KR101704189B1 - 오존발생 전원공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오존발생 전원공급장치에 관한 것으로, 입력 AC전압을 정류하는 풀브리지 다이오드 정류기와, 입력 AC전압에 대해 역률을 단위역률(PF=1)로 제어하고 입력 AC전압의 피크치 이상의 DC전압을 출력하는 PFC DC-DC 부스트 컨버터와, 하프브리지 전력반도체스위치(스위치)의 스위칭을 통해 고주파 AC전압을 출력하며, 이 고주파 AC전압을 높은 고주파 AC전압으로 변환하여 변압기 2차측 부하단의 오존방전체에 출력하는 승압형 절연 변압기가 연결된 단상 하프브리지 인버터와, 단상 하프브리지 인버터의 스위치를 구동시키는 부트스트랩 스위치 드라이버 회로를 포함한다. 본 발명에 따르면, 본 발명의 오존발생 전원공급장치는 PFC DC-DC 부스트 컨버터를 이용하여 입력단 노이즈 및 고조파 영향을 최소화하고 입력 AC전압의 입력역률을 단위역률(PF=1)이 되게 하고, 단상 하프브리지 인버터의 입력단에 안정된 높은 DC입력전압을 생성할 수 있으며, 이에 PFC DC-DC 부스트 컨버를 이용하여 단상 하프브리지 인버터에 안정된 높은 DC입력전압을 공급함으로써, 기존의 오존발생 전원공급장치의 단상 하프브리지 인버터 변압기의 권선비보다 낮은 권선비의 승압형 절연 변압기로도 오존방전체에 높은 고주파 AC전압을 출력할 수 있으며, 전력회로와 동일한 접지를 이용하면서도 간단하게 스위치를 구동할 수 있는 비절연 타입의 부트스트랩 방식의 스위치 드라이버 회로를 이용함으로써, 시스템 손실의 최소화 및 제어의 용이성과 소형화 및 시스템 동작의 고안정화가 가능하다.

Description

오존발생 전원공급장치{Ozone Generation Power Supply}
본 발명은 오존발생 전원공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PFC DC-DC 부스트 컨버터와 단순화된 스위치 드라이버 회로에 의해 구동되는 하프브리지 스위치의 스위칭을 통해 고주파 AC전압을 발생하는 단상 하프브리지 인버터와 이 단상 하프브리지 인버터에 의해 발생된 고주파 AC전압을 승압형 절연 변압기를 이용하여 높은 고주파 AC전압을 발생시켜 오존방전체에 인가함으로써 오존을 발생하는 오존발생 전원공급장치에 관한 것이다.
최근, 살균과 특수세정의 용도로 오존발생 시스템들이 주목받고 있다. 오존은 강한 산화력을 가지고 있어 살균 등의 용도로 사람들의 생활환경에 많이 이용될 뿐만 아니라([1], [2]), 특히 최근에는 반도체나 디스플레이 소자 공정에 있어 화학 세정제를 대체하는 친환경 세정장비에도 많이 이용되고 있다. 이에 따라 이러한 오존발생 시스템의 구성 중에서 핵심부분이라고 할 수 있는 오존발생 전원공급장치의 중요성도 더욱 부각되고 있다. 오존발생 전원공급장치는 높은 고주파 AC전압을 출력하여 출력단의 오존방전체에 인가함으로써 오존을 발생시키는 전원회로로, 오존발생을 위하여 높은 권선비(turn ratio)를 가지는 승압형 절연 변압기가 추가로 연결되어 높은 고주파 AC전압을 출력하는 단상 인버터가 핵심 역할을 하는 전원공급장치이다. 여기서, 단상 인버터는 DC입력전압으로부터 단상의 AC전압을 부하에 공급하며, 3상 인버터에 비해 그 구조와 제어가 간단하다. 단상 인버터에는 풀브리지와 하프브리지의 두 개의 기본회로가 있다([3]). 풀브리지 인버터는 두 개의 폴(pole)로 구성되어 하프브리지 인버터에 비해 큰 전력을 변환할 수 있지만, 사용되는 전력반도체스위치(스위치)와 다이오드의 수가 하프브리지 인버터보다 2배 더 많아서, 그로 인한 도통손실과 가격부담이 커지고 시스템의 크기도 증가하는 단점이 있다. 한편, 단상 하프브리지 인버터는 단일 폴로 구성되어 구조가 간단하고 제어가 용이한 장점이 있으며, 시스템의 손실을 최소화하고 소형화하는데 적합하다([4] ~ [6]).
그런데 인버터가 오존방전체와 같이 높은 고주파 AC전압이 요구되는 부하에 높은 고주파 AC전압을 공급하기 위해서는 일반적으로 높은 DC입력전압을 필요로 한다. 왜냐 하면, 그렇게 하는 것이 인버터 출력단의 변압기의 권선비와 크기를 감소시켜 시스템 전체의 크기를 감소시키는데 유리하기 때문이다. 그래서 일반적으로 산업계에서는 풀브리지 다이오드 정류기를 사용한다. 그러나 이 정류기는 AC입력전압의 피크치 이상의 DC전압을 출력할 수 없을 뿐만 아니라, 정류기 고유의 비선형 동작으로 인하여 입력역률(PF; Power Factor)이 악화되는 단점을 가진다. 그러므로 이러한 단점을 극복하기 위한 한 방법으로 AC입력전류를 직접적으로 제어함으로써 입력역률을 단위역률(PF=1)로 제어하고, AC입력전압의 피크치 이상의 높은 DC전압을 출력하는 역률개선(PFC; Power Factor Correction) DC-DC 부스트 컨버터를 풀브리지 다이오드 정류기와 함께 사용한다([7]).
한편, 이러한 인버터의 스위치를 구동시키는 스위치 드라이버 회로를 구현함에 있어서는, 스위치의 구동전원을 위하여 별도의 접지가 적용된 별도의 구동전원을 만들어야 되는 단점 및 번거로움이 있다. 이 때, 포토커플러 등을 통한 절연방식을 이용함에 따라 회로구성이 복잡해지는 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0046566호(공개일 2012.05.10.)
[1] 김동희, 이달해, 송현직, 오승훈, 이봉섭, 배상준, "오존 발생기용 전원장치 개발 및 특성에 관한 연구", Journal of the Institute of Industrial Technology, Vol. 25, No. 1, pp. 111-118, 1997년 6월. [2] 박노식, 박성준, 원태헌, 안진우, 김철우, "구형파 및 PWM 인버터 조합에 의한 오존발생용 인버터" 대한전기학회 하계학술대회 논문집, pp. 1193-1195, 2004년 7월. [3] 노의철, 정규범, 최남섭, "전력전자공학", 문운당, pp. 313-386, 2003년. [4] M. Amajad, Z. Salam, M. Facta, and K. Ishaque, "Design and Development of a High-Voltage Transformer-less Power Supply for Ozone Generators Based on a Voltage-fed Full Bridge Resonant Inverter", Journal of Power Electronics, Vol. 12, No. 3, pp. 387-398, May 2012. [5] C. Blanco, P. J. Villegas, E. Lㆃpez, M. Alonso, and M. Rico, "An improved electronic transformer for low power halogen cycle lamps", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 33, No. 1, pp. 246-251, Jan./Feb. 1997. [6] J. M. Alonso, C. Ordiz, M. A. Dalla Costa, J. Ribas, and J. Cardesㅽn, "High-Voltage Power Supply for Ozone Generation Based on Piezoelectric Transformer", IEEE Transactions on Industry applications, Vol. 45, No. 4, pp. 1513- 1523, July/Aug. 2009. [7] 정강률, "DC-DC 부스트컨버터 구조를 이용한 단위역률 제어용 고용량 전원 공급장치" 한국정보기술학회 논문지, 제 10권, 제 7호, pp. 31-40, 2012년 7월.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 오존발생 전원공급장치의 전단 전원장치로써 PFC DC-DC 부스트 컨버터를 구성하여 안정된 높은 DC입력전압을 생성할 뿐만 아니라, 단위 입력역률(PF=1)을 구현하며 AC 입력전류의 고조파를 최소화하고, 또한 오존발생 전원공급장치의 후단 전원장치로써 하프브리지 스위치와 이에 비절연 타입의 부트스트랩 방식으로 단순화된 스위치 드라이버 회로를 적용한 단상 하프브리지 인버터와 함께 승압형 절연 변압기를 구성하여 전단 전원장치에 의해 생성된 안정된 높은 DC입력전압으로부터 높은 고주파 AC전압을 출력하여 오존방전체에 인가함으로써 오존을 발생시키는 오존발생 전원공급장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 오존발생 전원공급장치는, AC전압을 정류하는 풀브리지 다이오드 정류기; 상기 AC전압에 대해 입력역률을 단위역률(PF=1)로 제어할 뿐만 아니라 AC 입력전류의 고조파를 감소시켜 AC 입력라인의 고조파의 영향을 최소화하고, 상기 AC전압의 피크치 이상의 DC전압을 출력하는 PFC DC-DC 부스트 컨버터; 하프브리지 스위치의 스위칭을 통해 고주파 AC전압을 출력하며, 부하단에 오존을 발생시키기 위하여 높은 고주파 AC전압으로 변환하는 승압형 절연 변압기가 연결된 단상 하프브리지 인버터; 및 상기 단상 하프브리지 인버터의 스위치를 구동시키는 비절연 타입의 부트스트랩 방식의 스위치 드라이버 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 오존발생 전원공급장치에 따르면, 본 발명의 오존발생 전원공급장치는 PFC DC-DC 부스트 컨버터를 이용하여 입력단 노이즈 및 고조파 영향을 최소화하고 입력역률을 단위역률(PF=1)이 되게 하고, 단상 하프브리지 인버터의 입력단에 안정된 높은 DC입력전압을 생성할 수 있으며, 이에 안정된 높은 DC입력전압을 비절연 타입의 부트스트랩 방식으로 단순화된 스위치 드라이버 회로를 적용하여 하프브리지 스위치를 스위칭하는 단상 하프브리지 인버터와 승압형 절연 변압기를 이용하여 오존방전체에 높은 고주파 AC전압을 출력할 수 있다. 이에 시스템 손실의 최소화 및 제어의 용이성과, 소형화 및 시스템 동작의 고안정화를 이룰 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력회로와 동일한 접지를 이용하는 비절연 타입의 부트스트랩 방식의 스위치 드라이버 회로를 이용하여 간단하게 하프브리지 스위치를 구동하도록 함으로써 스위치 구동회로를 단순화시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 오존발생 전원공급장치의 제어개념블록도이다.
도 2는 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 간략화 회로도이다.
도 3은 본 발명의 오존발생 전원공급장치의 AC 입력부와 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 주요 부분의 전압, 전류의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 각 모드별 등가회로도이다.
도 5는 본 발명의 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 주요 부분의 전압, 전류 파형도이다.
도 6은 본 발명의 단상 하프브리지 인버터의 전체 회로도이다.
도 7은 본 발명의 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 동작설명을 쉽게 하기 위하여, 변압기 2차측의 오존방전체를 변압기 1차측으로 반영하고 저항
Figure 112015041386361-pat00001
과 커패시터
Figure 112015041386361-pat00002
의 직렬회로로 모델링한 모델링 회로도이다.
도 8은 도 7의 회로에 근거하여 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 동작설명을 위해 나타낸 각 모드별 전력회로상태의 등가회로도이다.
도 9는 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 스위치 드라이버의 회로도이다.
본 발명은 PFC DC-DC 부스트 컨버터와 하프브리지 스위치의 구동을 위하여 비절연 타입의 부트스트랩 방식 스위치 드라이버 회로를 적용한 하프브리지 스위치에 의한 단상 하프브리지 인버터 구조를 가지고 승압형 절연 변압기를 이용하여 높은 고주파 AC전압을 발생하여 오존방전체에 인가함으로써 오존을 발생시키는 오존발생 전원공급장치에 관한 것이다. 본 발명의 오존발생 전원공급장치는 먼저 AC 입력단의 노이즈 및 고조파 영향을 최소화하고 입력역률을 단위역률(PF=1)이 되게 하며, 단상 하프브리지 인버터의 입력단에 안정된 높은 DC입력전압을 생성하기 위해 PFC DC-DC 부스트 컨버터를 전단 전원장치로 이용한다. 또한, 전단 전원장치에 의해 생성된 안정된 높은 DC입력전압으로부터 오존방전체에 높은 고주파 AC전압을 출력하기 위해 단상 하프브리지 인버터와 승압형 절연 변압기를 이용한다. 이렇게 PFC DC-DC 부스트 컨버터를 이용하여 안정된 높은 DC 입력전압을 생성함으로써 고주파 AC 단상 하프브리지 인버터 출력단의 승압형 절연 변압기의 권선비를 감소시켜 인버터 시스템의 크기를 감소시킬 뿐만 아니라, 단상 하프브리지 인버터의 하프브리지 스위치에 비절연 타입의 부트스트랩 방식의 스위치 드라이버 회로를 적용하여 구성을 단순화시키고 있다.
이하, 본 발명의 오존발생 전원공급장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 오존발생 전원공급장치의 제어개념블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 오존발생 전원공급장치는, 입력 AC전압에서 발생하는 전자파 장해(Electro Magnetic Interference; EMI)를 필터링하는 EMI 필터(1)와, 입력 AC전압을 정류하는 풀브리지 다이오드 정류기(2)와, 입력 AC전압에 대해 입력역률을 단위역률(PF=1)로 제어하고, AC전압의 피크치 이상의 DC전압을 출력하는 PFC DC-DC 부스트 컨버터(3)와, 부트스트랩 스위치 드라이버 회로(41)를 이용한 하프브리지 스위치(42)의 스위칭을 통해 고주파 AC전압을 출력하는 단상 하프브리지 인버터(4)와, 단상 하프브리지 인버터(4)에서 발생된 고주파 AC전압을 높은 고주파 AC전압으로 변환하여 오존방전체로 인가하는 승압형 절연 변압기(5)를 포함한다.
여기서, 스위치로는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 등이 이용될 수 있으며, EMI 필터(1)는 오존발생 전원공급장치의 설치 여건에 따라 선택적으로 구성될 수도 있다.
그러면 여기서 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터(3) 및 단상 하프브리지 인버터(4)의 구성 및 동작에 대해 각각 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 간략화 회로도이다.
여기서, 입력 커패시터
Figure 112015041386361-pat00003
앞부분에 AC입력, EMI 필터(1), 풀브리지 다이오드 정류기(2) 등을 적용하여 PFC DC-DC 부스트 컨버터(3)에 이용한다. 여기서 개념 설명을 쉽게 하기 위하여 입력 커패시터
Figure 112015041386361-pat00004
의 앞부분은 생략하기로 하며, 후단의 주 전력변환단, 즉 단상 하프브리지 인버터(4)는 출력저항
Figure 112015041386361-pat00005
로 단순화하여 표기하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터(3)는, 입력 커패시터
Figure 112015041386361-pat00006
의 일단, 스위치
Figure 112015041386361-pat00007
의 소스 단자, 출력커패시터
Figure 112015041386361-pat00008
의 일단, 출력저항
Figure 112015041386361-pat00009
의 일단이 접지되며, 인덕터
Figure 112015041386361-pat00010
가 입력 커패시터
Figure 112015041386361-pat00011
의 타단 및 스위치
Figure 112015041386361-pat00012
의 드레인 단자에 접속되며, 출력다이오드
Figure 112015041386361-pat00013
의 애노드 단자가 스위치
Figure 112015041386361-pat00014
의 드레인 단자에 접속되며 출력다이오드
Figure 112015041386361-pat00015
의 캐소드 단자가 출력커패시터
Figure 112015041386361-pat00016
의 타단 및 출력저항
Figure 112015041386361-pat00017
의 타단에 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 PFC DC-DC 부스트 컨버터(3)의 동작방식은, 크게 불연속 도통모드(DCM; Discontinuous Conduction Mode) 방식과 연속 도통모드(CCM; Continuous Conduction Mode) 방식으로 구분된다. DCM 방식은 기본적으로 전압이나 전류를 검출할 필요가 없어 제어가 간단한 장점은 있으나, 전류의 리플이 커서 각 소자의 전압/전류 스트레스가 큰 단점을 가진다. 그에 반해 CCM 방식은 입력전류/전압을 검출하여 추종하는 제어를 통해 DCM 방식의 단점을 개선하기는 하나, 그에 따른 제어회로가 복잡해지는 단점을 가진다. 그래서 본 발명의 오존발생 전원공급장치의 PFC DC-DC 부스트 컨버터(3)는 각 방식의 단점을 극복하기 위하여 경계 도통모드(BCM; Boundary Conduction Mode) 방식을 이용한다. 이 방식은 앞의 두 방식에 비해 제어회로는 간단하면서도 제어가 용이한 장점을 가진다.
도 3은 본 발명의 오존발생 전원공급장치의 AC 입력부와 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 주요 부분의 전압, 전류의 파형도로 여기서
Figure 112015041386361-pat00018
와
Figure 112015041386361-pat00019
는 본 발명의 오존발생 전원공급장치의 입력 AC전압과 전류를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 각 모드별 등가회로도이다. 도 4에서 굵은 선은 각 모드에서 전류가 흐르는 패스(path)이다.
모드 1 (
Figure 112015041386361-pat00020
) : 시간
Figure 112015041386361-pat00021
에서 스위치
Figure 112015041386361-pat00022
가 턴온 된다. 그러면 인덕터
Figure 112015041386361-pat00023
의 양단 전압
Figure 112015041386361-pat00024
는 정류전압
Figure 112015041386361-pat00025
과 동일한 값을 가진다. 인덕터
Figure 112015041386361-pat00026
에 흐르는 전류
Figure 112015041386361-pat00027
는 영(0)인 상태에서 양(+)의 기울기를 가지며, 다음의 식과 같이 선형적으로 증가하게 된다.
Figure 112015041386361-pat00028
--- 식 (1)
이 때 출력다이오드
Figure 112015041386361-pat00029
는 역방향 바이어스 되어 턴오프 된다. 이 모드는 시간
Figure 112015041386361-pat00030
에서 스위치
Figure 112015041386361-pat00031
가 턴오프 되면 종료된다.
모드 2 (
Figure 112015041386361-pat00032
) : 시간
Figure 112015041386361-pat00033
에서 스위치
Figure 112015041386361-pat00034
가 턴오프 되면 스위치
Figure 112015041386361-pat00035
의 양단전압은 출력전압
Figure 112015041386361-pat00036
가 된다. 이 구간에서는 출력전압
Figure 112015041386361-pat00037
가 정류전압
Figure 112015041386361-pat00038
보다 더 커서, 인덕터 양단전압
Figure 112015041386361-pat00039
는 음의 전압
Figure 112015041386361-pat00040
을 가지므로, 인덕터
Figure 112015041386361-pat00041
의 전류
Figure 112015041386361-pat00042
또한 다음의 식과 같이 음(-)의 기울기로 영(0)까지 선형적으로 감소하게 된다.
Figure 112015041386361-pat00043
--- 식 (2)
이 때 출력다이오드
Figure 112015041386361-pat00044
는 순방향 바이어스 되어 턴온 되고, 출력다이오드 전류
Figure 112015041386361-pat00045
는 인덕터 전류
Figure 112015041386361-pat00046
와 동일하다(
Figure 112015041386361-pat00047
). 이 모드는 인덕터 전류
Figure 112015041386361-pat00048
가 영(0)까지 감소하게 되면 종료되고, 이 때 한 주기도 종료되며 다시 모드 1부터 동작이 반복된다.
도 5는 본 발명의 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 주요 부분의 전압, 전류 파형도이며, 도 6은 본 발명의 단상 하프브리지 인버터의 전체 회로도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 전원공급장치의 단상 하프브리지 인버터의 전력회로는 상기한 PFC DC-DC 부스트 컨버터(3)의 출력커패시터
Figure 112015041386361-pat00049
와 그 입력전압 분배를 위한 커패시터
Figure 112015041386361-pat00050
과
Figure 112015041386361-pat00051
, 스위치 MOSFET
Figure 112015041386361-pat00052
과
Figure 112015041386361-pat00053
로 구성된 하프브리지 및
Figure 112015041386361-pat00054
과
Figure 112015041386361-pat00055
의 각각의 내부 바디다이오드인
Figure 112015041386361-pat00056
과
Figure 112015041386361-pat00057
로 구성된다.
단상 하프브리지 인버터의 부하단(
Figure 112015041386361-pat00058
과
Figure 112015041386361-pat00059
)에는 오존을 발생시키기 위해 승압형 절연 변압기가 연결된다. 이 변압기는 통상적으로 수천 V에 이르는 높은 고주파 AC전압을 출력하기 위해 1차측의 권선수에 비해 2차측의 권선수를 매우 크게 하며, 변압기의 2차측에는 오존발생을 위한 오존방전체의 각 전극이 연결된다.
도 6을 참조하면, 구체적으로, 단상 하프브리지 인버터(4)는, PFC DC-DC 부스트 컨버터의 출력커패시터
Figure 112015041386361-pat00060
의 타단에 커패시터
Figure 112015041386361-pat00061
의 일단이 접속되며, 출력커패시터
Figure 112015041386361-pat00062
의 일단에 커패시터
Figure 112015041386361-pat00063
의 일단이 접속되며, 커패시터
Figure 112015041386361-pat00064
의 타단과 커패시터
Figure 112015041386361-pat00065
의 타단이 제1접점(
Figure 112015041386361-pat00066
)에 접속되며, 스위치
Figure 112015041386361-pat00067
의 드레인 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
Figure 112015041386361-pat00068
의 캐소드 단자가 커패시터
Figure 112015041386361-pat00069
의 일단에 접속되며, 스위치
Figure 112015041386361-pat00070
의 소스 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
Figure 112015041386361-pat00071
의 애노드 단자가 커패시터
Figure 112015041386361-pat00072
의 일단에 접속되며, 스위치
Figure 112015041386361-pat00073
의 소스 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
Figure 112015041386361-pat00074
의 애노드 단자와, 스위치
Figure 112015041386361-pat00075
의 드레인 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
Figure 112015041386361-pat00076
의 캐소드 단자가 제2접점(
Figure 112015041386361-pat00077
)에 접속되며, 제1접점과 제2접점 사이에 승압형 절연 변압기가 형성되어 있으며, 스위치
Figure 112015041386361-pat00078
및 스위치
Figure 112015041386361-pat00079
의 게이트 단자에 각각 게이트 저항
Figure 112015041386361-pat00080
과
Figure 112015041386361-pat00081
를 통하여 부트스트랩 스위치 드라이버 회로(41)가 접속되어 있다.
부트스트랩 스위치 드라이버 회로(41)는, 스위치
Figure 112015041386361-pat00082
의 게이트 단자가 저항
Figure 112015041386361-pat00083
을 경유하여 n형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00084
의 이미터 단자 및 p형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00085
의 이미터 단자에 접속되며, 스위치
Figure 112015041386361-pat00086
의 게이트 단자는 저항
Figure 112015041386361-pat00087
를 경유하여 n형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00088
의 이미터 단자 및 p형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00089
의 이미터 단자에 접속되고, n형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00090
의 베이스 단자 및 p형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00091
의 베이스 단자에는 스위치
Figure 112015041386361-pat00092
의 구동을 위한 PWM 출력
Figure 112015041386361-pat00093
가 인가되며, n형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00094
의 베이스 단자 및 p형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00095
의 베이스 단자에는 스위치
Figure 112015041386361-pat00096
의 구동을 위한 PWM 출력
Figure 112015041386361-pat00097
가 인가되며, 구동전압
Figure 112015041386361-pat00098
는 부트스트랩 다이오드
Figure 112015041386361-pat00099
의 애노드에 입력되고 부트스트랩 다이오드
Figure 112015041386361-pat00100
의 캐소드는 커패시터
Figure 112015041386361-pat00101
의 일단에 접속되며 커패시터
Figure 112015041386361-pat00102
의 타단은 p형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00103
의 컬렉터단과 제2접점
Figure 112015041386361-pat00104
에 연결된다. 커패시터
Figure 112015041386361-pat00105
의 일단은 p형 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00106
의 컬렉터 단자 및 스위치
Figure 112015041386361-pat00107
의 소스 단자 및 접지에 접속되고, 커패시터
Figure 112015041386361-pat00108
의 타단에는 구동전압
Figure 112015041386361-pat00109
가 입력된다.
이와 같이, 본 발명은 단상 하프브리지 인버터(4)의 하프브리지 스위치
Figure 112015041386361-pat00110
과
Figure 112015041386361-pat00111
의 제어를 위해 부트스트랩 방식의 회로를 이용하여 스위치 드라이버를 간략화시키고 있다. 부트스트랩 구동 방식은 비절연 타입으로 스위칭 펄스변압기를 이용하지 않는 대신 도 6에 표시된 것처럼 각각의 디스크리트(discrete) 소자를 이용하여 구현하거나 부트스트랩 구동 IC를 이용하여 저비용으로 스위치를 간단하게 구동하는 방식이다. 동작하는 방식은 하위 스위치
Figure 112015041386361-pat00112
의 경우에는 일반적인 스위치 구동회로와 거의 유사하게 동작하나, 상위 스위치
Figure 112015041386361-pat00113
의 경우에는 하위 스위치
Figure 112015041386361-pat00114
가 턴온될 때 부트스트랩 다이오드
Figure 112015041386361-pat00115
를 통하여 커패시터
Figure 112015041386361-pat00116
에 구동전압을 충전해 두었다가 스위치
Figure 112015041386361-pat00117
가 턴오프된 후 스위치
Figure 112015041386361-pat00118
소스의 전압레벨이 올라가고 이 소스전압에 대비하여 트랜지스터
Figure 112015041386361-pat00119
과
Figure 112015041386361-pat00120
의 스위칭함으로써 상위 스위치
Figure 112015041386361-pat00121
의 게이트-소스에 스위치 구동전압
Figure 112015041386361-pat00122
을 인가하는 방식이다.
본 실시예에서는 스위치
Figure 112015041386361-pat00123
및 스위치
Figure 112015041386361-pat00124
에 MOSFET을 이용하는 경우에 대해 설명하고 있으나, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등과 같은 전압 구동형 전력반도체스위치로 변경하여 회로를 구성할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 동작설명을 쉽게 하기 위하여, 변압기 2차측의 오존방전체를 변압기 1차측으로 반영하고 저항
Figure 112015041386361-pat00125
과 커패시터
Figure 112015041386361-pat00126
의 직렬회로로 모델링한 모델링 회로도이고, 도 8은 도 7의 회로에 근거하여 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 동작설명을 위해 나타낸 각 모드별 전력회로상태의 등가회로도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 동작을 아래와 같이 설명한다.
한편,
Figure 112015041386361-pat00127
과
Figure 112015041386361-pat00128
는 각각 변압기의 자화인덕턴스와 누설인덕턴스를 나타낸다. 변압기의 1차전류는 각 하프브리지 스위치 및 다이오드의 턴온/턴오프 상태에 따라 방향을 전환하며, 누설인덕턴스의 크기에 따라 그 전환되는 시간과 기울기가 좌우된다. 이 때 부하 임피던스
Figure 112015041386361-pat00129
는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112015041386361-pat00130
--- 식 (3)
여기서
Figure 112015041386361-pat00131
는 스위칭 각주파수이고,
Figure 112015041386361-pat00132
은, 도 7에 표시된 바와 같이, 변압기 2차측의 오존방전체를 변압기 1차측으로 반영하고 저항
Figure 112015041386361-pat00133
과 커패시터
Figure 112015041386361-pat00134
의 직렬회로로 모델링한 오존방전체의 등가 임피던스이다.
도 7과 도 8에서 커패시터 전압
Figure 112015041386361-pat00135
과
Figure 112015041386361-pat00136
는 커패시턴스
Figure 112015041386361-pat00137
과
Figure 112015041386361-pat00138
가 충분히 크고 동일한 값을 가지므로 서로 같고 일정하다. 그리고 각 스위치는 펄스폭변조(PWM; Pulse-Width Modulation) 방식으로 스위칭한다. 도 5는 본 발명의 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 주요 부분의 전압, 전류 파형도이다. 도 5와 도 8에 근거하여 단상 하프브리지 인버터 전력회로의 동작을 각 동작모드 별로 설명을 한다.
모드 A(
Figure 112015041386361-pat00139
) : 이 모드는 에너지를 단상 하프브리지 인버터의 입력에서 출력으로 전달하는 전력공급(powering)모드로써, 스위치
Figure 112015041386361-pat00140
이 도통되는 구간이다. 이 때 1차전류
Figure 112015041386361-pat00141
는 양(+)의 방향으로 흐르며, 다음의 식을 만족한다.
Figure 112015041386361-pat00142
--- 식 (4)
Figure 112015041386361-pat00143
--- 식 (5)
이 때 입력전압의 반인
Figure 112015041386361-pat00144
가 인가된 커패시터
Figure 112015041386361-pat00145
은 이 모드의 전원(source)으로 동작하며 출력부하에 에너지를 공급하고, 변압기 1차전압
Figure 112015041386361-pat00146
는 일정한 양(+)의 전압
Figure 112015041386361-pat00147
가 된다. 스위치
Figure 112015041386361-pat00148
와 다이오드
Figure 112015041386361-pat00149
,
Figure 112015041386361-pat00150
는 턴오프 상태이고, 스위치
Figure 112015041386361-pat00151
이 턴오프 될 때 모드 A는 종료된다.
모드 B(
Figure 112015041386361-pat00152
) : 이 모드에서는 스위치
Figure 112015041386361-pat00153
이 턴오프 되고 스위치
Figure 112015041386361-pat00154
가 도통 되기 전, 변압기 1차전류
Figure 112015041386361-pat00155
가 키르히호프 전류법칙(KCL)을 만족하기 위해 다이오드
Figure 112015041386361-pat00156
를 통하여 흐른다. 그리고 출력부하에 저장된 에너지가 커패시터
Figure 112015041386361-pat00157
로 회생(regeneration)하게 된다. 그래서 이 모드를 회생 모드라고 한다. 그리고 변압기
Figure 112015041386361-pat00158
의 1차측 전압
Figure 112015041386361-pat00159
는 음(-)의 전압을 가지게 된다(
Figure 112015041386361-pat00160
). 여기서 변압기 1차전류
Figure 112015041386361-pat00161
는 선형적으로 감소하며 영(0)이 될 때 이 모드는 종료된다. 도 6에서 보듯이, 이 모드 B의 시간
Figure 112015041386361-pat00162
은 다음 식 (6)과 같이 근사화 할 수 있다.
Figure 112015041386361-pat00163
--- 식 (6)
여기서
Figure 112015041386361-pat00164
는 변압기 1차전류
Figure 112015041386361-pat00165
의 피크값이다.
모드 C(
Figure 112015041386361-pat00166
): 이 모드는 모드 B에서 변압기 1차전류
Figure 112015041386361-pat00167
가 감소하다가 영(0)이 되는 순간 스위치
Figure 112015041386361-pat00168
의 역병렬 다이오드
Figure 112015041386361-pat00169
이 순방향 바이어스가 되어 턴온 되는 구간이다. 이 때 변압기 1차전류
Figure 112015041386361-pat00170
는 방향이 음(-)의 방향으로 전환되어 소량 흐르다가 감소되어 영(0)이 되고, 이 때 모드 C는 종료된다. 이 모드에서는 부하 임피던스
Figure 112015041386361-pat00171
와 입력전압 분배 커패시터가 공진회로를 형성한다.
모드 B와 모드 C는 스위치
Figure 112015041386361-pat00172
과
Figure 112015041386361-pat00173
가 모두 턴오프 되는 데드타임 구간으로 이 구간에서는 스위치
Figure 112015041386361-pat00174
가 영전압 스위칭(ZVS; Zero Voltage Switching)으로 동작 할 수 있도록 충분한 시간여유를 가지는 것이 바람직하다. 모드 C가 종료되고, 모드 D에서 모드 F는 스위치
Figure 112015041386361-pat00175
가 턴온 되고 변압기 1차전류의 방향이 반대로 되는 것을 제외하고는 이전 모드와 동일한 방식으로 동작하므로 편의상 그 설명은 생략하기로 한다. 모드 F에서 한 주기가 종료되고, 다음 주기의 동작이 모드 A부터 다시 시작된다.
도 9는 본 발명의 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 스위치 드라이버의 회로도이다.
도 9를 참조하면, PFC DC-DC 부스트 컨버터의 스위치 드라이버 회로는, 풀브리지 다이오드 정류기로부터 출력되는 전압을 분배하는 저항
Figure 112015041386361-pat00176
및 저항
Figure 112015041386361-pat00177
와, 일단이 스위치
Figure 112015041386361-pat00178
의 소스 단자에 접속되며 타단은 접지되는 저항
Figure 112015041386361-pat00179
과, PFC DC-DC 부스트 컨버터의 출력전압
Figure 112015041386361-pat00180
의 전압을 분배하는 저항
Figure 112015041386361-pat00181
및 저항
Figure 112015041386361-pat00182
와, 인덕터
Figure 112015041386361-pat00183
의 ZCD(Zero Current Detect) 권선에 의해 생성된 전압과 기준전압
Figure 112015041386361-pat00184
을 비교하는 제1비교기
Figure 112015041386361-pat00185
과, 출력전압
Figure 112015041386361-pat00186
의 저항
Figure 112015041386361-pat00187
와 저항
Figure 112015041386361-pat00188
에 의한 분배전압이 기준전압
Figure 112015041386361-pat00189
를 추종하도록 제어하는 전압제어 오차증폭기 ERR_AMP와, 정류된 DC 입력전압
Figure 112015041386361-pat00190
의 저항
Figure 112015041386361-pat00191
과 저항
Figure 112015041386361-pat00192
에 의한 분배전압과 전압제어 오차증폭기 ERR_AMP의 출력의 값을 곱해주는 멀티플라이어 MUL과, 스위치
Figure 112015041386361-pat00193
의 소스 단자와 저항
Figure 112015041386361-pat00194
사이의 전압과 저항
Figure 112015041386361-pat00195
과 저항
Figure 112015041386361-pat00196
에 의한 분배전압과 전압제어 오차증폭기 ERR_AMP의 출력을 곱하는 멀티플라이어 MUL의 출력을 비교하는 제2비교기
Figure 112015041386361-pat00197
와, 제1비교기
Figure 112015041386361-pat00198
의 출력 및 제2비교기
Figure 112015041386361-pat00199
의 출력을 입력받아 스위치
Figure 112015041386361-pat00200
의 게이트 단자로 출력하는 RS 플립플롭 를 포함한다. 이상의 제1비교기
Figure 112015041386361-pat00202
, 제2비교기
Figure 112015041386361-pat00203
, 전압제어 오차증폭기 ERR_AMP 및 RS 플립플롭 FF 회로는 디스크리트(discrete) 소자를 이용하여 구현할 수도 있고, 이러한 회로가 내장된 집적회로(IC)를 이용하여 구현할 수도 있다.
이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
1 : EMI 필터
2 : 풀브리지 다이오드 정류기
3 : PFC DC-DC 부스트 컨버터
4 : 단상 하프브리지 인버터
5 : 누설 인덕턴스가 포함된 승압형 절연 변압기

Claims (6)

  1. 입력 AC전압을 정류하는 풀브리지 다이오드 정류기;
    상기 입력 AC전압에 대해 입력역률을 단위역률(PF=1)로 제어하고, 상기 입력 AC전압의 피크치 이상의 DC전압을 출력하는 PFC DC-DC 부스트 컨버터;
    부트스트랩 스위치 드라이버 회로를 이용하여 구동되는 하프브리지 스위치의 스위칭을 통해 고주파 AC전압을 출력하는 단상 하프브리지 인버터; 및
    상기 단상 하프브리지 인버터의 고주파 AC전압으로부터 높은 고주파 AC전압을 발생시켜 변압기 2차측의 오존방전체로 인가하는 승압형 절연 변압기를 포함하고,
    상기 PFC DC-DC 부스트 컨버터는,
    입력 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00332
    의 일단, 스위치
    Figure 112016079561357-pat00333
    의 소스 단자, 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00334
    의 일단, 출력저항
    Figure 112016079561357-pat00335
    의 일단이 접지되며,
    인덕터
    Figure 112016079561357-pat00336
    가 상기 입력 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00337
    의 타단 및 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00338
    의 드레인 단자에 접속되며,
    출력다이오드
    Figure 112016079561357-pat00339
    의 애노드 단자가 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00340
    의 드레인 단자에 접속되며 상기 출력다이오드
    Figure 112016079561357-pat00341
    의 캐소드 단자가 상기 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00342
    의 타단 및 상기 출력저항
    Figure 112016079561357-pat00343
    의 타단에 접속되며,
    상기 출력저항
    Figure 112016079561357-pat00344
    는 단상 하프브리지 인버터이고,
    상기 단상 하프브리지 인버터는,
    상기 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 상기 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00345
    의 타단에 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00346
    의 일단이 접속되며,
    상기 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 상기 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00347
    의 일단에 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00348
    의 일단이 접속되며,
    상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00349
    의 타단과 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00350
    의 타단이 제1접점(
    Figure 112016079561357-pat00351
    )에 접속되며,
    스위치
    Figure 112016079561357-pat00352
    의 드레인 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00353
    의 캐소드 단자가 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00354
    의 일단에 접속되며,
    스위치
    Figure 112016079561357-pat00355
    의 소스 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00356
    의 애노드 단자가 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00357
    의 일단에 접속되며,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00358
    의 소스 단자 및 상기 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00359
    의 애노드 단자와, 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00360
    의 드레인 단자 및 상기 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00361
    의 캐소드 단자가 제2접점(
    Figure 112016079561357-pat00362
    )에 접속되며,
    상기 제1접점(
    Figure 112016079561357-pat00363
    )과 상기 제2접점(
    Figure 112016079561357-pat00364
    ) 사이에 승압형 절연 변압기가 형성되며,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00365
    및 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00366
    의 게이트 단자에 각각 게이트 저항
    Figure 112016079561357-pat00367
    과
    Figure 112016079561357-pat00368
    를 통하여 부트스트랩 스위치 드라이버 회로가 접속되는 오존발생 전원공급장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부트스트랩 스위치 드라이버는,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00369
    의 게이트 단자가 저항
    Figure 112016079561357-pat00370
    을 경유하여 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00371
    의 이미터 단자 및 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00372
    의 이미터 단자에 접속되며,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00373
    의 게이트 단자는 저항
    Figure 112016079561357-pat00374
    를 경유하여 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00375
    의 이미터 단자 및 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00376
    의 이미터 단자에 접속되고,
    상기 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00377
    의 베이스 단자 및 상기 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00378
    의 베이스 단자에는 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00379
    의 구동을 위한 PWM 출력
    Figure 112016079561357-pat00380
    가 인가되며,
    상기 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00381
    의 베이스 단자 및 상기 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00382
    의 베이스 단자에는 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00383
    의 구동을 위한 PWM 출력
    Figure 112016079561357-pat00384
    가 인가되며,
    구동전압
    Figure 112016079561357-pat00385
    는 부트스트랩 다이오드
    Figure 112016079561357-pat00386
    의 애노드에 입력되고 부트스트랩 다이오드
    Figure 112016079561357-pat00387
    의 캐소드는 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00388
    의 일단에 접속되며, 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00389
    의 타단은 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00390
    의 컬렉터단과 제2접점
    Figure 112016079561357-pat00391
    에 연결되고,
    커패시터
    Figure 112016079561357-pat00392
    의 일단은 상기 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00393
    의 컬렉터 단자 및 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00394
    의 소스 단자 및 접지에 접속되고, 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00395
    의 타단에는 구동전압
    Figure 112016079561357-pat00396
    가 입력되는 오존발생 전원공급장치.
  5. 입력 AC전압을 정류하는 풀브리지 다이오드 정류기;
    상기 입력 AC전압에 대해 입력역률을 단위역률(PF=1)로 제어하고, 상기 입력 AC전압의 피크치 이상의 DC전압을 출력하는 PFC DC-DC 부스트 컨버터;
    부트스트랩 스위치 드라이버 회로를 이용하여 구동되는 하프브리지 스위치의 스위칭을 통해 고주파 AC전압을 출력하는 단상 하프브리지 인버터; 및
    상기 단상 하프브리지 인버터의 고주파 AC전압으로부터 높은 고주파 AC전압을 발생시켜 변압기 2차측의 오존방전체로 인가하는 승압형 절연 변압기를 포함하고,
    상기 PFC DC-DC 부스트 컨버터는,
    입력 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00397
    의 일단, 스위치
    Figure 112016079561357-pat00398
    의 소스 단자, 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00399
    의 일단, 출력저항
    Figure 112016079561357-pat00400
    의 일단이 접지되며,
    인덕터
    Figure 112016079561357-pat00401
    가 상기 입력 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00402
    의 타단 및 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00403
    의 드레인 단자에 접속되며,
    출력다이오드
    Figure 112016079561357-pat00404
    의 애노드 단자가 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00405
    의 드레인 단자에 접속되며 상기 출력다이오드
    Figure 112016079561357-pat00406
    의 캐소드 단자가 상기 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00407
    의 타단 및 상기 출력저항
    Figure 112016079561357-pat00408
    의 타단에 접속되며,
    상기 출력저항
    Figure 112016079561357-pat00409
    는 단상 하프브리지 인버터이고,
    상기 단상 하프브리지 인버터는, 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00410
    과 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00411
    를 각각 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 이용하여 하프브리지 스위치로 구성할 경우,
    상기 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 상기 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00412
    의 타단에 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00413
    의 일단이 접속되며,
    상기 PFC DC-DC 부스트 컨버터의 상기 출력커패시터
    Figure 112016079561357-pat00414
    의 일단에 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00415
    의 일단이 접속되며,
    상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00416
    의 타단과 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00417
    의 타단이 제1접점(
    Figure 112016079561357-pat00418
    )에 접속되며,
    스위치
    Figure 112016079561357-pat00419
    의 컬렉터 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00420
    의 캐소드 단자가 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00421
    의 일단에 접속되며,
    스위치
    Figure 112016079561357-pat00422
    의 이미터 단자 및 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00423
    의 애노드 단자가 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00424
    의 일단에 접속되며,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00425
    의 이미터 단자 및 상기 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00426
    의 애노드 단자와, 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00427
    의 컬렉터 단자 및 상기 스위치 내부 바디다이오드
    Figure 112016079561357-pat00428
    의 캐소드 단자가 제2접점(
    Figure 112016079561357-pat00429
    )에 접속되며,
    상기 제1접점(
    Figure 112016079561357-pat00430
    )과 상기 제2접점(
    Figure 112016079561357-pat00431
    ) 사이에 승압형 절연 변압기가 형성되며,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00432
    및 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00433
    의 게이트 단자에 각각 게이트 저항
    Figure 112016079561357-pat00434
    과
    Figure 112016079561357-pat00435
    를 통하여 부트스트랩 스위치 드라이버 회로가 접속되는 오존발생 전원공급장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부트스트랩 스위치 드라이버는,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00436
    의 게이트 단자가 저항
    Figure 112016079561357-pat00437
    을 경유하여 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00438
    의 이미터 단자 및 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00439
    의 이미터 단자에 접속되며,
    상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00440
    의 게이트 단자는 저항
    Figure 112016079561357-pat00441
    를 경유하여 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00442
    의 이미터 단자 및 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00443
    의 이미터 단자에 접속되고,
    상기 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00444
    의 베이스 단자 및 상기 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00445
    의 베이스 단자에는 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00446
    의 구동을 위한 PWM 출력
    Figure 112016079561357-pat00447
    가 인가되며,
    상기 n형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00448
    의 베이스 단자 및 상기 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00449
    의 베이스 단자에는 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00450
    의 구동을 위한 PWM 출력
    Figure 112016079561357-pat00451
    가 인가되며,
    구동전압
    Figure 112016079561357-pat00452
    는 부트스트랩 다이오드
    Figure 112016079561357-pat00453
    의 애노드에 입력되고 부트스트랩 다이오드
    Figure 112016079561357-pat00454
    의 캐소드는 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00455
    의 일단에 접속되며, 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00456
    의 타단은 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00457
    의 컬렉터단과 제2접점
    Figure 112016079561357-pat00458
    에 연결되고,
    커패시터
    Figure 112016079561357-pat00459
    의 일단은 상기 p형 트랜지스터
    Figure 112016079561357-pat00460
    의 컬렉터 단자 및 상기 스위치
    Figure 112016079561357-pat00461
    의 소스 단자 및 접지 사이에 접속되고, 상기 커패시터
    Figure 112016079561357-pat00462
    의 타단에는 구동전압
    Figure 112016079561357-pat00463
    가 입력되는 오존발생 전원공급장치.
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