter according to the first embodiment of the present invention in which the voltage outputted to the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 is applied to the switching elements S5, Quot; is lower than the output voltage obtained by the operation of turning on and off the " on "
11 is a configuration diagram of a bidirectional converter according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시형태는 본 발명의 일형태이고, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서의 이하의 실시형태 및 도면에서 부호가 동일한 구성요소는, 상호 동일한 것을 나타내는 것으로 한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are one form of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. In the following embodiments and drawings of the present specification, the same reference numerals denote the same elements.

(제1의 실시형태）　　(First Embodiment) Fig.

도 1 내지 도 6에 의해 본 발명에 관한 제1의 실시형태의 컨버터에 관하여 설명한다. 도 1에, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터의 구성도를 도시한다. 도 1에 도시되는 컨버터는, 트랜스(11), 트랜스(11)의 1차 권선(11a)측에 접속되는 제1 회로(1), 트랜스(11)의 2차 권선(11b)측에 접속되는 제2의 회로(2), 인덕턴스 수단(L), 제어회로(3)를 포함한다. 이 컨버터는, 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 입력되는 직류를 교류로 변환시켜서 제1 회로(1)로부터 출력하고, 트랜스(11)를 통하여 제2 회로(2)에서 교류를 직류로 변환시켜 출력측의 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 측으로 전력을 공급한다. A converter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 6. Fig. Fig. 1 shows a configuration diagram of a converter according to a first embodiment of the present invention. 1 includes a transformer 11, a first circuit 1 connected to the primary winding 11a side of the transformer 11, and a secondary winding 11b connected to the secondary winding 11b side of the transformer 11 A second circuit 2, an inductance means L, and a control circuit 3. This converter converts the direct current inputted from the first terminal T1 and the second terminal T2 side into AC and outputs it from the first circuit 1 and through the transformer 11 to the second circuit 2 Converts AC into direct current, and supplies power to the third terminal (T3) and the fourth terminal (T4) on the output side.

제1 단자(T1), 제2 단자에는 외부에서 부착되는 전원으로부터의 전력이 입력된다. 제1 단자(T1), 제2 단자(T2)의 사이에는 콘덴서(16)가 접속되어, 직류전압으로 된다. 또한 제1 단자(T1), 제2 단자 사이에는 제1 회로(1)가 접속되고, 제1 회로(1)는, 제1 레그(12) 및 제2 레그(13)의 상하 암을 스위칭 소자(S1~S4)로 구성한 풀 브릿지의 회로로 되어 있다. The first terminal T1 and the second terminal are supplied with power from an external power source. A capacitor 16 is connected between the first terminal T1 and the second terminal T2 to provide a DC voltage. The first circuit 1 is connected between the first terminal T1 and the second terminal and the upper and lower arms of the first leg 12 and the second leg 13 are connected to the switching element (S1 to S4).

제1 레그(12), 제2 레그(13)는, 제1 단자와 제2 단자 사이에 각각 병렬로 접속된다. 제1 레그(12)는, 스위칭 소자(S1, S2)를 상하 암으로 하고, 제2 레그(13)는 스위칭 소자(S3, S4)를 상하 암으로 한다. 도 1에서는, 스위치 소자(Q1~Q4)에 역병렬 다이오드(D1~D4)와 병렬 콘덴서(C1~C4)가 각각 병렬로 접속된 스위칭 소자(S1~S4)를 사용하고 있다. 요컨대, 역병렬 다이오드(D1~D4)는 스위칭 소자(S1~S4)의 내부 다이오드이고, 병렬 콘덴서(C1~C4)는 스위칭 소자(S1~S4)의 기생용량이다. The first leg 12 and the second leg 13 are connected in parallel between the first terminal and the second terminal, respectively. The first leg 12 has upper and lower arms as the switching elements S1 and S2 and the second leg 13 has upper and lower arms as the switching elements S3 and S4. In Fig. 1, switching elements S1 to S4, in which antiparallel diodes D1 to D4 and parallel capacitors C1 to C4 are connected in parallel to switch elements Q1 to Q4, respectively, are used. In short, the antiparallel diodes D1 to D4 are internal diodes of the switching elements S1 to S4, and the parallel capacitors C1 to C4 are the parasitic capacitances of the switching elements S1 to S4.

또한, 본 발명에 있어서는, 스위치 소자(Q1~Q4)에 병렬로 접속된 역병렬 다이오드(D1~D4)는, 도 1에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(S1~S4)의 내장 다이오드를 사용하여도 좋고, 스위칭 소자(S1~S4)와는 별도로 외부 부착된 다이오드를 사용하여도 좋고, 또는 이들 조합시켜도 좋다. 마찬가지로, 스위치 소자(Q1~Q4)에 병렬로 접속된 병렬 콘덴서(C1~C4)는, 도 1에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(S1~S4)의 기생용량을 사용하여도 좋고, 스위칭 소자(S1~S4)와는 별도로 외부 부착된 콘덴서를 사용하여도 좋고, 또는 이들 조합시켜도 좋다. In the present invention, the antiparallel diodes D1 to D4 connected in parallel to the switching elements Q1 to Q4 are connected in parallel to each other by using the built-in diodes of the switching elements S1 to S4 as shown in Fig. 1 A diode which is externally attached separately from the switching elements S1 to S4 may be used, or a combination thereof may be used. Similarly, the parallel capacitors C1 to C4 connected in parallel to the switching elements Q1 to Q4 may use the parasitic capacitances of the switching elements S1 to S4 as shown in Fig. 1 and the switching elements S1 And S4 may be externally attached, or a combination thereof may be used.

제1 콘덴서(Ca), 제2 콘덴서(Cb)는, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1와 S4) 또는 (S2와 S3) 중 먼저 오프시키는 스위칭 소자에 각각 병렬로 접속된다. 도 1에서는, 제1 콘덴서(Ca), 제2 콘덴서(Cb)를, 먼저 오프시키는 제2 레그(13)의 상하 암의 스위칭 소자(S3, S4)에 각각 병렬로 접속되어 있다. The first capacitor Ca and the second capacitor Cb are respectively connected in parallel to the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be turned or the switching elements to be turned off first among the switches S2 and S3. In Fig. 1, the first condenser Ca and the second condenser Cb are connected in parallel to the switching elements S3 and S4 of the upper and lower arms of the second leg 13 which are turned off first.

제2 회로(2)는, 일방향성 소자(D7, D8)와 2개의 스위칭 소자(S5, S6)를 포함하는 브릿지 접속 회로, 2개의 스위칭 소자(S5, S6)에 각각 병렬로 접속되는 제3 콘덴서(Cc)와 제4 콘덴서(Cd)를 갖고, 트랜스(11)의 2차 권선(11b)측에 접속된다. 도 1에서는, 일방향성 소자(D5, D6)와 병렬 콘덴서(C5, C6)가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자(Q5, Q6)를 포함하는 스위칭 소자(S5, S6)를 사용하고 있다. 또한, 동일 극성으로 직렬로 접속된 일방향성 소자(D5와 D6)와 직렬회로, 동일 극성으로 직렬로 접속된 일방향성 소자(D7,D8)의 직렬회로가, 각각 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)간 측에 병렬로 접속된다. The second circuit 2 includes a bridge connection circuit including unidirectional elements D7 and D8 and two switching elements S5 and S6 and a third connection circuit including three switching elements S5 and S6, And has a capacitor Cc and a fourth capacitor Cd and is connected to the secondary winding 11b side of the transformer 11. [ In Fig. 1, switching elements S5 and S6 including switch elements Q5 and Q6 to which unidirectional elements D5 and D6 and parallel capacitors C5 and C6 are connected in parallel are used. The series circuits of the unidirectional elements D5 and D6 connected in series at the same polarity and the unidirectional elements D7 and D8 connected in series at the same polarity are connected to the third terminals T3 and D6, 4 terminal T4 in parallel.

도 1에서는, 스위치 소자(Q5, Q6)에 역병렬 다이오드(D5, D6)와 병렬 콘덴서(C5, C6)가 각각 병렬로 접속된 스위칭 소자(S5, S6)를 사용하고 있다. 요컨대, 일방향성 소자(D5, D6)는 스위칭 소자(S5, S6)의 내부 다이오드이고, 병렬 콘덴서(C5, C6)는 스위칭 소자(S5, S6)의 기생용량이다. 또한, 본 발명에 있어서는, 일방향성 소자(D5, D6)는, 도 1에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(S5, S6)의 내장 다이오드를 사용하여도 좋고, 스위칭 소자(S5, S6)와는 별도로 외부 부착된 다이오드를 사용하여도 좋고, 또는 이들 조합시켜도 좋다. 마찬가지로, 병렬 콘덴서(C5, C6)는, 도 1에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(S5, S6)의 기생용량을 사용하여도 좋고, 스위칭 소자(S5, S6)와는 별도로 외부 부착된 콘덴서를 사용하여도 좋고, 또는 이들 조합시켜도 좋다. In Fig. 1, switching elements S5 and S6 in which antiparallel diodes D5 and D6 and parallel capacitors C5 and C6 are connected in parallel to switch elements Q5 and Q6, respectively, are used. In short, the unidirectional elements D5 and D6 are internal diodes of the switching elements S5 and S6, and the parallel capacitors C5 and C6 are parasitic capacitances of the switching elements S5 and S6. In the present invention, the unidirectional elements D5 and D6 may be internal diodes of the switching elements S5 and S6 as shown in Fig. 1, An attached diode may be used, or a combination thereof may be used. Likewise, the parallel capacitors C5 and C6 may use the parasitic capacitances of the switching elements S5 and S6 as shown in Fig. 1 and may use a capacitor externally attached separately from the switching elements S5 and S6 Or a combination thereof.

제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로 내에서, 일방향성 소자(D5, D6)가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 접속점측과 일방향성 소자(D7, D8)가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 다른 쪽의 접속점측에는, 트랜스(11)의 2차 권선(11b)이 접속된다. 또한, 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 사이에는 콘덴서(17)가 접속되어, 직류전압이 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 사이에 출력된다. In the bridge circuit of the second circuit 2, the connection point side in which the unidirectional elements D5 and D6 are connected in series with the same polarity and the other side in which the unidirectional elements D7 and D8 are connected in series with the same polarity The secondary winding 11b of the transformer 11 is connected. A capacitor 17 is connected between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 and a DC voltage is output between the third terminal T3 and the fourth terminal T4.

인덕턴스 수단(L)은, 제1 레그(12)의 상하 암의 접속점측과 제2 레그(13)의 상하 암의 접속점측에 트랜스(11)의 1차 권선(11a)을 통하여 접속된다. 이 인덕턴스 수단(L)은, 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로 내에서 일방향성 소자(D5, D6)가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 접속점측과 일방향성 소자(D7, D8)가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 다른 쪽의 접속점측에 트랜스(11)의 2차 권선(11b)을 통하여 접속시켜도 좋다. 또한, 도 1에서는, 인덕턴스 수단(L)의 일단이 제1 레그(12)의 상하 암의 접속점 측에, 타단이 트랜스(11)의 1차 권선(11a)측에 접속되지만, 인덕턴스 수단(L)의 일단을 제2 레그(13)의 상하 암의 접속점 측에, 타단을 트랜스(11)의 1차 권선(11a) 측에 접속시켜도 좋다. 인덕턴스 수단(L)이 2차 권선(11b)을 통하여 접속되는 경우도 동일하다. The inductance means L is connected to the connection point side of the upper and lower arms of the first leg 12 and the connection point of the upper and lower arms of the second leg 13 via the primary winding 11a of the transformer 11. The inductance means L is a circuit in which the connection point side where the unidirectional elements D5 and D6 are connected in series with the same polarity in the bridge connection circuit of the second circuit 2 and the unidirectional elements D7 and D8 have the same polarity And the secondary winding 11b of the transformer 11 may be connected to the other of the connection points connected in series. 1, one end of the inductance means L is connected to the connection point side of the upper and lower arms of the first leg 12 and the other end is connected to the primary winding 11a side of the transformer 11. The inductance means L May be connected to the connection point of the upper and lower arms of the second leg 13 and the other end to the primary winding 11a side of the transformer 11. [ The same applies to the case where the inductance means L is connected via the secondary winding 11b.

제어회로(3)는, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4), 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)에 각각 구동신호를 가하여, 각 스위칭 소자의 온오프 제어를 한다. 도 1의 컨버터는, 제1 레그(12) 또는 제2 레그(13)의 상 암의 스위칭 소자(S1 또는 S3)와 제2 레그(13) 또는 제1 레그(12)의 하 암의 스위칭 소자(S4 또는 S2)가 각각 일조로 되어 번갈아 온오프한다. 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S4) 중, 스위칭 소자(S4 또는 S1)를 먼저 오프시키고, 그 후에, 스위칭 소자(S1 또는 S4)를 나중에 오프시킨다. 마찬가지로, 다른 쪽의 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2, S3) 중, 스위칭 소자(S3 또는 S2)를 먼저 오프시키고, 그 후에, 스위칭 소자(S2 또는 S3)를 나중에 오프시킨다. The control circuit 3 applies a drive signal to the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 and the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 so as to control the ON / . The converter of Fig. 1 is constituted by the switching element S1 or S3 of the upper arm of the first leg 12 or the second leg 13 and the switching element S1 or S3 of the lower arm of the second leg 13 or the first leg 12, (S4 or S2) are turned on and off alternately. The switching element S4 or S1 among the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be turned off is turned off first and then the switching element S1 or S4 is turned off later. Similarly, among the switching elements S2 and S3 of the first circuit 1 as the other group, the switching element S3 or S2 is turned off first, and then the switching element S2 or S3 is turned off later.

도 1에 도시한 제2 회로(2)의 출력전압 검출수단(18)은, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4) 간에 출력되는 제2 회로(2)의 출력전압을 검출한다. 이 출력전압 검출치는 제어회로(3)에 입력된다. 제어회로(3)는, 출력전압 검출치에도 관하여 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4) 및 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시켜서, 제2 회로(2)의 출력전압을 제어한다. 예컨대, 제어회로(3)는, 출력전압 검출치를 부하조건에 따른 목표 전압치에 접근하도록 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4) 및 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)의 펄스 폭이나 주파수 등을 조절시키는 펄스 제어를 행한다. 제2 회로(2)의 출력전압 검출수단(18)은, 예컨대 출력측에 저항을 접속하고, 이 저항에 인가되는 전압을 검출한다. The output voltage detecting means 18 of the second circuit 2 shown in Fig. 1 detects the output voltage of the second circuit 2 outputted between the third terminal T3 and the fourth terminal T4. The output voltage detection value is input to the control circuit 3. The control circuit 3 turns on and off the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 and the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 with respect to the output voltage detection value, (2). For example, the control circuit 3 controls the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 and the switching elements S5, S5 of the second circuit 2 so that the output voltage detection value approaches the target voltage value according to the load condition, The pulse width and the frequency of the pulse signal S6 are adjusted. The output voltage detecting means 18 of the second circuit 2 connects a resistor to the output side, for example, and detects the voltage applied to the resistor.

제어회로(3)는, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 또는 S6)에 가하는 구동신호의 펄스 제어에 의해, 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 인덕턴스 수단(L)에 축적시키는 에너지량을 제어한다. 이 경우는, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1와 S4) 끼리 또는 스위칭 소자(S2와 S3) 끼리가 온상태에 있는 기간에, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 또는 S6)를 온상태로 시키는 것으로, 트랜스(11)의 2차 권선(11b) 측을 단락상태로 한다. 이에 의해, 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 입력되는 에너지를 인덕턴스 수단(L)에 축적시킨다. 이어, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1와 S4) 끼리 또는 스위칭 소자(S2와 S3) 끼리가 온상태를 계속하고 있는 기간에, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 또는 S6)를 오프 상태로 시킨다. 이에 의해, 인덕턴스 수단(L)에 축적시키고 있던 에너지가 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 측에 공급된다. The control circuit 3 controls the inductance L from the first terminal T1 and the second terminal T2 by pulse control of a driving signal applied to the switching element S5 or S6 of the second circuit 2, ) Of the fuel cell. In this case, in the period in which the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped or the switching elements S2 and S3 are in the on state, the switching elements S5 and / S6 are turned on to bring the secondary winding 11b side of the transformer 11 into a short-circuit state. Thus, the energy input from the first terminal (T1) and the second terminal (T2) is stored in the inductance means (L). The switching elements S5 and S5 of the second circuit 2 are turned on or off in the period in which the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped or the switching elements S2 and S3 are kept in the on state, S6 are turned off. Thereby, the energy stored in the inductance means L is supplied to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 side.

또한, 제어회로(3)는, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4)측 사이에 출력되는 전압을 상술한 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다도 낮게 하는 동작의 경우에, 제1 회로의 스위칭 소자를 펄스 제어하고, 또 제2 회로의 스위칭 소자(S5, S6)를 순방향으로 도통하지 않도록 동작시킨다. 구체적으로는, 제어회로(3)는, 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자(S1와 S4) 끼리 또는 스위칭 소자(S2와 S3) 끼리가 온상태에 있는 기간에, 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 입력되는 에너지를 인덕턴스 수단(L)을 통하여, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4) 측에 공급시키도록 제1 회로의 스위칭 소자를 펄스 제어하고, 또 제2 회로의 스위칭 소자(S5, S6)를 순방향으로 도통하지 않도록 동작시킨다. 이 동작에서는, 제어회로(3)는, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 및 S6)를 순방향으로 도통시키지 않기 때문에, 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로는, 일방향성 소자(D5~D8)가 도통하는 풀 브릿지의 정류회로로서 기능한다. The control circuit 3 also controls the voltage outputted between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 by the operation of turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 The switching element of the first circuit is pulse-controlled and the switching elements S5 and S6 of the second circuit are operated so as not to conduct in the forward direction. More specifically, the control circuit 3 determines whether or not the first terminals T1 and the second terminals T1 and T2 are in a state in which the switching elements S1 and S4 of the first circuit to be grouped or the switching elements S2 and S3 are in the on state, The switching element of the first circuit is pulse-controlled so that the energy input from the second terminal T2 side is supplied to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 side via the inductance means L, The two switching elements S5 and S6 are operated so as not to conduct in the forward direction. In this operation, since the control circuit 3 does not conduct the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 in the forward direction, the bridge circuit of the second circuit 2 is connected to the unidirectional elements D5 To D8 are connected to each other.

또한, 구동신호에 관해서는, 제1 회로(1)의 스위칭 소자, 제2 회로(2)의 스위칭 소자를 온시키기 위한 구동신호를 온신호, 오프시키기 위한 구동신호를 오프신호로 하여 하기 동작으로 설명한다. 구동신호로서는, 전압, 전류 등을 이용한다. 또한, 온신호, 오프신호 등은, 온, 오프의 기간 쭉 신호를 보내는 것이어도, 트리거로서 짧은 시간의 신호를 주는 것이어도 좋고, 특히 한정되지 않는다. With respect to the drive signal, the drive signal for turning on the switching element of the first circuit 1, the switching element for turning on the switching element of the second circuit 2, Explain. As the driving signal, a voltage, a current, or the like is used. The on-signal, off-signal, and the like may be either a signal for sending on or off periodically, or a signal for a short period of time as a trigger, and are not particularly limited.

이어서, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터의 동작의 일례에 관하여 설명한다. 먼저, 도 2 내지 도 6을 이용하여 컨버터의 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작을 행하는 경우에 관하여 설명한다. 도 2는, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4) 및 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)의 구동신호의 일례를 나타내는 파형도이다. 도 3은, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4)의 전압, 전류 및 트랜스(11)의 여자전류의 일례를 나타내는 파형도이다. 도 4는, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)의 전압, 전류 및 일방향성 소자(D7, D8)의 전압, 전류의 일례를 나타내는 파형도이다. 또한, 도 5는, 도 3의 파형도의 일부의 시간(Tｘ) 부분을 확대한 도이다. 도 6은, 각 타이밍에서 형성되는 회로도이다. 또한, 도 3 내지 도 5에 도시하는 전류 파형도에서는, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4), 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 순방향으로 흐르는 전류를 플러스로 하고, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4), 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 역방향으로 흐르는 전류 및 일방향성 소자(D7, D8)를 순방향으로 흐르는 전류를 마이너스로 하고 있다. Next, an example of the operation of the converter according to the first embodiment of the present invention will be described. First, a case of performing the operation of turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 of the converter will be described with reference to Figs. 2 to 6. Fig. 2 is a waveform diagram showing an example of drive signals of the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 and the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2. FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of the voltage and current of the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 and the excitation current of the transformer 11. Fig. 4 is a waveform diagram showing an example of the voltage and current of the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 and the voltage and current of the unidirectional elements D7 and D8. 5 is an enlarged view of a portion of time Tx in part of the waveform diagram of Fig. 6 is a circuit diagram formed at each timing. The current waveform diagrams shown in Figs. 3 to 5 show the currents flowing in the forward direction through the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 and the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 And the current flowing in the opposite direction to the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 and the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 and the unidirectional elements D7 and D8 in the forward direction And the flowing current is negative.

시각(t1)에서, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1 및 S4)에 온신호를제공하는 것으로 한다. 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6)의 온신호는, 시각(t1) 이전에 이미 제공되는 것으로 한다. 그렇게 하면, 스위치 소자(Q1, Q4) 및 스위치 소자(Q6)는 순방향으로 도통한다. 이 상태에서는, 도 6a에 도시되는 바와 같이, 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 공급되는 입력 전력에 의해, 전류가 제1 단자(T1) 측으로부터 스위치 소자(Q1), 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a), 스위치 소자(Q4), 제2 단자(T2) 측으로 흐른다. 트랜스(11)의 2차 권선(11b) 측에서는, 2차 권선(11b), 스위치 소자(Q6), 일방향성 소자(D8)를 통하여 전류가 흐르며, 2차 권선(11b) 측은 단락 상태로 된다. 이 때문에 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 공급되는 입력 전력에 의해, 인덕턴스 수단(L)에 에너지가 축적된다. 또한, 콘덴서(17)로부터는, 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 측으로 전력이 공급된다. At time t1, it is assumed that an ON signal is provided to the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped. It is assumed that the ON signal of the switching element S6 of the second circuit 2 is already provided before time t1. Then, the switch elements Q1 and Q4 and the switch element Q6 conduct in the forward direction. 6A, current is supplied from the first terminal T1 side to the switching elements Q1 and Q2 by the input power supplied from the first terminal T1 and the second terminal T2 side, To the inductance means L, the primary winding 11a, the switching element Q4, and the second terminal T2. Current flows through the secondary winding 11b, the switching element Q6 and the one-way element D8 on the side of the secondary winding 11b of the transformer 11 and the side of the secondary winding 11b is short-circuited. Therefore, energy is stored in the inductance means L by the input power supplied from the first terminal T1 and the second terminal T2. Power is supplied from the capacitor 17 to the third terminal T3 and the fourth terminal T4.

시각(t2)에서, 예컨대, 제2 회로의 출력전압 검출수단(18)에 의해 출력된 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 간의 전압검출치가 목표치에 근사하도록 제어회로(3)에서 정한 타이밍에서 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6)에 오프신호가 제공된 것으로 하면, 인덕턴스 수단(L)에 축적된 에너지에 의한 제2 회로(2)의 출력측으로의 공급이 개시된다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 트랜스(11)의 1차 권선(11a) 측은 시각(t1)으로부터 계속하여 동일 경로에서 전류가 흐르지만, 2차 권선(11b) 측에서는 스위치 소자(Q6)가 오프 상태로 된다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이 시각(t2)에서는, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6)에 큰 전류가 흐르는 상태에서 스위치 소자(Q6)를 오프시키기 때문에 스위칭 손실이 문제로 된다. 이 스위칭 손실을 줄이는 수단으로서, 스위칭 소자(S6)의 오프 시의 스위칭 소자(S6)의 양단 전압을 낮게 하는 것이 고려된다. At the time t2, for example, the control circuit 3 sets the voltage detection value between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 output by the output voltage detecting means 18 of the second circuit to approximate the target value Supply of the second circuit 2 to the output side by the energy stored in the inductance means L is started when the OFF signal is provided to the switching element S6 of the second circuit 2 at the predetermined timing. 6B, on the primary winding 11a side of the transformer 11, current continues to flow in the same path from the time t1, but on the secondary winding 11b side, the switching element Q6 is in the OFF state . As shown in Fig. 4, at this time t2, the switching element Q6 is turned off in a state where a large current flows in the switching element S6 of the second circuit 2, which causes a problem of switching loss. As a means for reducing the switching loss, it is considered to lower the voltage across the switching element S6 when the switching element S6 is turned off.

본 발명에서는, 스위치 소자(Q6)에 대하여 병렬 콘덴서(C6)와 제4 콘덴서(Cd)를 병렬로 접속하여 콘덴서의 용량을 크게 하고 있다. 마찬가지로, 스위치 소자(Q5)에 대하여 병렬 콘덴서(C5)와 제3 콘덴서(Cc)를 병렬로 접속하여 콘덴서의 용량을 크게 하고 있다. 시각(t2)에서 스위치 소자(Q6)가 오프하면, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 2차 권선(11b) 측에서는, 오프한 스위치 소자(Q6)에 병렬로 접속된 병렬 콘덴서(C6) 및 제4 콘덴서(Cd)를 충전하는 방향으로, 전류가 2차 권선(11b)으로부터 병렬 콘덴서(C6) 및 제4 콘덴서(Cd), 일방향성 소자(D8)를 흐른다. 한편, 병렬 콘덴서(C5) 및 제4 콘덴서(Cd)로부터는, 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)측, 일방향성 소자(D8), 2차 권선(11b)을 통하여 방전 전류가 흐른다. 콘덴서 용량을 크게하는 것에 의해, 병렬 콘덴서(C6) 및 제4 콘덴서(Cd), 병렬 콘덴서(C5) 및 제3 콘덴서(Cc)의 충방전 동작에 의한 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6)의 양단전압의 상승을 완만하게 할 수 있다. 이 때문에, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6)의 오프 시의 스위칭 손실을 저감시킬 수 있다. In the present invention, the parallel capacitor C6 and the fourth capacitor Cd are connected in parallel to the switch element Q6 to increase the capacitance of the capacitor. Similarly, the parallel capacitor C5 and the third capacitor Cc are connected in parallel to the switch element Q5 to increase the capacity of the capacitor. When the switch element Q6 is turned off at the time t2, the parallel capacitor C6 connected in parallel with the switch element Q6 turned off and the fourth capacitor C2 connected in parallel with the switch element Q6 are turned off at the secondary winding 11b side, A current flows from the secondary winding 11b through the parallel capacitor C6 and the fourth capacitor Cd and the unidirectional element D8 in the direction of charging the capacitor Cd. On the other hand, a discharge current flows from the parallel capacitor C5 and the fourth capacitor Cd through the third terminal T3, the fourth terminal T4 side, the unidirectional element D8, and the secondary winding 11b Flows. The switching element S6 of the second circuit 2 by the charging and discharging operation of the parallel capacitor C6 and the fourth capacitor Cd, the parallel capacitor C5 and the third capacitor Cc is increased by increasing the capacitor capacity. The rise of the voltage across both ends can be made gentle. Therefore, the switching loss at the time of turning off the switching element S6 of the second circuit 2 can be reduced.

시각(t3)에서 제2 회로(2)의 병렬 콘덴서(C6) 및 제4 콘덴서(Cd)와 병렬 콘덴서(C5) 및 제3 콘덴서(Cc)와의 충방전이 끝나면, 도 6c에 도시하는 바와 같이, 일방향성 소자(D5)가 도통한다. 2차 권선(11b) 측의 전류는, 2차 권선(11b)으로부터, 일방향성 소자(D5), 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 측, 일방향성 소자(D8)를 통하여 흐른다. 상술한 시각(t1)으로부터 시각(t2)의 사이에 인덕턴스 수단(L)에 축적된 에너지가 제2 회로(2)의 출력측으로 공급된다. 또한, 상술한 인덕턴스 수단(L)에 축적된 에너지에 의한 제2 회로(2) 출력측으로의 공급에서는, 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)의 먼저 접속되는 부하로의 공급 이외에, 시각(t1)으로부터 시각(t2)의 사이에 방전된 콘덴서(17)를 충전한다. 또한, 1차 권선(11a) 측의 전류는, 시각(t1)으로부터 스위치 소자(Q4)가 오프하는 시각(t4)까지의 기간은 동일 전류경로에서 계속 흐른다.  When the charging and discharging of the parallel capacitor C6 and the fourth capacitor Cd, the parallel capacitor C5 and the third capacitor Cc of the second circuit 2 are completed at time t3, , And the unidirectional element D5 conducts. The current on the secondary winding 11b flows from the secondary winding 11b through the unidirectional element D5, the third terminal T3, the fourth terminal T4 side, and the unidirectional element D8 . The energy stored in the inductance means L is supplied to the output side of the second circuit 2 between the time t1 and the time t2 described above. In addition to the supply to the load connected first to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 in the supply to the output side of the second circuit 2 by the energy stored in the inductance means L described above, The capacitor 17 discharged during the period from the time t1 to the time t2 is charged. The current on the primary winding 11a side continues to flow in the same current path for a period from the time t1 to the time t4 when the switching element Q4 is turned off.

시각(t4)에서, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S4) 중, 먼저 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4)에 제어회로(3)로부터 오프신호가 제공된다. 이 때문에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 전류치가 비교적 큰 상태에서 스위치 소자(Q4) 오프하기 때문에, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4)의 오프 시에 스위칭 손실이 생긴다. 이 스위칭 손실을 줄이는 수단으로서, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4)의 오프 시의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4)의 양단전압을 낮게 하는 것이 고려된다. At time t4, an off signal is provided from the control circuit 3 to the switching element S4 of the first circuit 1 which turns off first among the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped do. Therefore, as shown in Fig. 3, since the switch element Q4 is turned off in a state where the current value is relatively large, a switching loss occurs when the switching element S4 of the first circuit 1 is turned off. As a means for reducing the switching loss, it is considered to lower the voltage across the switching element S4 of the first circuit 1 when the switching element S4 of the first circuit 1 is turned off.

본 발명에서는, 스위치 소자(Q4)에 대하여 병렬 콘덴서(C4) 외에 제2 콘덴서(Cb)도 병렬로 접속하여 콘덴서의 용량을 크게 하고 있다. 마찬가지로, 스위치 소자(Q3)에 대하여 병렬 콘덴서(C3) 외에 제1 콘덴서(Ca)도 병렬로 접속하여 콘덴서의 용량을 크게 하고 있다. 이 때문에, 시각(t4)에서 스위치 소자(Q4)가 오프하면, 도 6d에 도시하는 바와 같이, 1차 권선(11a) 측에서는, 오프한 스위치 소자(Q4)에 병렬로 접속된 병렬 콘덴서(C4) 및 제2 콘덴서(Cb)를 충전하는 방향으로, 전류가 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a), 병렬 콘덴서(C4) 및 제2 콘덴서(Cb), 제2 단자(T2), 제1 단자(T1) 측으로부터 스위치 소자(Q1)를 통하여 흐른다. 한편, 병렬 콘덴서(C3) 및 제1 콘덴서(Ca)로부터는, 스위치 소자(Q1), 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a)을 통하여 방전전류가 흐른다. 콘덴서 용량을 크게 하는 것으로, 병렬 콘덴서(C4) 및 제2 콘덴서(Cb), 병렬 콘덴서(C3) 및 제1 콘덴서(Ca)의 충방전 동작 에 의한 스위칭 소자(S4)의 양단 전압 상승을 완만하게 할 수 있다. 따라서, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4)의 오프 시의 스위칭 손실을 저감시킬 수 있다. In the present invention, in addition to the parallel capacitor C4, the second capacitor Cb is connected in parallel to the switch element Q4 to increase the capacitance of the capacitor. Similarly, in addition to the parallel capacitor C3, the first capacitor Ca is also connected in parallel to the switch element Q3 to increase the capacity of the capacitor. 6D, when the switch element Q4 is turned off at the time t4, the parallel capacitor C4 connected in parallel to the switch element Q4 which is turned off at the primary winding 11a side, The primary winding 11a, the parallel capacitor C4 and the second capacitor Cb, the second terminal T2 and the first capacitor Cb in the direction of charging the first capacitor Cb and the second capacitor Cb, And flows from the terminal T1 side through the switch element Q1. On the other hand, a discharge current flows from the parallel capacitor C3 and the first capacitor Ca through the switch element Q1, the inductance means L and the primary winding 11a. By increasing the capacitor capacity, it is possible to gently increase the voltage across both ends of the switching element S4 by the charge / discharge operation of the parallel capacitor C4, the second capacitor Cb, the parallel capacitor C3 and the first capacitor Ca can do. Therefore, the switching loss at the time of turning off the switching element S4 of the first circuit 1 can be reduced.

시각(t5)에서 병렬 콘덴서(C3) 및 제1 콘덴서(Ca)의 방전, 병렬 콘덴서(C4) 및 제2 콘덴서(Cb)의 충전이 끝나면, 도 6e에 도시하는 바와 같이, 스위치 소자(Q3)에 병렬로 접속된 역병렬 다이오드(D3)가 도통한다. 1차 권선(11a) 측에서는, 인덕턴스 수단(L)에 축적된 에너지 및 트랜스(11)의 여자 전류에 의해, 시각(t5)의 직전에 1차 권선(11a), 인덕턴스 수단(L)에 흐르고 있던 전류와 동일 방향으로, 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a)으로부터 역병렬 다이오드(D3), 스위치 소자(Q1)를 통하여 전류가 흐른다. 또한, 2차 권선(11b) 측의 전류는, 시각(t3)으로부터 계속하여 2차 권선(11b), 일방향성 소자(D5), 제3 단자(T3)측, 제4 단자(T4)측, 일방향성 소자(D8)를 통하여 흐르고 있다. 이 2차 권선(11b) 측의 전류경로에 흐르는 기간은, 일방향성 소자(D5)의 도통시로부터 후에 일방향성 소자(D5)로 흐르는 전류가 거의 제로로 되기까지 계속된다. When the discharging of the parallel capacitor C3 and the first condenser Ca and the charging of the parallel condenser C4 and the second condenser Cb are finished at time t5, Parallel diodes D3 connected in parallel to each other. On the primary winding 11a side, the energy stored in the inductance means L and the exciting current of the transformer 11 are supplied to the primary winding 11a and the inductance means L flowing immediately before the time t5 Current flows in the same direction as the current through the inductance means L, the primary winding 11a, the antiparallel diode D3, and the switching element Q1. The current on the secondary winding 11b side continues from the time t3 to the secondary winding 11b, the unidirectional element D5, the third terminal T3 side, the fourth terminal T4 side, And flows through the unidirectional element D8. The period of time during which the current flows through the current path on the side of the secondary winding 11b continues until the current flowing from the conduction state of the one-way element D5 to the one-direction element D5 becomes substantially zero.

시각(t6)에서는, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S4) 중, 후에 오프시키는 스위칭 소자(S1)의 구동신호를 오프신호로 한다. 스위치 소자(Q1)가 오프하기 때문에, 시각(t6)의 직전에 흐르고 있던 트랜스의 여자 전류에 의해, 1차 권선(11a)으로부터 역병렬 다이오드(D3), 병렬 콘덴서(C1), 인덕턴스 수단(L)을 통하여 전류가 흘러, 병렬 콘덴서(C1)를 충전한다. 한편, 병렬 콘덴서(C2)로부터는, 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a), 역병렬 다이오드(D3), 제1 단자(T1) 측, 제2 단자(T2) 측을 통하여 방전전류가 흐른다. 이때, 스위치 소자(Q1)에 전류가 아직 흐르고 있는 상태에서 오프시키는 것으로 되지만, 이 전류를, 매우 값이 작은 트랜스(11)의 여자전류로 할 수 있다. 따라서, 스위칭 소자(S1)는 나중에 오프시키는 것으로 오프 시의 전류값을 적게 할 수 있기 때문에, 먼저 오프시키는 스위치 소자(Q4)의 오프 시와 비교하여, 스위칭 손실을 작게 할 수 있다. At time t6, among the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped, the driving signal of the switching element S1 to be turned off later turns off. Parallel capacitor C1, inductance means L (inductance), and inductance L (inductance) from the primary winding 11a by the exciting current of the transformer flowing immediately before the time t6 since the switching element Q1 is turned off. And the parallel capacitor C1 is charged. On the other hand, a discharge current flows from the parallel capacitor C2 through the inductance means L, the primary winding 11a, the antiparallel diode D3, the first terminal T1 side, and the second terminal T2 side Flows. At this time, the current is still turned off in the switch element Q1, but this current can be used as the exciting current of the transformer 11 with a very small value. Therefore, since the switching element S1 is turned off later, the current value at the time of off can be reduced, so that the switching loss can be made smaller than when the switching element Q4 is turned off first.

시각(t7)에서 병렬 콘덴서(C1, C2)의 충방전이 끝나면, 도 6g에 도시하는 바와 같이, 역병렬 다이오드(D2)가 도통한다. 1차 권선(11a) 측에서는 트랜스(11)의여자전류에 의해, 시각(t7)의 직전에 1차 권선(11a)에 흐르고 있던 전류와 동일 방향으로, 1차 권선(11a)으로부터, 역병렬 다이오드(D3), 제1 단자(T1) 측, 제2 단자(T2) 측, 역병렬 다이오드(D2), 인덕턴스 수단(L)을 통하여 전류가 흐른다. 또한, 2차 권선(11b) 측의 전류는, 시각(t3)으로부터 계속하여 2차 권선(11b), 일방향성 소자(D5), 제3 단자(T3)측, 제4 단자(T4)측, 일방향성 소자(D8)를 통하여 흐르고 있다. 이 2차 권선(11b) 측의 전류경로에 흐르는 기간은, 일방향성 소자(D5)의 도통시로부터 후에 일방향성 소자(D5)로 흐르는 전류가 거의 제로로 되기까지 계속된다. When charging and discharging of the parallel capacitors C1 and C2 are completed at time t7, the antiparallel diode D2 is turned on as shown in Fig. 6G. On the primary winding 11a side, the exciting current of the transformer 11 causes the primary winding 11a to emit a current from the primary winding 11a in the same direction as the current flowing in the primary winding 11a immediately before the time t7, Current flows through the second terminal D3, the first terminal T1 side, the second terminal T2 side, the antiparallel diode D2, and the inductance means L. The current on the secondary winding 11b side continues from the time t3 to the secondary winding 11b, the unidirectional element D5, the third terminal T3 side, the fourth terminal T4 side, And flows through the unidirectional element D8. The period of time during which the current flows through the current path on the side of the secondary winding 11b continues until the current flowing from the conduction state of the one-way element D5 to the one-direction element D5 becomes substantially zero.

시각(t8)에서 다른 쪽의 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2, S3)의 구동신호를 온신호로 한다. 도 6h에 도시하는 바와 같이, 1차 권선(11a) 측에서는, 스위치 소자(Q2) 및 스위치 소자(Q3)가 순방향으로 도통하여, 제1 단자(T1) 측, 스위치 소자(Q3), 1차 권선(11a), 인덕턴스 수단(L), 스위치 소자(Q2), 제2 단자(T2) 측을 통하여 전류가 흐른다. 2차 권선(11b) 측에서는, 시각(t8)보다 이전에 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5)의 구동신호에 온신호가 제공되어 있어, 시각(t8)에는 스위치 소자(Q5)가 순방향으로 도통할 수 있는 상태로 되어 있다. 이 때문에, 스위치 소자(Q5)가 순방향으로 도통하면, 2차 권선(11b)으로부터, 역병렬 다이오드(D7), 스위치 소자(Q5)를 통하여 전류가 흘러, 2차 권선(11b) 측은 단락상태로 된다. 따라서, 제1 단자(T1), 제2 단자(T2) 간으로부터 입력된 전력에 의해 인덕턴스 수단(L)에 에너지가 축적된다. And the drive signals of the switching elements S2 and S3 of the first circuit 1 to be the other group at time t8 are turned on. 6H, on the primary winding 11a side, the switch element Q2 and the switch element Q3 are conducted in the forward direction, and the first terminal T1 side, the switch element Q3, the primary winding 11a, Current flows through the first terminal 11a, the inductance means L, the switch element Q2, and the second terminal T2 side. On the secondary winding 11b side, the ON signal is supplied to the drive signal of the switching element S5 of the second circuit 2 before the time t8, and at the time t8, the switch element Q5 is in the forward direction As shown in Fig. Therefore, when the switching element Q5 conducts in the forward direction, current flows from the secondary winding 11b through the antiparallel diode D7 and the switching element Q5, and the side of the secondary winding 11b is short-circuited do. Accordingly, energy is accumulated in the inductance means L by the power input from the first terminal T1 and the second terminal T2.

본 발명에서는, 시각(t8)의 직전에, 스위치 소자(Q2，Q3)에 각각 병렬로 접속되는 역병렬 다이오드(D2，D3)가 도통하고 있기 때문에, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2，S3)는 온 시에 제로 전압 스위칭을 실현시킬 수 있다. In the present invention, since the antiparallel diodes D2 and D3 connected in parallel to the switching elements Q2 and Q3 are energized immediately before the time t8, as shown in Fig. 5, The switching elements S2 and S3 of the switching element 1 can realize zero voltage switching on.

또한, 시각(t8)의 직전에 스위치 소자(Q5)에 병렬의 일방향성 소자(D5)가 도통되어 있기 때문에, 스위치 소자(Q5)는 제로 전압으로 온시킬 수 있다. 또한, 스위치 소자(Q5)의 제로 전압 스위칭을 실현시키기 위해서는, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5)의 구동신호인 온신호는, 일방향성 소자(D5)가 도통되어 있는 기간인 시각(t3)으로부터 시각(8)의 기간에 제공하여 두면 좋다. Since the unidirectional element D5 in parallel to the switching element Q5 is conducted immediately before the time t8, the switching element Q5 can be turned on at the zero voltage. In order to realize the zero voltage switching of the switching element Q5, the ON signal, which is the driving signal of the switching element S5 of the second circuit 2, is a time period during which the one-way element D5 is conducting t3) to the time (8).

시각(t8) 후의 다른 쪽의 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2, S3)의 동작에 관해서는, 상술한 조로 되는 스위칭 소자(S1, S4)의 시각(t1)으로부터 시각(t8)과 마찬가지로 동작시킨다. 즉, 스위치 소자(Q2) 및 스위치 소자(Q3)가 도통하고 있는 기간에, 예컨대, 제2 회로(2)의 출력측인 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 간의 전압검출치가 소정치로 되도록 제어회로(3)에서 정한 타이밍에서 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5)에 오프신호를 제공한다. 이에 의해, 인덕턴스 수단(L)에 축적된 에너지를 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 측에 공급한다. 그 후, 조로 되는 스위칭 소자(S2, S3) 중 제1 콘덴서(Ca)가 병렬로 접속된 스위치 소자(Q3)를 먼저 오프시켜, 후에 스위치 소자(Q2)를 오프시킨다. The operation of the switching elements S2 and S3 of the first circuit 1 as the other set after time t8 is the same as the operation of the switching elements S1 and S4 in the above- ). The voltage detection value between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 which is the output side of the second circuit 2 is a predetermined value in a period during which the switching element Q2 and the switching element Q3 are conducting, Signal to the switching element S5 of the second circuit 2 at the timing set by the control circuit 3 so that the switching element Q1 is turned on. Thereby, the energy stored in the inductance means L is supplied to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 side. Thereafter, the switch element Q3 to which the first condenser Ca is connected in parallel among the set of the switching elements S2 and S3 is first turned off, and then the switch element Q2 is turned off later.

또한, 본 발명에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 후에 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2)가 직렬로 접속되어 있다. 이 후에 오프시키는 스위칭 소자(S1, S2)에 관하여 제로 전압 스위칭을 실현시키기 위하여, 예컨대, 스위칭 소자(S1)를 오프시키는 경우, 이것과 동일한 제1 레그에 있는 다른 쪽의 하 암의 스위칭 소자(S2)의 양단전압을 제로로 낮추고 나서 스위치 소자(Q2)에 온신호를 제공한다. 여기서, 스위치 소자(Q1)에 오프신호를 제공하고 나서 스위치 소자(Q2)에 온신호를 제공하기까지의 기간, 즉 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간을 Td로 한다. In the present invention, as shown in Fig. 1, the switching elements S1 and S2 of the first circuit 1 to be turned off later are connected in series. In order to realize the zero voltage switching with respect to the switching elements S1 and S2 to be turned off after this, for example, when the switching element S1 is turned off, the other lower arm switching element in the first leg S2 to zero and then provides an on signal to switch element Q2. Here, Td is a period from when the OFF signal is supplied to the switch element Q1 to when the ON element is provided to the switch element Q2, that is, a period in which both the switching elements S1 and S2 are turned off.

이 스위칭 소자(S2)의 양단전압을 제로로 낮추는, 요컨대 콘덴서(C2) 전압이 제로로 되기까지 방전시키는 방전동작은 상술한 여자전류가 흐르는 것에 의한다. 따라서, 후에 오프시키는 스위칭 소자(S2)의 제로 전압 스위칭을 실현시키기 위해서는, 먼저 여자전류를 스위칭 소자(S2)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있는 크기로 할 필요가 있다. 또한, 여자전류에 의해 스위칭 소자(S2)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있도록 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)을 제공할 필요가 있다. 후에 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1)에 관하여, 제로 전압 스위칭을 실현시키는 경우도 동일하다. 스위칭 소자(S1)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있도록 하는 크기의 여자전류와 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)을 제공할 필요가 있다. The discharging operation for lowering the voltage across the switching element S2 to zero, in other words, discharging the capacitor C2 until the voltage of the capacitor C2 becomes zero, is caused by the above-mentioned exciting current flowing. Therefore, in order to realize the zero voltage switching of the switching element S2 to be turned off later, it is necessary to first set the exciting current to a magnitude capable of lowering the voltage across the switching element S2 to zero. It is also necessary to provide a period Td during which the switching elements S1 and S2 are both turned off so that the voltage across the switching element S2 can be lowered to zero by the exciting current. The same applies to the case where zero voltage switching is realized with respect to the switching element S1 of the first circuit 1 to be turned off later. It is necessary to provide a period Td during which both the exciting current of a magnitude capable of lowering both terminals of the switching element S1 to zero and the switching elements S1 and S2 are turned off altogether.

또한, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)을 큰 값으로 설정하면, 스위칭 소자(S1 또는 S2)의 양단전압이 제로까지 낮아진 후에 다시 전압이 상승하여 버리는, 요컨대 콘덴서(C1 또는 C2)가 제로까지 방전된 후에 충전되어 버리는 일이 있다. 이 때문에, 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)은, 스위칭 소자(S1 또는 S2)의 양단전압이 제로까지 낮아지는 기간 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 후에 오프시키는 스위치 소자(Q1，Q2)에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량의 병렬 콘덴서(C1，C2)는, 스위칭 소자(S1, S2) 내장의 기생용량인 경우 등 작은 용량치로 되어, 부품에 따라서는 불균일이 있다. 이 때문에, 스위칭 소자(S1, S2) 내장의 기생용량에 별도로 부착한 콘덴서를 병렬로 접속시켜, 이들 합성용량을 상기 병렬 콘덴서(C1，C2)로 하여도 좋다. If the period Td during which the switching elements S1 and S2 of the first circuit 1 are commonly turned off is set to a large value, the voltages across the switching elements S1 and S2 decrease to zero, In other words, the capacitor C1 or C2 may be discharged after being discharged to zero. Therefore, the period Td during which the switching elements S1 and S2 are both turned off is preferably set to a period in which the voltage across the switching element S1 or S2 decreases to zero. The parallel capacitors C1 and C2 having capacitors of capacitors connected in parallel to the switch elements Q1 and Q2 to be turned off later have small capacitances such as in the case of parasitic capacitances built in the switching elements S1 and S2, But there are some variations. Therefore, capacitors separately attached to the parasitic capacitors included in the switching elements S1 and S2 may be connected in parallel, and these combined capacitances may be used as the parallel capacitors C1 and C2.

이어서, 도 1의 컨버터 회로도 및 도 7 내지 도 10을 이용하여, 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4)간 측에 출력되는 전압을 상술한 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다도 낮게 하는 경우에, 제2 회로(2)를 풀 브릿지의 정류회로로 하여 기능시키는 동작에 관하여 설명한다. 도 7은 이 동작에서의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4) 및 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5,S6) 구동신호의 여자전류의 일례를 도시하는 파형도이다. 도 8은 이 동작에서의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4)의 전압, 전류 및 트랜스(11)의 여자전류의 일례를 나타내는 파형도이다. 도 9는, 이 동작에서의 제2 회로(2)의 일방향성 소자(D5~D8)의 전압, 전류의 일례를 나타내는 파형도이다. 또한, 도 10은, 본 발명의 제1의 실시형태에 관한 컨버터의 이 동작에 관하여 각 타이밍에서 형성되는 회로도이다. 또한, 도 8, 도 9에 도시하는 전류 파형에서는, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4)를순방향으로 흐르는 전류를 플러스로 하고, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4)를 역방향으로 흐르는 전류 및 일방향성 소자(D5~D8)를 순방향으로 흐르는 전류를 마이너스로 하고 있다. Subsequently, the voltage output on the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 is switched to the switching element S5 of the second circuit 2 described above by referring to the converter circuit diagram of Fig. 1 and Figs. 7 to 10 , S6), the second circuit 2 functions as a rectifying circuit of a full bridge. 7 is a waveform diagram showing an example of the exciting current of the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 and the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 in this operation. 8 is a waveform diagram showing an example of the voltage, current, and exciting current of the transformer 11 of the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 in this operation. 9 is a waveform diagram showing an example of voltage and current of the unidirectional elements D5 to D8 of the second circuit 2 in this operation. 10 is a circuit diagram formed at each timing with respect to this operation of the converter according to the first embodiment of the present invention. 8 and 9, the current flowing in the forward direction of the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 is positive and the current flowing through the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 is positive, S4 in the forward direction and the current flowing in the forward direction in the one-directional elements D5 to D8 in the negative direction.

이 동작의 경우는, 도 1의 컨버터 회로는, 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로는 일방향성 소자(D5~D8)가 도통하는 풀 브릿지의 정류회로로서 기능한다. 이 때문에, 실시형태 1의 컨버터는 적어도 제2 회로(2)는 일방향성 소자(D5~D8)가 있으면 좋기 때문에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 및 S6)의 구동신호에는 온신호는 가하고 있지 않다. In this operation, in the converter circuit of Fig. 1, the bridge connection circuit of the second circuit 2 functions as a full-bridge rectifier circuit in which the unidirectional elements D5 to D8 are conducted. Therefore, the converter of the first embodiment requires at least the second circuit 2 to have the unidirectional elements D5 to D8. Therefore, as shown in Fig. 7, the switching elements S5 and S5 of the second circuit 2, The ON signal is not applied to the drive signal of S6.

시각(t21)은, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1 및 S4)에 온신호에 온신호을 가하는 시점이다. 이때, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 및 S6)에는 온신호는 가하지 않는다. 도 10a에 도시하는 바와 같이, 트랜스(11)의 1차 권선(11a) 측에서는, 전류가 제1 단자(T1) 측으로부터, 스위치 소자(Q1), 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a), 스위치 소자(Q4), 제2 단자(T2) 측으로 흐른다. 트랜스(11)의 2차 권선(11b) 측에서는, 2차 권선(11b)으로부터, 일방향성 소자(D5), 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)측으로부터, 일방향성 소자(D8)를 통하여 전류가 흐른다. 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 공급되는 입력 전력은, 인덕턴스 수단(L)을 통하여 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 측으로 공급된다. The time t21 is a time point when the ON signal is applied to the ON signal to the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped. At this time, the ON signal is not applied to the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2. [ 10A, on the primary winding 11a side of the transformer 11, current flows from the first terminal T1 side through the switching element Q1, the inductance means L, the primary winding 11a, The switch element Q4, and the second terminal T2. On the secondary winding 11b side of the transformer 11, the unidirectional element D8 is provided from the secondary winding 11b to the unidirectional element D5, the third terminal T3, and the fourth terminal T4, Current flows. The input power supplied from the first terminal T1 and the second terminal T2 is supplied to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 through the inductance means L. [

시각(t22)에서, 예컨대, 제2 회로의 출력전압 검출수단(18)으로 검출된 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 간의 전압검출치가 목표치에 근사하도록, 제어회로(3)는, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S4) 중 먼저 오프시키는 스위칭 소자(S4)에 오프신호를 가한다. 이 때문에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 전류치가 비교적 큰 상태에서 스위치 소자(Q4)가 오프하기 때문에, 스위칭 소자(S4)의 오프 시에 스위칭 손실이 생긴다. 본 발명에서는, 상술한 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 설명한 바와 같이, 스위치 소자(Q4)에 대하여 병렬 콘덴서(C4) 외에 제2 콘덴서(Cb)도 병렬로 접속하여 콘덴서의 용량을 크게 하고 있다. 마찬가지로, 스위치 소자(Q3)에 대하여 병렬 콘덴서(C3) 외에 제1 콘덴서(Ca)도 병렬로 접속하여 콘덴서의 용량을 크게 하고 있다. At the time t22, for example, the control circuit 3 sets the voltage detection value between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 detected by the output voltage detecting means 18 of the second circuit to approximate the target value , The off signal is applied to the switching element S4 which first turns off among the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be set. Therefore, as shown in Fig. 8, since the switch element Q4 is turned off in a state where the current value is relatively large, a switching loss occurs when the switching element S4 is turned off. In the present invention, the second capacitor Cb is connected to the switch element Q4 in addition to the parallel capacitor C4, as described in the operation for turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 The capacitors are connected in parallel to increase the capacitance of the capacitors. Similarly, in addition to the parallel capacitor C3, the first capacitor Ca is also connected in parallel to the switch element Q3 to increase the capacity of the capacitor.

이 때문에, 시각(t22)에서 스위치 소자(Q4)가 오프하면, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 1차 권선(11a) 측에서는, 오프한 스위치 소자(Q4)에 병렬로 접속된 병렬 콘덴서(C4) 및 제2 콘덴서(Cb)를 충전하는 방향으로, 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a), 병렬 콘덴서(C4) 및 제2 콘덴서(Cb), 제2 단자(T2), 제1 단자(T1) 측으로부터 스위치 소자(Q1)를 통하여 전류가 흐른다. 한편, 병렬 콘덴서(C3) 및 제1 콘덴서(Ca)으로부터는, 스위치 소자(Q1) 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a)을 통하여 방전전류가 흐른다. 먼저 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4, S3)에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량을 크게 하고, 스위칭 소자(S4)의 양단전압의 상승을 완만하게 하는 것으로, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4)의 오프 시의 스위칭 손실을 저감시키고 있다. Therefore, when the switching element Q4 is turned off at the time t22, the parallel capacitor C4 connected in parallel to the switching element Q4 which is turned off on the primary winding 11a side, as shown in Fig. 10B, The primary winding 11a, the parallel capacitor C4 and the second capacitor Cb, the second terminal T2, and the first terminal 11a in the direction in which the first capacitor Cb and the second capacitor Cb are charged. T1 through the switch element Q1. On the other hand, a discharge current flows from the parallel capacitor C3 and the first capacitor Ca through the switch element Q1 inductance means L and the primary winding 11a. The capacity of the capacitor connected in parallel to the switching elements S4 and S3 of the first circuit 1 to be turned off first is made larger and the rising of the voltage across the both ends of the switching element S4 is made gentle, The switching loss of the switching element S4 in the off state is reduced.

시각(t23)에서 병렬 콘덴서(C3) 및 제1 콘덴서(Ca)의 방전, 병렬 콘덴서(C4) 및 제2 콘덴서(Cb)의 충전이 끝나면, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 스위치 소자(Q3)에 병렬로 접속된 역병렬 다이오드(D3)가 도통한다. 1차 권선(11a) 측에서는인덕턴스 수단(L)에 축적된 에너지 및 트랜스(11)의 여자전류에 의해, 시각(t5)의직전에 1차 권선(11a), 인덕턴스 수단(L)에 흐르고 있던 전류와 동일 방향으로, 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a)으로부터 역병렬 다이오드(D3), 스위치 소자(Q1)를 통하여 전류가 흐른다. 또한, 2차 권선(11b) 측의 전류는, 시각(t21)으로부터 계속하여 2차 권선(11b), 일방향성 소자(D5), 제3 단자(T3)측, 제4 단자(T4)측, 일방향성 소자(D8)를 통하여 흐르고 있다. When the discharging of the parallel condenser C3 and the first condenser Ca and the charging of the parallel condenser C4 and the second condenser Cb are completed at time t23, Parallel diodes D3 connected in parallel to each other. On the primary winding 11a side, the energy stored in the inductance means L and the exciting current of the transformer 11 cause the primary winding 11a, the current flowing in the inductance means L, Current flows through the inductance means L, the primary winding 11a, the antiparallel diode D3, and the switching element Q1 in the same direction as the current I1. The current on the secondary winding 11b side continues from the time t21 to the secondary winding 11b, the unidirectional element D5, the third terminal T3 side, the fourth terminal T4 side, And flows through the unidirectional element D8.

시각(t24)에서는, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S4) 중, 후에 오프시키는 스위칭 소자(S1)의 구동신호를 오프신호로 한다. 스위치 소자(Q1)가 오프하기 때문에, 시각(t23)의 직전에 흐르고 있던 트랜스의 여자전류에 의해, 도 10d에 도시하는 바와 같이, 1차 권선(11a)으로부터 역병렬 다이오드(D3), 병렬 콘덴서(C1), 인덕턴스 수단(L)을 통하여 전류가 흘러, 병렬 콘덴서(C1)를 충전한다. 한편, 병렬 콘덴서(C2)로부터는, 인덕턴스 수단(L), 1차 권선(11a), 역병렬 다이오드(D3), 제1 단자(T1), 제2 단자(T2) 측을 통하여 방전전류가 흐른다. 이때, 스위치 소자(Q1)에 전류가 아직 흐르고 있는 상태에서 오프시키는 것으로 되지만, 먼저 오프시킨 스위치 소자(Q4)의 경우보다도 작은 값의 전류로 할 수 있다. 따라서, 먼저 오프시키는 스위치 소자(Q4)의 오프 시와 비교하여, 나중에 오프시키는 스위치 소자(Q1)의 스위칭 손실을 작게 할 수 있다. At time t24, the driving signal of the switching element S1 to be turned off later, among the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped, is turned off. The switching element Q1 is turned off so that the exciting current of the transformer flowing immediately before the time t23 causes the inverse parallel diode D3, (C1) and the inductance means (L) to charge the parallel capacitor (C1). On the other hand, a discharge current flows from the parallel capacitor C2 through the inductance means L, the primary winding 11a, the antiparallel diode D3, the first terminal T1, and the second terminal T2 . At this time, although the current is still flowing through the switch element Q1, it is turned off, but the current can be made smaller than that of the switch element Q4 turned off first. Therefore, compared with the off state of the switch element Q4 to be turned off first, the switching loss of the switch element Q1 to be turned off later can be reduced.

시각(t25)에서 병렬 콘덴서(C1, C2)의 충방전이 끝나면, 도 10e에 도시하는 바와 같이, 역병렬 다이오드(D2)가 도통한다. 1차 권선(11a) 측에서는 트랜스(11)의 여자전류에 의해, 시각(t25)의 직전에 1차 권선(11a)에 흐르고 있던 전류와 동일 방향으로, 1차 권선(11a)으로부터, 역병렬 다이오드(D3), 제1 단자(T1), 제2 단자(T2) 측, 역병렬 다이오드(D2), 인덕턴스 수단(L)을 통하여 전류가 흐른다. 또한, 2차 권선(11b) 측의 전류는, 시각(t2)1으로부터 계속하여 2차 권선(11b), 일방향성 소자(D5), 제3 단자(T3)측, 제4 단자(T4)측, 일방향성 소자(D8)를 통하여 흐르고 있다. When charging and discharging of the parallel capacitors C1 and C2 are completed at time t25, the antiparallel diode D2 is turned on as shown in Fig. 10E. On the primary winding 11a side by the exciting current of the transformer 11 from the primary winding 11a in the same direction as the current flowing in the primary winding 11a immediately before the time t25, Current flows through the second terminal D3, the first terminal T1, the second terminal T2 side, the inverse parallel diode D2, and the inductance means L. [ The current on the secondary winding 11b side continues from the time t2 1 to the secondary winding 11b, the unidirectional element D5, the third terminal T3 side, the fourth terminal T4 side , And the unidirectional element D8.

시각(t26)에서 다른 쪽의 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2, S3)에 온신호를 가한다. 도 10f에 도시하는 바와 같이, 1차 권선(11a) 측에서는, 스위치 소자(Q2) 및 스위치 소자(Q3)가 순방향으로 도통하여, 제1 단자(T1) 측, 스위치 소자(Q3), 1차 권선(11a), 인덕턴스 수단(L), 스위치 소자(Q2), 제2 단자(T2) 측을 통하여 전류가 흐른다. 1차 권선(11a)으로 흐르는 전류가 지금까지와 역방향으로 되기 때문에, 2차 권선(11b) 측에서는, 일방향성 소자(D6), 일방향성 소자(D7)가 순방향으로 도통하여, 2차 권선(11b)으로부터, 일방향성 소자(D7), 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)측으로부터 일방향성 소자(D6)을 통하여 전류가 흐른다. 도 10a의 경우와 마찬가지로, 제1 단자(T1), 제2 단자(T2) 간으로부터 입력된 전력은, 인덕턴스 수단(L)을 통하여 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 측에 공급된다. At time t26, an ON signal is applied to the switching elements S2 and S3 of the first circuit 1 to be the other group. 10F, on the primary winding 11a side, the switching element Q2 and the switching element Q3 conduct in the forward direction, and the side of the first terminal T1, the switching element Q3, Current flows through the first terminal 11a, the inductance means L, the switch element Q2, and the second terminal T2 side. The unidirectional element D6 and the unidirectional element D7 are conducted in the forward direction on the side of the secondary winding 11b so that the current flowing to the primary winding 11a is reverse to that of the secondary winding 11b, Current flows from the unidirectional element D7, the third terminal T3 and the fourth terminal T4 side through the unidirectional element D6. 10A, the power input from between the first terminal T1 and the second terminal T2 is supplied to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 via the inductance means L do.

상술한 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작의 경우와 마찬가지로, 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로를 풀 브릿지의 정류회로로 하여 기능시키는 동작에서도, 시각(t26)의 직전에, 스위치 소자(Q2，Q3)에 각각 병렬로 접속되는 역병렬 다이오드(D2，D3)가 도통되어 있기 때문에, 도 8에 도시되는 바와 같이, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2，S3)는 온 시에 제로 전압 스위칭을 실현시킬 수 있다. As in the case of the operation of turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2, even in the operation of making the bridge connection circuit of the second circuit 2 function as a rectifying circuit of a full bridge, the inverse parallel diodes D2 and D3 connected in parallel to the switching elements Q2 and Q3 are turned on just before the switching element t26 of the first circuit 1. Therefore, The elements S2 and S3 can realize zero voltage switching on.

시각(t26) 후의 다른 쪽의 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2, S3)의동작에 관해서는, 상술한 조로 되는 스위칭 소자(S1, S4)의 시각(t21)으로부터 시각(t26)과 마찬가지로 동작시킨다. 즉, 예컨대, 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 간의 출력전압이 소망하는 값으로 되도록, 제어회로(3)는, 조로 되는 스위칭 소자(S2, S3) 중 제1 콘덴서(Ca)가 병렬로 접속된 스위치 소자(Q3)를 먼저 오프시키고, 후에 스위치 소자(Q2)를 오프시킨다. The operation of the switching elements S2 and S3 of the first circuit 1 which is the other set after the time t26 is the same as the operation of the switching elements S1 and S4 at the time t26 ). That is, for example, the control circuit 3 controls the first condenser Ca of the pair of switching elements S2 and S3 to be set so that the output voltage between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 becomes a desired value, The switch element Q3 connected in parallel is turned off first and then the switch element Q2 is turned off later.

상술한 제1의 실시형태에 관한 컨버터에서는, 제어회로(3)는, 상술한 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로를 풀 브릿지의 정류회로로 하여 기능시키는 동작을 행하고 있는 경우에 있어서, 제1 회로의 스위칭 소자의 펄스 폭이나 주파수를 변조시켜도 상기 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)간 측으로부터 출력되는 전압검출치가 목표치에 근사하지 않는 경우는, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 절환한다. 역으로, 제어회로(3)는, 상술한 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작을 행하고 있는 경우에 있어서, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)의 펄스 폭이나 주파수를 변조시켜도 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)간 측으로부터 출력되는 전압검출치가 목표치에 근사하지 않는 경우는, 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로를 풀 브릿지의 정류회로로서 기능시키는 동작으로 절환한다. 2개의 동작을 절환하는 것으로, 트랜스(11)의 권수비 등의 회로정수나 부하조건으로 들어가지 않고, 광범위한 입출력 전압전류에 대응시킬 수 있다. In the converter according to the first embodiment described above, in the case where the control circuit 3 performs the operation of making the bridge connection circuit of the above-described second circuit 2 function as a rectifying circuit of a full bridge, If the voltage detection value output from the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 does not approximate the target value even if the pulse width or the frequency of one switching element is modulated, The operation is switched to the operation of turning on and off the switching elements S5 and S6. Conversely, when the control circuit 3 is performing the operation of turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2, the control circuit 3 switches the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2, When the voltage detection value output from the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 does not approximate the target value even if the pulse width or frequency of the second circuit 2 is modulated, And switches to an operation of functioning as a rectifier circuit of a full bridge. By switching the two operations, it is possible to cope with a wide range of input / output voltage currents without entering the circuit constants and load conditions such as the turn ratio of the transformer 11.

또한, 상술한 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작의 경우와 마찬가지로, 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로를 풀 브릿지의 정류회로로서 기능시키는 동작에서도, 제1 회로(1)의 조로 되는 스위치 소자 중, 먼저 오프시키는 스위치 소자에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량이, 나중에 오프시키는 스위치 소자 에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량보다도 크게 되도록 한다. 또한, 나중에 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2)에 관하여 제로 전압 스위칭을 실현시키기 위하여, 먼저 여자전류를 스위칭 소자(S2 또는 S1)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있게 하는 크기로 할 필요가 있다. 또한, 여자전류에 의해 스위칭 소자(S2 또는 S1)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있도록 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)을 제공할 필요가 있다. Even in the operation of making the bridge circuit of the second circuit 2 function as a rectifying circuit of a full bridge as in the case of the operation of turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2, The capacity of the capacitor connected in parallel with the switch element which is turned off first among the switch elements constituting the first circuit 1 is made greater than the capacity of the capacitor connected in parallel with the switch element which is turned off later. Further, in order to realize the zero voltage switching with respect to the switching elements S1 and S2 of the first circuit 1 which is to be turned off later, it is necessary to first make the exciting current lower the voltage across the switching element S2 or S1 to zero You need to size it. It is also necessary to provide a period Td during which the switching elements S1 and S2 are both turned off so that the voltage across the switching element S2 or S1 can be lowered to zero by the exciting current.

제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)은, 스위칭 소자(S1 또는 S2)의 양단전압이 제로까지 낮아지는 기간 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 나중에 오프시키는 스위치 소자(Q1，Q2)에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량의 병렬 콘덴서(C1，C2)는, 스위칭 소자(S1, S2) 내장의 기생용량의 경우 등 작은 용량값으로 되어, 부품에 따라서는 불균일이 있다. 이 때문에, 스위칭 소자(S1, S2) 내장의 기생용량에 별도로 부착하는 콘덴서를 병렬로 접속시켜, 이들 합성 용량을 상기 병렬 콘덴서(C1，C2)로 하여도 좋다. The period Td during which the switching elements S1 and S2 of the first circuit 1 are commonly turned off is preferably set to a period in which the voltage across the switching element S1 or S2 decreases to zero. The parallel capacitors C1 and C2 having capacitors of capacitors connected in parallel to the switch elements Q1 and Q2 to be turned off later become small capacitance values such as in the case of the parasitic capacitance built in the switching elements S1 and S2, There are some variations depending on the parts. Therefore, the capacitors separately attached to the parasitic capacitors included in the switching elements S1 and S2 may be connected in parallel, and these combined capacitances may be used as the parallel capacitors C1 and C2.

또한, 도 2, 도 7에서는, 시각(t8), 시각(t26)에, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2, S3)의 구동신호인 온신호를 동시에 가하고 있고, 또 스위치 소자(Q2) 및 스위치 소자(Q3)가 순방향으로 도통하여 시작하고 있는 동작의 일례를 도시한다. 그러나, 상술한 실시형태의 동작의 일례에 한정되지 않고, 스위칭 소자(S2, S3)의 온신호를 가하는 시점은 동시가 아니라도 좋다. 또한, 스위칭 소자(S2, S3)의 온신호를 가하는 시점은, 역병렬 다이오드(D2, D3)가 도통하고 있는 기간이어도 좋다. 이 경우는, 스위칭 소자(S2, S3)의 온신호를 가하는 시점과 스위치 소자(Q2) 및 스위치 소자(Q3)가 순방향으로 도통하여 시작하는 시점은 일치하지 않고, 예컨대, 역병렬 다이오드(D2, D3)를 도통하는 전류가 제로로 되고 나서 스위치 소자(Q2) 및 스위치 소자(Q3)를 순방향으로 전류가 흐르기 시작한다. 또한, 역방향으로 전류를 흘렸을 때의 스위치 소자(Q2, Q3)의 전압 강하가 순방향 전류를 흘렸을 때의 역병렬 다이오드(D2, D3)의 전압 강하인 순전압보다도 작은 경우에는, 스위칭 소자(S2, S3)의 온신호를 가하고, 스위치 소자(Q2, Q3)를 역방향으로 도통시켜서 스위칭 소자(S2, S3)의 도통 손실을 저감시킬 수 있다. 다른 한쪽의 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S4)의 경우에 관해서도 동일하다. 2 and 7 simultaneously apply the ON signal which is the drive signal of the switching elements S2 and S3 of the first circuit 1 at the time t8 and the time t26 and the switch element Q2 ) And the switch element Q3 start to conduct in the forward direction. However, the present invention is not limited to the example of the operation of the above-described embodiment, and the timing of applying the ON signal of the switching elements S2 and S3 may not be the same. The time point of applying the ON signal of the switching elements S2 and S3 may be a period during which the antiparallel diodes D2 and D3 are conducting. In this case, the time point at which the ON signal of the switching elements S2 and S3 is applied and the time point at which the switching element Q2 and the switching element Q3 start to conduct due to the conduction in the forward direction do not coincide. For example, D3 are set to zero and then current starts flowing in the forward direction of the switch element Q2 and the switch element Q3. When the voltage drop of the switching elements Q2 and Q3 when the current flows in the reverse direction is smaller than the forward voltage which is the voltage drop of the reverse parallel diodes D2 and D3 when the forward current flows, S3 are applied and the switching elements Q2, Q3 are made conductive in the opposite direction, so that the conduction loss of the switching elements S2, S3 can be reduced. The same applies to the case of the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 as the other group.

상술한 제1의 실시형태에서는, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1 및 S4, S2 및 S3) 중 제2 레그(13)의 상하 암의 스위칭 소자(S4, S3)를 먼저 오프시키고 있지만, 제1 레그(12)의 상하 암의 스위칭 소자(S1, S2)를 먼저 오프시켜도 좋다. 이 경우, 제1 콘덴서(Ca), 제2 콘덴서(Cb)를, 먼저 오프시키는 스위칭 소자(S1, S2)에 각각 접속시킨다. 또한, 먼저 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자를, 제1 레그(12)와 제2 레그(13)의 상 암의 스위칭 소자(S1, S3), 또는 제1 레그(12)와 제2 레그(13)의 하 암의 스위칭 소자(S2, S4)로 하여도 좋다. 이 경우, 제1 콘덴서(Ca), 제2 콘덴서(Cb)를, 먼저 오프시키는 스위칭 소자(S1, S3) 또는 스위칭 소자(S2, S4)에 각각 병렬로 접속시킨다. The switching elements S4 and S3 of the upper and lower arms of the second leg 13 among the switching elements S1 and S4, S2 and S3 of the first circuit 1 to be grouped are turned off first in the above- The switching elements S1 and S2 of the upper and lower arms of the first leg 12 may be turned off first. In this case, the first condenser Ca and the second condenser Cb are connected to the switching elements S1 and S2 which are turned off first. The switching element of the first circuit 1 that turns off first is connected to the switching elements S1 and S3 of the upper arms of the first leg 12 and the second leg 13 or the switching elements S1 and S3 of the first leg 12, The switching elements S2 and S4 of the lower arm of the two legs 13 may be used. In this case, the first condenser Ca and the second condenser Cb are connected in parallel to the switching elements S1 and S3 or the switching elements S2 and S4, respectively, which are turned off first.

또한, 상술한 제1의 실시형태에 있어서, 도 1에 도시한 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로 내에서, 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 간에 접속되는 스위칭 소자(S5, S6)의 직렬회로와 일방향성 소자(D7，D8)의 직렬회로의 위치가 교체하여도 좋다. 이 경우도, 제3 콘덴서(Cc), 제4 콘덴서(Cd)는, 온오프시키는 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)에 각각 병렬로 접속된다. 또한, 제2 회로(2)에 있어서 일방향성 소자(D7 또는 D8)와 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 또는 S6)의 직렬회로를 각각 제3 단자(T3), 제4 단자(T4) 간에 접속하는 혼합 브릿지 접속의 회로 구성으로 하여도 좋다. 이 경우도, 제3 콘덴서(Cc), 제4 콘덴서(Cd)는, 온오프시키는 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)에 각각 병렬로 접속시킨다. In the first embodiment described above, in the bridge circuit of the second circuit 2 shown in Fig. 1, the switching element S5 (not shown) connected between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 , S6 and the series circuit of the unidirectional elements D7, D8 may be replaced with each other. In this case also, the third capacitor Cc and the fourth capacitor Cd are respectively connected in parallel to the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 which turns on and off. The series circuit of the unidirectional element D7 or D8 of the second circuit 2 and the switching element S5 or S6 of the second circuit 2 is referred to as a third terminal T3 and a fourth terminal T4 The bridge circuit may be a bridge circuit. In this case also, the third capacitor Cc and the fourth capacitor Cd are connected in parallel to the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 which turns on and off.

또한, 상술한 실시형태 1의 설명에서는, 제2 회로(2)의 일방향성 소자(D7), 일방향성 소자(D8)로서 다이오드로 도시하지만, 이 일례에 한정되지 않고 전류를 한방향으로 도통시키는 소자이라면 좋다. 또한, 일방향성 소자로서, 스위칭 소자(S5, S6)와 마찬가지로 스위칭 소자의 내부 다이오드를 사용하여도 좋다. 상술한 제2 회로(2)의 브릿지 접속 회로를 풀 브릿지의 정류회로로서 기능시키는 동작의 설명에 있어서, 일방향성 소자(D5, D6)가 도통하는 기간에, 예컨대, 도 1의 스위칭 소자(S5, S6)에 온신호를 가하고, 스위치 소자(Q5, Q6)를 역방향, 즉 일방향성 소자(D5, D6)의 순방향으로 도통시켜도 좋다. 역방향으로 전류를 흘렸을 때의 스위치 소자(Q5, Q6)의 전압 강하가 순방향 전류를 흘렸을 때의 역 일방향성 소자(D5, D6)의 전압강하인 순전압보다도 작은 경우에는, 일방향성 소자(D5, D6)의 도통 손실보다도 저감시킬 수 있다. 마찬가지로, 일방향성 소자(D7, D8)를 포함하는 스위칭 소자(S7, S8) 또는 일방향성 소자(D7, D8)와 병렬로 접속한 스위칭 소자(S7, S8)를 이용한 경우도, 스위치 소자(Q7, Q8)를 역방향으로 도통시켜서 일방향성 소자(D7, D8)의 도통 손실보다도 저감시킬 수 있다. 또한, 상술한 컨버터에 있어서 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4)측 간에 출력되는 전압을 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5, S6)를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다도 낮게 하는 동작 만에 이용되는 경우는, 제2 회로(2)는 적어도 풀 브릿지의 정류회로로서 동작하는 일방향성 소자(D5~D8) 또는 일방향성 소자(D5~D8)의 순방향과 동일 방향으로 전류를 흐르게 하는 스위칭 소자를 가지면 좋다. In the description of the first embodiment described above, a diode is used as the unidirectional element D7 and the unidirectional element D8 of the second circuit 2, but the present invention is not limited to this example, and an element for conducting current in one direction If it is good. As the unidirectional element, the internal diode of the switching element may be used as well as the switching elements S5 and S6. In the above description of the operation of the bridge circuit of the second circuit 2 functioning as a rectifying circuit of a full bridge, in the period during which the one-way elements D5 and D6 are conducting, for example, And S6 to turn on the switch elements Q5 and Q6 in the reverse direction, that is, in the forward direction of the unidirectional elements D5 and D6. When the voltage drop of the switching elements Q5 and Q6 when the current flows in the reverse direction is smaller than the forward voltage which is the voltage drop of the reverse unidirectional elements D5 and D6 when the forward current flows, D6 in Fig. Likewise, when the switching elements S7 and S8 including the unidirectional elements D7 and D8 or the switching elements S7 and S8 connected in parallel with the unidirectional elements D7 and D8 are used, , Q8 can be made conductive in the reverse direction to reduce the conduction loss of the unidirectional elements D7, D8. The voltage output between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 in the above converter is lower than the output voltage obtained by turning on and off the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 The second circuit 2 is operated at least in the same direction as the forward direction of the unidirectional elements D5 to D8 or the unidirectional elements D5 to D8 operating as a rectifying circuit of the full bridge, It is preferable to have a switching element.

본 발명의 컨버터는, 트랜스의 1차 권선 또는 2차 권선측에 접속되는 인덕턴스 수단을 이용하고, 제2 회로의 스위칭 소자를 온오프시키는 동작과 제2 회로의 브릿지 접속 회로를 풀 브릿지의 정류회로로서 기능시키는 동작을 실현시키는 것으로 광범위한 입출력 전압전류로 대응시킬 수 있다. 또한, 전류가 흐르고 있는 상태에서 스위칭 소자를 오프시켰을 때 발생하는 스위칭 손실을 저감할 수 있어, 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자 중의 한쪽을 뒤로부터 오프시켰을 때 발생하는 스위칭 손실을 저감할 수 있다. 또한, 제로 전압 스위칭을 실현시키는 것으로 스위칭 손실의 저감을 도모할 수 있다. The converter of the present invention uses the inductance means connected to the primary winding or the secondary winding side of the transformer and performs the operation of turning on and off the switching element of the second circuit and the operation of connecting the bridge circuit of the second circuit to the rectifying circuit So that it is possible to cope with a wide range of input / output voltage currents. Further, the switching loss occurring when the switching element is turned off in the state in which the current flows can be reduced, and the switching loss occurring when one of the switching elements of the first circuit to be turned off is turned off from the back can be reduced. In addition, by realizing the zero voltage switching, it is possible to reduce the switching loss.

(제2의 실시형태）(Second Embodiment)

도 11에, 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 쌍방향 컨버터의 전압회로도를 도시한다. 본 발명의 제2의 실시형태에 관한 쌍방향 컨버터에 있어서, 제1의 실시형태에 관한 컨버터와 부호가 동일한 구성요소는, 상호 동일한 것을 도시하는 것으로 한다. 여기서는, 주로 제1의 실시형태에 관한 컨버터와 상이한 구성 및 동작에 관하여 설명한다. 11 shows a voltage circuit diagram of the bidirectional converter according to the second embodiment of the present invention. In the bidirectional converter according to the second embodiment of the present invention, constituent elements that are the same as those of the converter according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Here, a configuration and an operation different from those of the converter according to the first embodiment will be mainly described.

제2의 실시형태에 관한 쌍방향 컨버터에서는, 쌍방향에서 동작시키기 때문에, 제2 회로는, 제1 회로와 동일 구성으로 되지 않도록 한다. 이 때문에, 도 11에서, 제2 회로(22)는, 스위칭 소자를 2개의 레그의 상하 암으로한 회로 구조로 한다. 또한, 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S7, S8)에도 구동신호를 가하는 것으로부터도, 여기서는 제어회로(23)로 한다. 또한, 제1 회로(1)의 제1 레그(12), 제2 레그(13) 및 제2 회로(22)의 제3 레그(14)에 관하여는, 제1의 실시형태에서 서술한 도 1에 도시하는 구성과 동일하다. 또한, 도 1과 마찬가지로, 도 11에서는, 인덕턴스 수단(L)은, 1차 권선(11a)측에 접속되어 있지만, 2차 권선(11b)측에 접속시켜도 좋다. In the bidirectional converter according to the second embodiment, since the bidirectional converter operates in the bidirectional manner, the second circuit does not have the same configuration as the first circuit. Therefore, in Fig. 11, the second circuit 22 has a circuit structure in which the switching elements are upper and lower arms of two legs. It is also assumed here that the control circuit 23 applies a drive signal to the switching elements S7 and S8 of the second circuit 22. [ Regarding the first leg 12, the second leg 13 and the third leg 14 of the second circuit 22 of the first circuit 1, as shown in Fig. 1 Is the same as the configuration shown in Fig. 11, the inductance means L is connected to the primary winding 11a side, but may also be connected to the secondary winding 11b side.

제1 회로(1)에서 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1와 S4, S2와 S3) 중, 먼저 오프시키는 한쪽의 레그의 상하 암, 여기서는 제1 레그(12)의 상하 암의 스위칭 소자(S3, S4)가 직렬로 접속된다. 먼저 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S3, S4)에는, 각각 제1, 제2 콘덴서(Ca, Cb)가 병렬로 접속된다. Among the switching elements S1 and S4, S2 and S3 of the first circuit 1 formed by the first circuit 1, the upper and lower arms of one leg, which is turned off first, here, the upper and lower arms of the first leg 12 The switching elements S3 and S4 are connected in series. The first and second capacitors Ca and Cb are connected in parallel to the switching elements S3 and S4 of the first circuit 1 to be turned off first.

도 11에 도시하는 바와 같이, 제2 회로(22)의 제3 레그(24), 제4 레그(25)는, 제3 단자(T3)와 제4 단자(T4) 사이에 각각 병렬로 접속된다. 제3 레그(24), 제4 레그(25)는, 상하 암을 스위칭 소자(S5~S8)로 구성한 풀 브릿지 접속의 회로로 된다. 또한, 스위칭 소자(S5~S8)는, 스위치 소자(Q5~Q8)와 일방향성 소자(D5~D8)와 병렬 콘덴서(C5~C8)가 각각 병렬로 접속된다. 또한, 제1의 실시형태와 마찬가지로, 일방향성 소자(D5~D8)는, 도 11에 도시한 바와 같이 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S5~S8)의 내장 다이오드를 사용하여도 좋고, 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S5~S8)와는 별도로 외부 부착된 다이오드를 사용하여도 좋고, 또는 이들 조합시켜도 좋다. 마찬가지로, 병렬 콘덴서(C5~C8)는, 도 11에 도시한 바와 같이 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S5~S8)의 기생용량을 사용하여도 좋고, 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S5~S8)와는 별도로 외부 부착된 콘덴서를 사용하여도 좋고, 또는 이들 조합시켜도 좋다. 11, the third leg 24 and the fourth leg 25 of the second circuit 22 are connected in parallel between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 . The third leg 24 and the fourth leg 25 constitute a full bridge connection circuit in which the upper and lower arms are constituted by the switching elements S5 to S8. Switch elements S5 to S8 are connected in parallel with switch elements Q5 to Q8 and unidirectional elements D5 to D8 and parallel capacitors C5 to C8, respectively. As in the first embodiment, the unidirectional elements D5 to D8 may be the built-in diodes of the switching elements S5 to S8 of the second circuit 22 as shown in Fig. 11, An externally attached diode may be used in addition to the switching elements S5 to S8 of the second circuit 22, or a combination thereof may be used. Similarly, the parallel capacitors C5 to C8 may use the parasitic capacitances of the switching elements S5 to S8 of the second circuit 22 as shown in Fig. 11, (S5 to S8), an external capacitor may be used, or a combination thereof may be used.

제2 회로(22)로부터 제1 회로(1) 측으로 전력을 공급하는 경우에, 제2 회로(22)에서 조로 되는 스위칭 소자(S5와 S8, S6와 S7) 중, 먼저 오프시키는 일방의 레그의 상하 암, 여기서는 제3 레그(24)의 상하 암의 스위칭 소자(S5, S6)가 직렬로 접속된다. 먼저 오프시키는 스위칭 소자(S5, S6)에는, 각각 제3, 제4 콘덴서(Cc, Cd)가 병렬로 접속된다. One of the switching elements S5 and S8, S6 and S7 to be turned off in the second circuit 22 is turned off first when power is supplied from the second circuit 22 to the first circuit 1, The upper and lower arms, in this case the switching elements S5 and S6 of the upper and lower arms of the third leg 24, are connected in series. The third and fourth capacitors Cc and Cd are connected in parallel to the switching elements S5 and S6 that are turned off first.

제1 회로(1)로부터 제2 회로(22) 측으로 전력을 공급하는 경우는, 상술한 실시형태 1에서 서술한 것과 동일한 동작을 실시한다. 또한, 제2 회로(22)로부터 제1 회로(1) 측으로 전력을 공급하는 경우, 제어회로(23)는, 제2 회로(22)에서 조로 되는 스위칭 소자(S5와 S8, S6과 S7) 중, 제3, 제4 콘덴서(Cc，Cd)가 각각 병렬로 접속된 스위칭 소자(S5, S6)를 먼저 오프시킨다. When power is supplied from the first circuit 1 to the second circuit 22, the same operation as that described in the first embodiment is performed. When power is supplied from the second circuit 22 to the first circuit 1 side, the control circuit 23 switches between the switching elements S5 and S8, S6 and S7 which are grouped by the second circuit 22 And the switching elements S5 and S6 to which the third and fourth capacitors Cc and Cd are connected in parallel are turned off first.

제1 회로(1)로부터 제2 회로(22) 측으로 전력을 공급할 때에, 출력측으로 되는 제2 회로(2)의 스위칭 소자를 온오프시키는 경우는, 제1의 실시형태와 마찬가지로, 제어회로(23)는, 제2 회로(22)의 제3, 제4 콘덴서(Cc, Cd)가 병렬로 접속된 스위칭 소자(S5，S6)를 온오프시킨다. 또한, 제2 회로(22)로부터 제1 회로(1) 측으로 전력을 공급했을 때에, 출력측으로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자를 온오프시키는 경우는, 제어회로(23)는, 제1 회로(1) 중 제1, 제2 콘덴서(Ca，Cb)가 각각 병렬로 접속된 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S3，S4)를 온오프시킨다. 또한, 출력측의 전압을 제2 회로 또는 제1 회로의 스위칭 소자를 온오프시키는 동작으로 얻어지는 출력전압보다도 낮게 하는 동작의 경우는, 제1의 실시형태에서 서술한 바와 같이, 출력측의 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S5~S8) 또는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1~S4)는 정류회로로서 기능한다. When the switching element of the second circuit 2 to be the output side is turned on and off when power is supplied from the first circuit 1 to the second circuit 22 side, similar to the first embodiment, the control circuit 23 Turns on and off the switching elements S5 and S6 to which the third and fourth capacitors Cc and Cd of the second circuit 22 are connected in parallel. When the switching device of the first circuit 1 to be the output side is turned on and off when power is supplied from the second circuit 22 to the first circuit 1 side, The switching elements S3 and S4 of the first circuit 1 to which the first and second capacitors Ca and Cb of the circuit 1 are respectively connected in parallel are turned on and off. In the case of an operation in which the voltage on the output side is made lower than the output voltage obtained by the operation of turning on or off the switching elements of the second circuit or the first circuit, as described in the first embodiment, The switching elements S5 to S8 of the first circuit 22 or the switching elements S1 to S4 of the first circuit 1 function as a rectifying circuit.

또한, 제어회로(23)는, 출력측의 제2 회로(22) 또는 제1 회로(1)를 정류회로로서 기능시키는 동작을 행하고 있는 경우에 있어서, 제1 회로(1) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자의 펄스 폭이나 주파수를 변조시켜도 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)간 또는 제1 단자(T1), 제2 단자(T2)간 측으로부터 출력되는 전압검출치가 목표치에 근사하지 않는 경우는, 출력측의 제2 회로(22) 또는 제1 회로(1)의 스위칭 소자를 온오프시키는 동작으로 절환한다. The control circuit 23 controls the first circuit 1 or the second circuit 22 in the case where the second circuit 22 on the output side or the first circuit 1 is operated to function as a rectifying circuit The voltage detection value output from the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 or between the first terminal T1 and the second terminal T2 becomes equal to the target value even if the pulse width or frequency of the switching element If it is not approximate, the second circuit 22 on the output side or the switching element of the first circuit 1 is switched on and off.

구체적으로는, 제1 회로(1)로부터 제2 회로(22) 측으로 전력을 공급하는 경우에, 제어회로(3)는, 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자(S1와 S4) 또는 (S2와 S4)가 온상태에 있는 기간에 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 입력되는 에너지를 인덕턴스 수단(L)을 통하여 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4) 측에 공급시키도록 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4 또는 S3)를 펄스 제어한다. 이때, 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S5 및 S6)를 순방향으로 도통시키지 않는다. 이 상태로부터, 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자(S1와 S4) 또는 (S2와 S4)가 온상태에 있는 기간에 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 입력되는 에너지를 인덕턴스 수단(L)에 축적시키도록 제3 콘덴서(Cc) 또는 제4 콘덴서(Cd)가 병렬로 접속된 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6 또는 S5)를 순방향으로 도통시킨다. 그리고, 먼저 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4 또는 S3)를 오프하기 전에 순방향으로 도통시키고 있는 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6 또는 S5)를 오프시키는 동작으로 절환한다. Specifically, when power is supplied from the first circuit 1 to the second circuit 22, the control circuit 3 controls the switching elements S1 and S4 of the first circuit to be grouped or S2 and S4 The energy input from the first terminal T1 and the second terminal T2 is supplied to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 via the inductance means L The switching element S4 or S3 of the first circuit 1 is pulse-controlled. At this time, the switching elements S5 and S6 of the second circuit 2 are not conducted in the forward direction. From this state, the energy input from the first terminal (T1) and the second terminal (T2) in the period when the switching elements (S1 and S4) or (S2 and S4) The switching element S6 or S5 of the second circuit 2 in which the third condenser Cc or the fourth condenser Cd is connected in parallel is made to conduct in the forward direction so as to accumulate in the means L. Switching to the operation of turning off the switching element S6 or S5 of the second circuit 2 conducting in the forward direction before switching the switching element S4 or S3 of the first circuit 1 to be turned off first is turned off.

역으로, 제어회로(23)는, 출력측의 제2 회로(22) 또는 제1 회로(1)의 스위칭 소자를 온오프시키는 동작을 행하고 있는 경우에 있어서, 제2 회로(22) 또는 제1 회로(1)의 스위칭 소자의 펄스 폭이나 주파수를 변조시켜도 제3 단자(T3), 제4 단자(T4)간 또는 제1 단자(T1), 제2 단자(T2)간 측으로부터 출력되는 전압검출치가 목표치에 근사하지 않는 경우는, 출력측의 제2 회로(22) 또는 제1 회로(1)를 정류회로로서 기능시키는 동작으로 절환한다. Conversely, when the control circuit 23 is performing the operation of turning on / off the second circuit 22 on the output side or the switching element of the first circuit 1, the second circuit 22 or the first circuit The voltage detection value output from the side between the third terminal T3 and the fourth terminal T4 or the side between the first terminal T1 and the second terminal T2 is set to When the target value is not approximated, the second circuit 22 on the output side or the first circuit 1 is switched to operate as a rectifying circuit.

구체적으로는, 제1 회로(1)로부터 제2 회로(22) 측으로 전력을 공급하는 경우에, 제어회로(3)는, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1와 S4) 또는 (S2와 S4)가 온상태에 있는 기간에 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 입력되는 에너지를 인덕턴스 수단(L)에 축적시키도록 제3 콘덴서(Cc) 또는 제4 콘덴서(Cd)가 병렬로 접속된 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S6 또는 S5)를 순방향으로 도통시킨다. 이때, 먼저 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S4 또는 S3)를 오프 하기 전에 순방향으로 도통시키고 있는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S6 또는 S5)를 오프시키는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S6 또는 S5)의 펄스 제어를 행하고 있는 것으로 한다. 이어서, 이 동작으로부터, 조로 되는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1와 S4) 또는 (S2와 S4)가 온상태에 있는 기간에 제1 단자(T1) 및 제2 단자(T2) 측으로부터 입력되는 에너지를 인덕턴스 수단(L)을 통하여 제3 단자(T3) 및 제4 단자(T4) 측에 공급시키도록 제2 회로(2)의 스위칭 소자를 순방향으로 도통시키지 않는 동작으로 절환한다. More specifically, when power is supplied from the first circuit 1 to the second circuit 22, the control circuit 3 controls the switching elements S1 and S4 of the first circuit 1 to be grouped, The third condenser Cc or the fourth condenser Lc may be provided so that the energy input from the first terminal T1 and the second terminal T2 is accumulated in the inductance means L during a period in which the first terminal T1, Cd) conducts in the forward direction to the switching element (S6 or S5) of the second circuit (2) connected in parallel. At this time, the second circuit 22 for turning off the switching element S6 or S5 of the second circuit 22 conducting in the forward direction before turning off the switching element S4 or S3 of the first circuit 1 to be turned off first The switching element S6 or S5 of FIG. Subsequently, from this operation, when the switching elements S1 and S4 or S2 and S4 of the first circuit 1 to be grouped are in the ON state, the first terminal T1 and the second terminal T2 The switching element of the second circuit 2 is switched to the operation of not conducting the forward direction so that the input energy is supplied to the third terminal T3 and the fourth terminal T4 via the inductance means L. [

상술한 바와 같이 동작을 절환하여, 제3, 제4 단자간 또는 제1, 제2 단자간 측으로부터 출력되는 전압검출치를 목표치에 근사하게 하도록 하기 위해, 제1 회로, 제2 회로의 스위칭 소자의 펄스 제어를 행한다. 2개의 동작을 절환하는 것으로, 트랜스의 권수비 등의 회로정수나 부하조건에 구애되지 않고 광범위한 입출력 전압전류에 대응시킬 수 있다. The operation is switched as described above so that the voltage detection value output from the side between the third and fourth terminals or between the first and second terminals is approximated to the target value so that the switching elements of the first and second circuits Pulse control is performed. By switching the two operations, it is possible to cope with a wide range of input / output voltage current regardless of the circuit constants such as the turn ratio of the transformer and the load conditions.

상술한 바와 같이 본 발명에서는, 입력 측의 제1 또는 제2 회로의 조로 되는 스위치 소자 중, 먼저 오프시키는 스위치 소자에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량이, 나중에 오프시키는 스위치 소자에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량보다도 크게 되도록 한다. 마찬가지로, 온오프시키는 출력측의 제2 회로 또는 제1 회로의 스위칭 소자에 관해서도 병렬로 콘덴서를 접속한다. 이것에 의해, 제1 회로의 스위칭 소자, 제2 회로의 스위칭 소자의 온 시, 오프 시에 생기는 스위칭 손실을 저감시키고 있다. As described above, according to the present invention, the capacitance of the capacitor connected in parallel with the switch element which is turned off first among the switch elements constituting the first or second circuit of the input side is connected in parallel to the switch element which is turned off later. As shown in FIG. Likewise, a capacitor is connected in parallel to the second circuit on the output side to be turned on and off or the switching element of the first circuit. Thus, the switching loss of the switching elements of the first circuit and the switching elements of the second circuit is reduced when the switching elements are turned on and off.

또한, 나중에 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S7, S8)에 관하여 제로 전압 스위칭을 실현시키기 위해서는, 예컨대, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S7)를 오프시키는 경우, 이것과 동일한 레그에 있는 다른 쪽의 암의 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S8)의 양단전압을 제로로 낮추고 나서 스위치 소자(Q2 또는 Q8)에 온신호를 가할 필요가 있다. 이 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S8)의 양단전압, 요컨대 콘덴서(C2 또는 C8) 전압이 제로로 되기까지 방전시키는 방전동작은 상술한 여자전류가 흐르는 것에 의한다. In order to realize the zero voltage switching with respect to the switching elements S 1 and S2 of the first circuit 1 to be turned off later or the switching elements S7 and S8 of the second circuit 22, The switching element S 1 of the first circuit 1 of the other arm in the same leg as the switching element S 1 of the first circuit 1 or the switching element S 2 of the second circuit 22 of the other arm It is necessary to apply the ON signal to the switch element Q2 or Q8 after lowering the both-end voltage of the switching element S8 of the second circuit 22 to zero. The discharging operation for discharging the voltage across the switching element S2 of the first circuit 1 or the switching element S8 of the second circuit 22 until the voltage across the capacitor C2 or C8 becomes zero is the same as the discharging operation This is caused by the flow of exciting current.

따라서, 나중에 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S8)의 제로 전압 스위칭을 실현시키기 위해서는, 먼저 여자전류를 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S8)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있는 크기로 할 필요가 있다. 또한, 여자전류에 의해 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S8)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있도록 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S7, S8)를 공히 오프시키는 기간(Td)을 제공할 필요가 있다. 나중에 오프시키는 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1), 제2 회로(2)의 스위칭 소자(S7)에 관하여, 제로 전압 스위칭을 실현시키는 경우도 동일하다. 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S8)의 양단전압을 제로까지 낮출 수 있도록 하는 크기의 여자전류와 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2) 또는 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S7, S8)를 공히 오프시키는 기간(Td)을 제공할 필요가 있다. Therefore, in order to realize the zero voltage switching of the switching element S 2 of the first circuit 1 or the switching element S 8 of the second circuit 22, which is to be turned off later, It is necessary to make the voltage across the switching element S8 of the switching element S2 or the second circuit 22 small enough to reduce it to zero. The switching element S2 of the first circuit 1 or the switching element S8 of the first circuit 1 may be turned off by the exciting current so that the voltage across the switching element S8 of the first circuit 1 or the switching element S8 of the second circuit 22 can be lowered to zero It is necessary to provide a period Td during which the switching elements S7 and S8 of the first circuit 22 and the switching elements S7 and S8 of the second circuit 22 are turned off. The same applies to the case where zero voltage switching is realized with respect to the switching element S1 of the first circuit 1 and the switching element S7 of the second circuit 2 which are turned off later. An excitation current of a magnitude which allows the voltage across the switching element S8 of the first circuit 1 or the switching element S8 of the second circuit 22 to be lowered to zero and the switching element It is necessary to provide a period Td during which the switching elements S7 and S8 of the first circuit 22 and the switching elements S7 and S8 of the second circuit 22 are turned off.

또한, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)을 큰 값으로 설정하면, 스위칭 소자(S1 또는 S2)의 양단전압이 제로까지 낮아진 나중에 다시 전압이 상승하여 버리는, 요컨대 콘덴서(C1 또는 C2)가 제로까지 방전된 나중에 충전되어 버리는 일이 있다. 이 때문에, 스위칭 소자(S1, S2)를 공히 오프시키는 기간(Td)은, 스위칭 소자(S1 또는 S2)의 양단전압이 제로까지 낮아지는 기간 정도로 하는 것이 바람직하다. 제2 회로(22)의 스위칭 소자(S7, S8)에 관하여도 동일하다. 또한, 나중에 오프시키는 스위치 소자(Q1，Q2)에 병렬로 접속되는 콘덴서의 용량의 병렬 콘덴서(C1，C2)는, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2) 내장의 기생용량의 경우 등 작은 용량값으로 되어, 부품에 따라서는 불균일이 있다. 이 때문에, 제1 회로(1)의 스위칭 소자(S1, S2) 내장의 기생용량에 별도 부착되는 콘덴서를 병렬로 접속시켜, 이들 합성 용량을 상기 병렬 콘덴서(C1，C2)로 하여도 좋다. 제2 회로(22)의 병렬 콘덴서(C7, C8)에 관하여도 동일하다. When the period Td during which the switching elements S1 and S2 of the first circuit 1 are commonly turned off is set to a large value, the voltage across the switching element S1 or S2 decreases to zero, In other words, the capacitor C1 or C2 may be charged to zero after being discharged to zero. Therefore, the period Td during which the switching elements S1 and S2 are both turned off is preferably set to a period in which the voltage across the switching element S1 or S2 decreases to zero. The same applies to the switching elements S7 and S8 of the second circuit 22. The parallel capacitors C1 and C2 of the capacitors of the capacitors connected in parallel to the switch elements Q1 and Q2 to be turned off later are in the case of the parasitic capacitances of the switching elements S1 and S2 of the first circuit 1 Etc., and there are variations depending on the parts. Therefore, capacitors separately attached to the parasitic capacitances of the switching elements S1 and S2 of the first circuit 1 may be connected in parallel, and these combined capacitances may be used as the parallel capacitors C1 and C2. The same holds true for the parallel capacitors C7 and C8 of the second circuit 22.

본 발명에서는, 상술한 설명에 있어서, 여자전류를 적절한 크기로 하기 위하여 트랜스(11)의 1차 권선 또는 2차 권선에 병렬로 제공되는 인덕턴스 성분도 상술한 트랜스의 여자 인덕턴스에 포함된다. 또한, 상술한 설명에 있어서, 트랜스(11)의 여자인덕턴스와 이것에 병렬로 제공되는 인덕턴스 성분에 의한 합성 인덕턴스 에 따라서 흐르는 전류도 상술한 여자전류에 포함된다. 트랜스의 여자 인덕턴스는, 트랜스의 구조에 있어서, 예컨대, 코어의 갭폭, 권선의 권수량, 코어의 재질 등에 의해 조정할 수 있다. In the present invention, in the above description, the inductance component provided in parallel to the primary winding or the secondary winding of the transformer 11 in order to make the excitation current an appropriate magnitude is also included in the excitation inductance of the transformer described above. In addition, in the above description, the exciting current includes the exciting inductance of the transformer 11 and the current flowing in accordance with the inductance due to the inductance component provided in parallel therewith. The excitation inductance of the transformer can be adjusted by, for example, the gap width of the core, the number of turns of the winding, the material of the core, and the like in the structure of the transformer.

상술한 제1, 제2의 실시형태에서는, 제어회로(3, 23)는, 제2 회로의 출력전압 검출수단(18), 제1 회로의 출력전압 검출수단(19)에 의해 검출된 전압치가 목표치에 근사하도록 하고 있지만, 이용하는 검출치는 출력전류치나 출력전력 외에 이들 조합시켜도 좋다. 마찬가지로 입력측의 전압, 전류 또는 전력의 검출치가 목표치에 근사하도록 하여도 좋다. 또한, 일반적으로, 전력의 검출치로서는, 검출된 전압 및 전류를 곱셈한 연산값을 이용한다. 상술한 출력된 전압, 전류 또는 전력의 검출치 또는 입력되는 전압, 전류 또는 전력의 검출치에는, 이들 값에 있는 계수를 곱셈나눗셈하거나, 또는 값을 가감산 등을 하거나 하여 연산을 하여 얻어진 값도 포함된다. In the first and second embodiments described above, the control circuits 3 and 23 are configured such that the voltage value detected by the output voltage detecting means 18 of the second circuit, the output voltage detecting means 19 of the first circuit The detected value used may be combined with any other than the output current value and the output power. Similarly, the detected value of the voltage, current, or power on the input side may be approximated to the target value. Generally, as the detected value of electric power, a calculated value obtained by multiplying the detected voltage and current is used. The detected value of the output voltage, current, or power or the detected value of the input voltage, current, or power is multiplied by a coefficient in these values, or a value obtained by performing an arithmetic operation .

본 발명은, 트랜스의 1차 권선 또는 2차 권선측에 접속되는 인덕턴스 수단을 이용하여, 출력측의 제2 회로 또는 제1 회로의 스위칭 소자를 온오프시키는 동작 과 출력측의 제2 회로 또는 제1 회로를 정류회로로서 기능시키는 동작을 실현시키는 것으로 광범위한 입출력 전압전류에 대응시킬 수 있다. 또한, 전류가 흐르고 있는 상태에서 스위칭 소자를 오프시켰을 때 발생하는 스위칭 손실을 저감할 수 있어, 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자 중의 한쪽을 뒤로부터 오프시켰을 때 발생하는 스위칭 손실을 저감할 수 있다. 또한, 제로 전압 스위칭을 실현시키는 것으로 스위칭 손실의 저감을 도모할 수 있다. The present invention is characterized in that, by using the inductance means connected to the primary winding or the secondary winding side of the transformer, the operation of turning on / off the switching element of the second circuit or the first circuit on the output side, To function as a rectifying circuit, thereby making it possible to cope with a wide range of input / output voltage currents. Further, the switching loss occurring when the switching element is turned off in the state in which the current flows can be reduced, and the switching loss occurring when one of the switching elements of the first circuit to be turned off is turned off from the back can be reduced. In addition, by realizing the zero voltage switching, it is possible to reduce the switching loss.

본 발명의 전기회로에 있어서, 접속점과는 전기적으로 접속되어 동전위에 있는 부위를 말하고, 물리적으로 접속된 점을 말하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 컨버터 및 쌍방향 컨버터에 있어서의 각부의 구성, 구조, 수, 배치, 형상, 재질 등에 관해서는, 상기 구체예에 한정되지 않고, 당업자가 적절히 선택적으로 채용한 것도, 본 발명의 요지를 포함하는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. In the electric circuit of the present invention, a portion that is electrically connected to a connection point and is located on a coin is not a point physically connected. The configuration, structure, number, arrangement, shape, material, and the like of each part in the converter and the bidirectional converter of the present invention are not limited to the above specific examples, and those which are appropriately and selectively adopted by those skilled in the art, Are included in the scope of the present invention.

더욱 구체적으로는, 예컨대, 반도체 소자로서 기호에 의해 예시된 것 등은, 이들의 특정 전기소자에는 한정되지 않고, 동일의 기능 또는 작용을 갖는 단일 전기 소자 또는 복수의 전기소자를 포함하는 전기회로로서 구성할 수 있어, 이들 모두의 변형은 본 발명의 범위에 포함된다. 마찬가지로, 다이오드, 콘덴서, 스위칭 소자를 필두로 하는 각 회로소자의 수나 배치관계 등에 관해서도, 당업자가 적절히 설계 변경한 것은 본 발명의 범위에 포함된다. More specifically, for example, those exemplified by preference as semiconductor elements are not limited to these specific electric elements, but may be a single electric element or a plurality of electric elements having the same function or action And variations of all of them are included in the scope of the present invention. Likewise, the number of the respective circuit elements including the diode, the capacitor, and the switching element as well as the arrangement relation and the like are appropriately included in the scope of the present invention by those skilled in the art.

T1...제1 단자, T2...제2 단자, T3...제3 단자,
T4...제4단자, 1...제1 회로, 2, 22...제2 회로,
3, 23...제어회로, 11...트랜스, 12...제1 레그,
13...제2 레그, 24...제3 레그, 25...제4 레그,
16, 17... 콘덴서, 18...제2 회로의 출력전압 검출수단
19...제1 회로의 출력전압 검출수단,
S1~S4...제1 회로의 스위칭 소자, Q1~Q4...스위치 소자,
D1~D4...역병렬 다이오드, C1~C4...병렬 콘덴서,
D5~D8...일방향성 소자역병렬 다이오드,
S5~S8...제2 회로의 스위칭 소자, Q5~Q8...스위치 소자,
C5~C8...병렬 콘덴서, Ca~Cd...제1~제4 콘덴서, L...인덕턴스 수단T1 ... first terminal, T2 ... second terminal, T3 ... third terminal,
T4 ... fourth terminal, 1 ... first circuit, 2, 22 ... second circuit,
3, 23 ... control circuit, 11 ... transformer, 12 ... first leg,
13 ... second leg, 24 ... third leg, 25 ... fourth leg,
16, 17 ... condenser, 18 ... output voltage detecting means of the second circuit
19 ... output voltage detecting means of the first circuit,
S1 to S4 Switching elements of the first circuit, Q1 to Q4 Switch elements,
D1 ~ D4 ... reverse parallel diodes, C1 ~ C4 ... parallel capacitors,
D5 ... D8 ... unidirectional element reverse parallel diode,
S5 to S8 Switching element of the second circuit, Q5 to Q8 Switch element,
C5 to C8 ... parallel capacitors, Ca to Cd ... first to fourth capacitors, L ... inductance means

Claims (9)

1차 권선과 2차 권선을 갖는 트랜스,
역병렬 다이오드와 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 갖는 스위칭 소자를 상하 암으로 하여 제1 단자와 제2 단자 사이에 각각 병렬로 접속된 제1 레그와 제2 레그, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 일방의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 일방의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제1 콘덴서, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제2 콘덴서를 갖고, 상기 1차 권선측에 접속되는 제1 회로,
상기 트랜스의 2차 권선으로부터 제3 단자 및 제4 단자간에 전파 정류하도록 브릿지 접속되는 일방향성 소자 중 적어도 2개의 상기 일방향성 소자는 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 포함하는 스위칭 소자가 각각 병렬로 접속되는 브릿지 접속 회로, 적어도 2개의 상기 스위칭 소자에 각각 병렬로 접속되는 제3 콘덴서와 제4 콘덴서를 갖고, 상기 2차 권선측에 접속되는 제2 회로,
상기 제1 레그의 상하 암의 접속점측과 상기 제2 레그의 상하 암의 접속점측과 사이에 상기 1차 권선을 통하여 또는 상기 브릿지 접속 회로 내에서 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 접속점측과 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 다른 쪽의 접속점측과 사이에 상기 2차 권선을 통하여 접속되는 인덕턴스 수단,
상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자를 조(group)로 하여 번갈아 온오프시켜서 상기 제1, 제2 단자측으로부터 입력되는 직류를 교류로 변환시켜서 상기 제1 회로로부터 출력시키고, 상기 조로 되는 스위칭 소자를 번갈아 온오프 제어함에 있어서, 온상태에 있는 상기 조로 되는 상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자 중, 상기 제1 콘덴서 또는 상기 제2 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 스위칭 소자를 먼저 오프시키는 제어회로를 포함하고,
상기 제어회로는, 상기 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자가 온상태에 있는 기간에 상기 제1 및 제2 단자측으로부터 입력되는 에너지를 상기 인덕턴스 수단에 축적시키도록 상기 제3 콘덴서 또는 제4 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 스위칭 소자를 순방향으로 도통시키고, 먼저 오프시키는 제1 회로의 스위칭 소자를 오프하기 전에 상기 순방향으로 도통시킨 제2 회로의 스위칭 소자를 오프시키는 것을 특징으로 하는 컨버터. A transformer having a primary winding and a secondary winding,
A first leg and a second leg respectively connected in parallel between a first terminal and a second terminal with the switching element having a switch element connected in parallel with the anti-parallel diode and the parallel capacitor in upper and lower arms, A first capacitor connected in parallel to one of the switching elements of the upper and lower arms of the second leg or one of the switching elements of the upper arm and the lower arm of the first and second legs, And a second capacitor connected in parallel to the other switching element of the arm or the other switching element of the upper arm or the lower arm of the first leg and the second leg, ,
At least two unidirectional elements bridgingly connected to a third terminal and a fourth terminal from the secondary winding of the transformer by full-wave rectification are provided with switching elements each including a switching element in which parallel capacitors are connected in parallel, A second circuit having a third capacitor and a fourth capacitor connected in parallel to at least two of the switching elements and connected to the secondary winding side,
The one-directional elements are connected in series with each other at the same polarity through the primary winding or between the connection points of the upper and lower arms of the first leg and the connection points of the upper and lower arms of the second leg An inductance means connected between the connection point side and the other connection point side connected in series with the same polarity of the one-directional elements via the secondary winding,
The switching elements of the upper arm of the first or second legs and the switching elements of the lower arms of the second or first leg are alternately turned on and off in a group so that the DC input from the first and second terminal sides And the first switching element and the second switching element of the first or second leg in the on state are alternately turned on and off, Or the switching element of the lower arm of the first leg, the control circuit turning off the switching element to which the first condenser or the second condenser is connected in parallel,
The control circuit controls the third capacitor or the fourth capacitor so that the energy input from the first and second terminal sides is accumulated in the inductance means during a period in which the switching element of the first circuit is in the ON state And turns off the switching element of the second circuit which is made conductive in the forward direction before turning off the switching element of the first circuit which first turns off the switching element connected in parallel in the forward direction. 삭제delete 삭제delete 1차 권선과 2차 권선을 갖는 트랜스,
역병렬 다이오드와 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 갖는 스위칭 소자를 상하 암으로 하여 제1 단자와 제2 단자 사이에 각각 병렬로 접속된 제1 레그와 제2 레그, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 일방의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 일방의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제1 콘덴서, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제2 콘덴서를 갖고, 상기 1차 권선측에 접속되는 제1 회로,
상기 트랜스의 2차 권선으로부터 제3 단자 및 제4 단자간에 전파 정류하도록 브릿지 접속되는 일방향성 소자 중 적어도 2개의 상기 일방향성 소자는 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 포함하는 스위칭 소자가 각각 병렬로 접속되는 브릿지 접속 회로, 적어도 2개의 상기 스위칭 소자에 각각 병렬로 접속되는 제3 콘덴서와 제4 콘덴서를 갖고, 상기 2차 권선측에 접속되는 제2 회로,
상기 제1 레그의 상하 암의 접속점측과 상기 제2 레그의 상하 암의 접속점측과 사이에 상기 1차 권선을 통하여 또는 상기 브릿지 접속 회로 내에서 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 접속점측과 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 다른 쪽의 접속점측과 사이에 상기 2차 권선을 통하여 접속되는 인덕턴스 수단,
상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자를 조(group)로 하여 번갈아 온오프시켜서 상기 제1, 제2 단자측으로부터 입력되는 직류를 교류로 변환시켜서 상기 제1 회로로부터 출력시키고, 상기 조로 되는 스위칭 소자를 번갈아 온오프 제어함에 있어서, 온상태에 있는 상기 조로 되는 상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자 중, 상기 제1 콘덴서 또는 상기 제2 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 스위칭 소자를 먼저 오프시키는 제어회로를 포함하고,
상기 제어회로는, 상기 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자가 온상태에 있는 기간에 상기 제1 및 제2 단자측으로부터 입력되는 에너지를 상기 인덕턴스 수단을 통하여 상기 제3 및 제4 단자 측에 공급시키도록 상기 제1 회로의 스위칭 소자를 펄스 제어하고, 상기 제2 회로의 스위칭 소자를 순방향으로 도통시키지 않는 동작으로부터, 상기 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자가 온상태에 있는 기간에 상기 제1 및 제2 단자측으로부터 입력되는 에너지를 상기 인덕턴스 수단에 축적시키도록 상기 제3 콘덴서 또는 제4 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 제2 회로의 스위칭 소자를 순방향으로 도통시켜, 먼저 오프시키는 제1 회로의 스위칭 소자를 오프하기 전에 상기 순방향으로 도통시키고 있는 제2 회로의 스위칭 소자를 오프시키는 동작으로 절환하는 것을 특징으로 하는 컨버터. A transformer having a primary winding and a secondary winding,
A first leg and a second leg respectively connected in parallel between a first terminal and a second terminal with the switching element having a switch element connected in parallel with the anti-parallel diode and the parallel capacitor in upper and lower arms, A first capacitor connected in parallel to one of the switching elements of the upper and lower arms of the second leg or one of the switching elements of the upper arm or the lower arm of the first and second legs, And a second capacitor connected in parallel to the other switching element of the arm or the other switching element of the upper arm or the lower arm of the first leg and the second leg, ,
At least two unidirectional elements bridgingly connected to a third terminal and a fourth terminal from the secondary winding of the transformer by full-wave rectification are provided with switching elements each including a switching element in which parallel capacitors are connected in parallel, A second circuit having a third capacitor and a fourth capacitor connected in parallel to at least two of the switching elements and connected to the secondary winding side,
The one-directional elements are connected in series with each other at the same polarity through the primary winding or between the connection points of the upper and lower arms of the first leg and the connection points of the upper and lower arms of the second leg An inductance means connected between the connection point side and the other connection point side connected in series with the same polarity of the one-directional elements via the secondary winding,
The switching elements of the upper arm of the first or second legs and the switching elements of the lower arms of the second or first leg are alternately turned on and off in a group so that the DC input from the first and second terminal sides And the first switching element and the second switching element of the first or second leg in the on state are alternately turned on and off, Or the switching element of the lower arm of the first leg, the control circuit turning off the switching element to which the first condenser or the second condenser is connected in parallel,
Wherein the control circuit supplies energy input from the first and second terminal sides to the third and fourth terminal sides via the inductance means in a period in which the switching elements of the first circuit to be the set are in an on state The first switching element of the first circuit is pulse controlled and the switching element of the second circuit is not conducted in the forward direction so that the first and the second switching elements of the first circuit, The switching element of the first circuit which conducts the forward direction of the switching element of the second circuit connected in parallel with the third capacitor or the fourth capacitor so as to store the energy input from the two terminal side in the inductance means, And turning off the switching element of the second circuit conducting in the forward direction before turning off the switching element Converter. 1차 권선과 2차 권선을 갖는 트랜스,
역병렬 다이오드와 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 갖는 스위칭 소자를 상하 암으로 하여 제1 단자와 제2 단자 사이에 각각 병렬로 접속된 제1 레그와 제2 레그, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 일방의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 일방의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제1 콘덴서, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제2 콘덴서를 갖고, 상기 1차 권선측에 접속되는 제1 회로,
상기 트랜스의 2차 권선으로부터 제3 단자 및 제4 단자간에 전파 정류하도록 브릿지 접속되는 일방향성 소자 중 적어도 2개의 상기 일방향성 소자는 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 포함하는 스위칭 소자가 각각 병렬로 접속되는 브릿지 접속 회로, 적어도 2개의 상기 스위칭 소자에 각각 병렬로 접속되는 제3 콘덴서와 제4 콘덴서를 갖고, 상기 2차 권선측에 접속되는 제2 회로,
상기 제1 레그의 상하 암의 접속점측과 상기 제2 레그의 상하 암의 접속점측과 사이에 상기 1차 권선을 통하여 또는 상기 브릿지 접속 회로 내에서 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 접속점측과 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 다른 쪽의 접속점측과 사이에 상기 2차 권선을 통하여 접속되는 인덕턴스 수단,
상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자를 조(group)로 하여 번갈아 온오프시켜서 상기 제1, 제2 단자측으로부터 입력되는 직류를 교류로 변환시켜서 상기 제1 회로로부터 출력시키고, 상기 조로 되는 스위칭 소자를 번갈아 온오프 제어함에 있어서, 온상태에 있는 상기 조로 되는 상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자 중, 상기 제1 콘덴서 또는 상기 제2 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 스위칭 소자를 먼저 오프시키는 제어회로를 포함하고,
상기 제어회로는, 상기 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자가 온상태에 있는 기간에 상기 제1 및 제2 단자측으로부터 입력되는 에너지를 상기 인덕턴스 수단에 축적시키도록 상기 제3 콘덴서 또는 제4 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 제2 회로의 스위칭 소자를 순방향으로 도통시켜, 먼저 오프시키는 제1 회로의 스위칭 소자를 오프하기 전에 상기 순방향으로 도통시키고 있는 제2 회로의 스위칭 소자를 오프시키는 상기 제2 회로의 스위칭 소자의 펄스 제어를 행하는 동작으로부터, 상기 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자가 온상태에 있는 기간에 상기 제1 및 제2 단자측으로부터 입력되는 에너지를 상기 인덕턴스 수단을 통하여 상기 제3 및 제4 단자 측에 공급시키도록 상기 제2 회로의 스위칭 소자를 순방향으로 도통시키지 않는 동작으로 절환하는 것을 특징으로 하는 컨버터. A transformer having a primary winding and a secondary winding,
A first leg and a second leg respectively connected in parallel between a first terminal and a second terminal with the switching element having a switch element connected in parallel with the anti-parallel diode and the parallel capacitor in upper and lower arms, A first capacitor connected in parallel to one of the switching elements of the upper and lower arms of the second leg or one of the switching elements of the upper arm or the lower arm of the first and second legs, And a second capacitor connected in parallel to the other switching element of the arm or the other switching element of the upper arm or the lower arm of the first leg and the second leg, ,
At least two unidirectional elements bridgingly connected to a third terminal and a fourth terminal from the secondary winding of the transformer by full-wave rectification are provided with switching elements each including a switching element in which parallel capacitors are connected in parallel, A second circuit having a third capacitor and a fourth capacitor connected in parallel to at least two of the switching elements and connected to the secondary winding side,
The one-directional elements are connected in series with each other at the same polarity through the primary winding or between the connection points of the upper and lower arms of the first leg and the connection points of the upper and lower arms of the second leg An inductance means connected between the connection point side and the other connection point side connected in series with the same polarity of the one-directional elements via the secondary winding,
The switching elements of the upper arm of the first or second legs and the switching elements of the lower arms of the second or first leg are alternately turned on and off in a group so that the DC input from the first and second terminal sides And the first switching element and the second switching element of the first or second leg in the on state are alternately turned on and off, Or the switching element of the lower arm of the first leg, the control circuit turning off the switching element to which the first condenser or the second condenser is connected in parallel,
The control circuit controls the third capacitor or the fourth capacitor so that the energy input from the first and second terminal sides is accumulated in the inductance means during a period in which the switching element of the first circuit is in the ON state The switching element of the second circuit connected in parallel is turned on in the forward direction to turn off the switching element of the second circuit which conducts in the forward direction before the switching element of the first circuit which turns off first is turned off And a second terminal connected to the third terminal through the inductance means, and a third terminal connected to the third terminal through the inductance means, The switching element of the second circuit is switched to the operation of not conducting the forward direction to the terminal side Converter. 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 조로 되는 상기 제1 회로의 스위칭 소자 중 먼저 오프시키는 상기 제1 회로의 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 상기 병렬 콘덴서 및 상기 제1 콘덴서 또는 제2 콘덴서와의 합성 용량은, 나중에 오프시키는 상기 제1 회로의 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 상기 병렬 콘덴서의 용량보다 크고,
상기 트랜스는, 나중에 오프시키는 상기 제1 회로의 스위칭 소자의 스위치 소자와 동일한 레그에 있는 다른 상 또는 하 암의 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 상기 병렬 콘덴서의 양단전압을 제로까지 낮추도록 상기 병렬 콘덴서의 전하를 방전시키는 크기의 여자전류를 흘리는 여자 인덕턴스를 갖고,
상기 제어회로는, 상기 여자전류에 의해 나중에 오프시키는 상기 제1 회로의 스위칭 소자의 스위치 소자와 동일한 레그에 있는 다른 상 또는 하 암의 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 상기 병렬 콘덴서의 양단전압이 제로까지 낮아지기까지, 나중에 오프시키는 제1 회로의 스위칭 소자의 스위치 소자와 동일한 레그에 있는 다른 상 또는 하 암의 스위칭 소자의 스위치 소자를 공히 오프시키는 기간을 제공하는 것을 특징으로 하는 컨버터. The parallel capacitor according to any one of claims 1, 4, and 5, which is connected in parallel to the switch element of the switching element of the first circuit which is turned off first among the switching elements of the first circuit to be formed, The combined capacitance with the first capacitor or the second capacitor is larger than the capacitance of the parallel capacitor connected in parallel to the switching element of the switching element of the first circuit to be turned off later,
Wherein the transformer is configured to lower the voltage between both ends of the parallel capacitor connected in parallel to the switch element of another upper or lower arm switching element in the same leg as the switching element of the switching element of the first circuit to be turned off later, And has an excitation inductance for passing an excitation current of a magnitude that discharges the charge of the parallel capacitor,
Wherein the control circuit controls the voltage across both ends of the parallel capacitor connected in parallel to the switch element of the other upper or lower arm switching element in the same leg as the switching element of the switching element of the first circuit to be turned off later by the exciting current, The switching element of the switching element of the first circuit which is to be turned off later, the switching element of the switching element of the other upper or lower arm in the same leg as the switching element of the switching element of the first circuit. 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 회로의 상기 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 상기 역병렬 다이오드는, 상기 제1 회로의 스위칭 소자의 내장 다이오드, 상기 제1 회로의 스위칭 소자와는 별도로 외부 부착된 다이오드, 또는 이들을 조합한 것이고, 상기 제1 회로의 상기 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 상기 병렬 콘덴서는, 상기 제1 회로의 스위칭 소자의 기생용량, 상기 제1 회로의 스위칭 소자와는 별도로 외부 부착된 콘덴서, 또는 이들을 조합한 것이고,
상기 제2 회로의 상기 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 상기 일방향성 소자는, 상기 제2 회로의 스위칭 소자의 내장 다이오드, 상기 제2 회로의 스위칭 소자와는 별도로 외부에서 부착되는 다이오드, 또는 이들을 조합한 것이고, 상기 제2 회로의 상기 스위칭 소자의 스위치 소자에 병렬로 접속된 병렬 콘덴서는, 상기 제2 회로의 스위칭 소자의 기생용량, 상기 제2 회로의 스위칭 소자와는 별도로 외부에서 부착되는 콘덴서, 또는 이들을 조합한 것인 것을 특징으로 하는 컨버터. The semiconductor device according to any one of claims 1, 4, and 5, wherein the anti-parallel diode connected in parallel to the switching element of the switching element of the first circuit comprises: , A diode attached externally to the first circuit, or a combination thereof, and the parallel capacitor connected in parallel to the switch element of the first circuit comprises a switching element A capacitor externally mounted separately from the switching element of the first circuit, or a combination thereof,
The unidirectional element connected in parallel to the switching element of the switching element of the second circuit is a diode which is externally attached separately from the built-in diode of the switching element of the second circuit, the switching element of the second circuit, And the parallel capacitors connected in parallel to the switching elements of the switching elements of the second circuit are connected externally in addition to the parasitic capacitance of the switching elements of the second circuit and the switching elements of the second circuit A capacitor, or a combination thereof. 1차 권선과 2차 권선을 갖는 트랜스,
역병렬 다이오드와 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 갖는 스위칭 소자를 상하 암으로 하여 제1 단자와 제2 단자 사이에 각각 병렬로 접속된 제1 레그와 제2 레그, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 일방의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 일방의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제1 콘덴서, 상기 제1 레그 또는 제2 레그의 상하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자 또는 상기 제1 레그 및 제2 레그의 상 암 또는 하 암의 다른 쪽의 스위칭 소자에 병렬로 접속되는 제2 콘덴서를 갖고, 상기 1차 권선측에 접속되는 제1 회로,
상기 트랜스의 2차 권선으로부터 제3 단자 및 제4 단자간에 전파 정류하도록 브릿지 접속되는 일방향성 소자 중 적어도 2개의 상기 일방향성 소자는 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 스위치 소자를 포함하는 스위칭 소자가 각각 병렬로 접속되는 브릿지 접속 회로, 적어도 2개의 상기 스위칭 소자에 각각 병렬로 접속되는 제3 콘덴서와 제4 콘덴서를 갖고, 상기 2차 권선측에 접속되는 제2 회로,
상기 제1 레그의 상하 암의 접속점측과 상기 제2 레그의 상하 암의 접속점측과 사이에 상기 1차 권선을 통하여 또는 상기 브릿지 접속 회로 내에서 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 접속점측과 상기 일방향성 소자 끼리가 동일 극성으로 직렬로 접속되는 다른 쪽의 접속점측과 사이에 상기 2차 권선을 통하여 접속되는 인덕턴스 수단,
상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자를 조(group)로 하여 번갈아 온오프시켜서 상기 제1, 제2 단자측으로부터 입력되는 직류를 교류로 변환시켜서 상기 제1 회로로부터 출력시키고, 상기 조로 되는 스위칭 소자를 번갈아 온오프 제어함에 있어서, 온상태에 있는 상기 조로 되는 상기 제1 또는 제2 레그의 상 암의 스위칭 소자와 상기 제2 또는 제1 레그의 하 암의 스위칭 소자 중, 상기 제1 콘덴서 또는 상기 제2 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 스위칭 소자를 먼저 오프시키는 제어회로를 포함하고,
상기 제1 회로의 상기 제1 또는 제2 레그의 상하 암으로 하여 상기 제1 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 제1 회로의 스위칭 소자와 상기 제2 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 제1 회로의 스위칭 소자가 접속되고,
상기 제2 회로의 상기 브릿지 접속 회로는 상기 일방향성 소자와 상기 병렬 콘덴서가 각각 병렬로 접속된 상기 스위치 소자를 갖는 상기 제2 회로의 스위칭 소자를 상하 암으로 하여 제3 단자와 제4 단자 사이에 각각 병렬로 접속된 제3 레그와 제4 레그로 구성되며, 상기 제3 또는 제4 레그의 상하 암으로 하여 상기 제3 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 제2 회로의 스위칭 소자와 상기 제4 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 제2 회로의 스위칭 소자가 접속되고,
상기 제어회로는, 상기 제3 또는 제4 레그의 상 암의 제2 회로의 스위칭 소자와 상기 제4 또는 제3 레그의 하 암의 제2 회로의 스위칭 소자를 조로 하여 번갈아 온오프시켜서 상기 제3, 제4 단자측으로부터 입력되는 직류를 교류로 변환시켜서 상기 제2 회로로부터 출력시키고, 상기 조로 되는 제2 회로의 스위칭 소자를 번갈아 온오프 제어함에 있어, 온상태에 있는 상기 조로 되는 상기 제3 또는 제4 레그의 상 암의 제2 회로의 스위칭 소자와 상기 제4 또는 제3 레그의 하 암의 제2 회로의 스위칭 소자 중, 상기 제3 콘덴서 또는 상기 제4 콘덴서가 병렬로 접속된 상기 제2 회로의 스위칭 소자를 먼저 오프시키는 것을 특징으로 하는 컨버터를 포함한 쌍방향 컨버터. A transformer having a primary winding and a secondary winding,
A first leg and a second leg respectively connected in parallel between a first terminal and a second terminal with the switching element having a switch element connected in parallel with the anti-parallel diode and the parallel capacitor in upper and lower arms, A first capacitor connected in parallel to one of the switching elements of the upper and lower arms of the second leg or one of the switching elements of the upper arm or the lower arm of the first and second legs, And a second capacitor connected in parallel to the other switching element of the arm or the other switching element of the upper arm or the lower arm of the first leg and the second leg, ,
At least two unidirectional elements bridgingly connected to a third terminal and a fourth terminal from the secondary winding of the transformer by full-wave rectification are provided with switching elements each including a switching element in which parallel capacitors are connected in parallel, A second circuit having a third capacitor and a fourth capacitor connected in parallel to at least two of the switching elements and connected to the secondary winding side,
The one-directional elements are connected in series with each other at the same polarity through the primary winding or between the connection points of the upper and lower arms of the first leg and the connection points of the upper and lower arms of the second leg An inductance means connected between the connection point side and the other connection point side connected in series with the same polarity of the one-directional elements via the secondary winding,
The switching elements of the upper arm of the first or second legs and the switching elements of the lower arms of the second or first leg are alternately turned on and off in a group so that the DC input from the first and second terminal sides And the first switching element and the second switching element of the first or second leg in the on state are alternately turned on and off, Or the switching element of the lower arm of the first leg, the control circuit turning off the switching element to which the first condenser or the second condenser is connected in parallel,
The switching element of the first circuit in which the first capacitor is connected in parallel with the upper and lower arms of the first or second leg of the first circuit and the switching element of the first circuit of which the second capacitor is connected in parallel, Respectively,
Wherein the bridge circuit of the second circuit has a switching element of the second circuit having the switching element in which the unidirectional element and the parallel capacitor are connected in parallel, Wherein the third and fourth legs are connected in parallel to each other, and the switching device of the second circuit, in which the third capacitor is connected in parallel with the upper and lower arms of the third or fourth leg, The switching elements of the second circuit connected in parallel are connected,
The control circuit alternately turns on and off the switching elements of the second circuit of the upper arm of the third or fourth leg and the switching elements of the second circuit of the lower arm of the fourth or third leg, , The direct current input from the fourth terminal side is converted into an alternating current and outputted from the second circuit, and in the alternate on / off control of the switching element of the second circuit to be formed, The third capacitor or the fourth capacitor among the switching elements of the second circuit of the upper arm of the fourth leg and the switching element of the second circuit of the lower arm of the fourth or third leg, And the switching element of the circuit is turned off first. 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어회로는 상기 조로 되는 제1 회로의 스위칭 소자가 온상태에 있는 기간에 상기 제1 및 제2 단자측으로부터 입력되는 에너지를 상기 인덕턴스 수단을 통하여 상기 제3 및 제4 단자 측에 공급시키도록 상기 제2 회로의 스위칭 소자를 순방향으로 도통시키지 않는 것을 특징으로 하는 컨버터. The control circuit according to any one of claims 1, 4, and 5, wherein the control circuit is configured to control the energy supplied from the first and second terminals The switching element of the second circuit is not conducted in the forward direction so as to supply the second switching element to the third and fourth terminals via the inductance means.
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