KR101728938B1 - Power factor correction appratus - Google Patents

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Abstract

제안되는 실시예의 역률 보정 회로는, 입력측에 제공되는 제 1 인덕터와, 출력측에 제공되는 제 2 인덕터로 구성되는 커플드 인덕터와, 상기 제 1 인덕터와 연결되고, 에너지 저장을 위한 부스트 인덕터와, 상기 부스트 인덕터와 연결되고, 스위칭 턴-온 및 턴-오프 동작을 수행하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자의 동작에 의해, 상기 부스트 인덕터에 흐르는 전류의 경로를 제공하기 위한 제 1 스너버 다이오드 및 제 2 스너버 다이오드와, 상기 제 1 스너버 다이오드 및 제 2 스너버 다이오드 사이에 연결되는 제 1 스너버 커패시터와, 상기 제 1 및 제 2 인덕터 사이에 제공되는 제 2 스너버 커패시터와, 상기 제 2 인덕터의 출력에 연결되는 출력 다이오드를 포함한다. The power factor correction circuit of the present invention comprises a coupled inductor having a first inductor provided on the input side and a second inductor provided on the output side, a boost inductor connected to the first inductor, A first snubber diode connected to the boost inductor and performing a switching turn-on and a turn-off operation; a first snubber diode and a second snubber diode for providing a path of a current flowing in the boost inductor, A first snubber capacitor coupled between the first snubber diode and the second snubber diode; a second snubber capacitor provided between the first and second inductors; Lt; / RTI >

Description

전원 회로의 역률 보정 회로{Power factor correction appratus}Power factor correction appratus for power circuit

본 발명은 전원 회로의 역률 보정 회로에 대한 것으로서, 특히, 부스트 컨버터를 이용하여 역률을 보정하는 때에, 전류 모드에 따른 문제점이 발생하지 않도록 커플드 인덕터를 이용하는 역률 보정 회로에 대한 것이다. The present invention relates to a power factor correction circuit for a power circuit, and more particularly to a power factor correction circuit using a coupled-inductor so as to prevent a problem caused by a current mode when a power factor is corrected using a boost converter.

녹색 성장의 핵심산업으로 주목받고 있는 분야는 LED 관련 분야이다. LED 광원은 백열등과 형광등 보다 전력 소비가 낮고, 긴 수명을 갖는 우수한 친환경적 조명 광원이다. LED-related fields are attracting attention as a key industry for green growth. The LED light source is a superior eco-friendly lighting source with lower power consumption and longer lifetime than incandescent and fluorescent lamps.

또한, 형광등에는 환경 오염에 치명적인 수은이 함유되어 있으나, LED에는 전혀 함유되지 않아 친화적인 녹색 조명으로 각광 받고 있다. In addition, fluorescent lamps contain mercury that is fatal to environmental pollution, but are not included in LEDs at all, and are attracting attention as friendly green lights.

그러나, 이러한 LED 조명을 사용하기 위해서는, 만족하여야 할 여러가지 규제들이 있으며, 이러한 규제에는 역률(PF:Power Factor), 전고조파 왜율(THD:Total Harmonic Distorsion), EMI, 대기 전력 등이 있다. 위의 규제들을 만족하기 위하여, LED 조명을 위한 전원 회로(SMPS)에는 역률 보정 회로(PFC)가 필수적으로 구비되어야 한다. However, there are various regulations that must be satisfied in order to use such LED lighting. These regulations include Power Factor (PF), Total Harmonic Distortion (THD), EMI, and standby power. In order to meet the above regulations, a power factor correction circuit (PFC) must be provided in a power supply circuit (SMPS) for LED lighting.

PFC 회로에는 벅(Buck), 부스트(Boost), 벅-부스트 컨버터(Buck-Boost Converter) 등의 여러가지 토폴로지가 사용되는데, 이 중에서 부스트 컨버터의 경우 기본 구조가 간단하고 제어가 간편하며, 입력 측에 인덕터가 배치되어 입력 전류를 연속적(continuous)하게 만들 수 있는 장점이 있다. Various topologies such as Buck, Boost and Buck-Boost Converter are used for the PFC circuit. Among them, the basic structure of the boost converter is simple and easy to control, and the input side An inductor is disposed and the input current can be made continuous.

또한, 부스트 컨버터는 벅 컨버터와 달리 교차 왜곡을 일으키지 않는다. 그리고, 벅-부스트 컨버터와 달리 출력 전압의 극성이 변하지 않는다. 이와 같은 장점으로 인해, 부스트 컨버터는 PFC 회로에 많이 사용되고 있다. Also, unlike buck converters, boost converters do not cause cross-distortion. And, unlike the buck-boost converter, the polarity of the output voltage does not change. Because of these advantages, boost converters are widely used in PFC circuits.

이러한 부스트 컨버터는 인덕터의 전류 파형에 따라 CCM(Continuous Conduction Mode), CrM(Critical Conduction Mode), DCM(Discontinuous Conduction Mode)으로 동작 모드가 구분될 수 있다. CCM으로 동작하는 부스트 PFC는 인덕터의 전류가 0이 되는 순간이 존재하지 않도록 하는 연속적인 특성이 유지된다. 이로 인하여, 인덕터의 전류의 피크와 리플이 낮아 고전력 회로(high power application)에 유리하며, EMI를 위한 입력 필터 사이즈가 작아도 되는 장점이 있다. The boost converter can be divided into CCM (Continuous Conduction Mode), CrM (Critical Conduction Mode) and DCM (Discontinuous Conduction Mode) depending on the current waveform of the inductor. A boosted PFC operating with a CCM maintains a continuous characteristic that no instant inductor current is zero. This has the advantage that the current peak and ripple of the inductor are low, which is advantageous for high power applications and the input filter size for EMI is small.

그러나, 인덕터의 전류가 0이 아닌 수간에 스위치 턴-온되어서 스위칭 손실이 증가하며, 출력 다이오드에서 발생하는 리버스 리커버리 전류가 스위치 턴-온되는 순간 스위치로 유입되기 때문에, 스우칭 손실이 더욱 증가하는 단점이 있다. However, since the switching current of the inductor is not zero, the switch is turned on to increase the switching loss, and the reverse recovery current generated in the output diode flows into the switch as soon as the switch is turned on. There are disadvantages.

반면, DCM의 경우는, CCM과 다르게, 인덕터 전류가 0일 때에 스위치 턴-온되어 스위칭 손실을 줄일 수 있는 장점이 있지만, 스위칭 주기마다 인덕터 전류가 0으로 되돌아가기 때문에 스위치 전류의 피크값이 높아지는 단점이 있다. On the other hand, in the DCM case, unlike the CCM, the switch is turned on when the inductor current is zero, which reduces the switching loss. However, since the inductor current returns to zero every switching cycle, There are disadvantages.

CCM과 DCM의 경계에서 동작하는 CrM은 DCM과 같이 인덕터 전류가 0일 때에 스위치 턴-온되어 스위칭 손실이 감소하며, DCM 보다 전류 피크값이 줄어드는 장점이 있다. 하지만, CCM 보다 고조파 왜곡이 높아 입력 필터 사이즈가 커지는 단점이 있다. CrM, which operates at the boundary between CCM and DCM, has the advantage that switching loss is reduced due to switch turn-on when the inductor current is zero, like DCM, and the current peak value is lower than DCM. However, there is a disadvantage that the input filter size becomes larger due to higher harmonic distortion than CCM.

본 발명은 부스트 PFC의 CCM, CrM, DCM 동작에 따른 문제점을 해결할 수 있는 역률 보정 회로를 제안하고자 한다. The present invention proposes a power factor correction circuit capable of solving the problems caused by the CCM, CrM, and DCM operations of the boost PFC.

커플트 인덕터를 사용한 CCrM 부스트의 형태의 PFC를 제안함으로써, 커플터 인덕터의 특성을 이용하여 입력 전류 측면에서는 CCM으로 동작하고, 스위치 전류 측면에서는 CrM으로 동작함으로써, CCM과 CrM 모드의 각 장점을 활용할 수 있는 역률 보정 회로를 제안하고자 한다. We propose a PFC in the form of a CCrM boost using a coupled inductor. By using the characteristics of the coupling inductor, we can use the CCM and CCM modes in terms of input current and switch current, respectively. A power factor correction circuit is proposed.

상세히, 전류 피크와 리플이 낮고, 고조파 왜곡이 적으면서, EMI 측면에서 유리한 CCM의 장점을 유지하면서, 인덕터 전류가 0일 때에 스위칭함으로써 스위칭 손실을 줄일 수 있는 CrM의 장점도 유지할 수 있는 역률 보정 회로를 제안하고자 한다. In detail, a power factor correction circuit that can maintain the advantage of CrM that can reduce the switching loss by switching when the inductor current is zero while maintaining the advantages of CCM, which is advantageous in terms of EMI, with low current peak and ripple and low harmonic distortion. .

제안되는 실시예의 역률 보정 회로는, 입력측에 제공되는 제 1 인덕터와, 출력측에 제공되는 제 2 인덕터로 구성되는 커플드 인덕터와, 상기 제 1 인덕터와 연결되고, 에너지 저장을 위한 부스트 인덕터와, 상기 부스트 인덕터와 연결되고, 스위칭 턴-온 및 턴-오프 동작을 수행하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자의 동작에 의해, 상기 부스트 인덕터에 흐르는 전류의 경로를 제공하기 위한 제 1 스너버 다이오드 및 제 2 스너버 다이오드와, 상기 제 1 스너버 다이오드 및 제 2 스너버 다이오드 사이에 연결되는 제 1 스너버 커패시터와, 상기 제 1 및 제 2 인덕터 사이에 제공되는 제 2 스너버 커패시터와, 상기 제 2 인덕터의 출력에 연결되는 출력 다이오드를 포함한다. The power factor correction circuit of the present invention comprises a coupled inductor having a first inductor provided on the input side and a second inductor provided on the output side, a boost inductor connected to the first inductor, A first snubber diode connected to the boost inductor and performing a switching turn-on and a turn-off operation; a first snubber diode and a second snubber diode for providing a path of a current flowing in the boost inductor, A first snubber capacitor coupled between the first snubber diode and the second snubber diode; a second snubber capacitor provided between the first and second inductors; Lt; / RTI >

제안되는 바와 같은 역률 보정 회로를 통해서, 커플드 인덕터를 사용하여 입력 전류 측면에서 CCM 으로 동작하고, 스위치 전류 측면에서 CrM으로 동작하는 것이 가능한 장점이 있다. Through the proposed power factor correction circuit, it is possible to operate as CCM in terms of input current using coupled-inductor, and to operate as CrM in terms of switch current.

또한, 전류 피크와 리플이 낮아지고, EMI 측면에서 유리한 CCM 장점과, ZCS(Zero Current Switching) 으로 인해 스위칭 손실을 줄일 수 있는 CrM 장점 모두를 포함하는 효과가 있다. In addition, there is an effect that includes both the current peak and the ripple, the advantage of CCM advantageous in terms of EMI, and the advantage of CrM that can reduce the switching loss due to Zero Current Switching (ZCS).

또한, 입력 필터 사이즈가 작은 고효율 PFC를 만들 수 있으며, 제안하는 스너버 구조를 이용하여 ZVS(Zero Voltage Switching)이 가능해진다. In addition, high efficiency PFC with small input filter size can be made, and ZVS (Zero Voltage Switching) becomes possible by using the proposed snubber structure.

또한, 스위치 턴-오프 손실을 줄여 기존의 부스트 PFC 보다 더 높은 효율을 달성할 수 있으며, 커플드 인덕터 특성에 의해 출력 다이오드 전류의 피크값이 낮아지기 때문에, 더 낮은 사양의 저가 다이오드로도 동일한 전력의 PFC 구동이 가능해지는 장점이 있다. In addition, higher efficiency than the conventional boost PFC can be achieved by reducing the switch turn-off loss, and the peak value of the output diode current is reduced by the coupled-inductor characteristic, PFC can be driven.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역률 보정 회로의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 실시예에 따른 제 1 모드 내지 제 5 모드의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 각 모드에서의 소자별 동작 파형을 나타낸 그래프이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 6 are circuit diagrams illustrating operations of the first mode to the fifth mode according to the present embodiment.
FIG. 7 is a graph showing operation waveforms of each device in each mode according to the present embodiment.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 대해서 첨부되는 도면과 함께 상세히 설명하여 본다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역률 보정 회로의 구성을 보여주는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 실시예의 역률 보정 회로는 입력측(VIN)과 출력측(VO) 사이에 구비되어 두 개의 인덕터로 구성되는 커플드 인덕터(L1, L2)와, 에너지 저장을 위한 부스트 인덕터(Lm)와, 커플드 인덕터의 출력측에 구성되는 제 2 인덕터(L2)의 출력단에 구성되는 출력 다이오드(DO)와, 스위치(SW)의 오프 동작 동안에 리니어하게 전류가 감소할 수 있도록 패스를 형성하기 위한 제 1 및 제 2 스너버 다이오드(D1, D2) 및 상기 스너버 다이오드들과 함께 스위치 오프시에 전압 기울기가 급격하게 올라가게 되는 것을 완만하게 변화시키기 위한 제 1 및 제 2 스너버 커패시터(C1, C2)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the power factor correction circuit of the embodiment includes a coupled inductor L 1 , L 2 , which is provided between an input side V IN and an output side V O and is composed of two inductors, An output diode D o formed at the output terminal of the second inductor L 2 formed at the output side of the coupled-inductor, First and second snubber diodes (D 1 , D 2 ) for forming a path and first and second snubber diodes (D 1 , D 2 ) for gently changing the voltage slope 2 snubber capacitors (C 1 , C 2 ).

상세히, 본 발명의 실시예에서는 입력측과 출력측에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 커패시터가 커플드 인덕터를 구성하고, 이러한 구성에 의해서 입력 전류에 대한 CCM 동작이 가능해진다. In detail, in the embodiment of the present invention, the first and second capacitors formed on the input side and the output side respectively constitute the coupled inductor, and the CCM operation for the input current becomes possible by this configuration.

또한, 실시예의 역률 보정 회로가 스위칭 턴-온시에 스위칭 손실을 감소시킬 수 있는 CrM 동작이 가능해지도록 부스트 인덕터(Lm)가 마련되며, 상기 부스트 인덕터(Lm)의 일측은 상기 제 1 및 제 2 인덕터(L1, L2) 사이에 연결되며, 상기 부스트 인덕터(Lm)의 타측은 스위칭 소자(SW)에 연결된다. Also, a boost inductor Lm is provided so that the CrM operation can be performed so that the power factor correction circuit of the embodiment can reduce the switching loss at the time of switching turn-on, and one side of the boost inductor Lm is connected to the first and second inductors Lm, (L 1 , L 2 ), and the other side of the boost inductor (Lm) is connected to the switching element (SW).

상기 스위칭 소자(SW)는 상기 부스트 인덕터(Lm)에 에너지가 저장되도록 하거나, 상기 부스트 인덕터(Lm)에 저장된 에너지를 출력측으로 전달하기 위한 턴-온 및 턴-오프 스위칭된다. The switching element SW is turned on and off to store energy in the boost inductor Lm or to transfer energy stored in the boost inductor Lm to the output side.

그리고, 상기 스위칭 소자(SW)는 상기 부스트 인덕터(Lm)에 흐르는 전류값에 따라 그 동작이 제어되어야 하므로, 상기 부스트 인덕터(Lm)에 흐르는 전류값이 0인지 여부를 디텍트하기 위한 수단이 더 마련된다. 예를 들면, 도시된 바와 같이, 상기 부스트 인덕터(Lm)와 트랜스포머가 형성되도록 코일을 권선하는 것에 의해 구성되는 ZCD(Zero Current Dection) 소자를 구성시킬 수 있다. Since the operation of the switching element SW is controlled according to the value of the current flowing through the boost inductor Lm, the means for detecting whether the current flowing through the boost inductor Lm is zero . For example, as shown in the figure, a ZCD (Zero Current Dection) element constituted by winding the coil so that the boost inductor Lm and the transformer are formed can be constituted.

한편, 제 1 스너버 커패시터(C1)는 제 1 스너버 다이오드(D1)의 출력측 및 제 2 스너버 다이오드(D2)의 입력측에 연결되고, 타측은 그라운드된다. 그리고, 제 2 스너버 커패시터(C2)는 커플드 인덕터를 구성하는 제 1 인덕터와 제 2 인덕터 사이에 구성된다. On the other hand, the first snubber capacitor (C 1) is connected to the input side of the first snubber diode (D 1) output and a second snubber diode (D 2), the other side is the ground. The second snubber capacitor C 2 is configured between the first inductor and the second inductor constituting the coupled inductor.

본 실시예에서는 입력 전류가 최초로 전달되는 제 1 인덕터(L1)가 커플드 인덕터로 동작하기 때문에, 부스트 컨버터로의 동작을 위한 전류 센싱은 부스트 인덕터(Lm) 측에서 수행된다. In the present embodiment, since the first inductor L1 to which the input current is first transmitted operates as the coupled inductor, the current sensing for operation to the boost converter is performed on the boost inductor Lm side.

즉, 제 1 및 제 2 인덕터(L1, L2)를 이용하여 입력 전류를 CCM으로 동작하게 하고, 스위칭 소자(SW)에 직렬로 연결된 부스트 인덕터(Lm)를 부스트 인덕터로 사용함으로써, 기존의 CrM IC를 사용하여 ZCS(Zero Current Switching) 하는 것이 가능해진다. That is, by using the first and second inductors L 1 and L 2 to operate the input current as CCM and the boost inductor Lm connected in series to the switching device SW as the boost inductor, It becomes possible to perform ZCS (zero current switching) using a CrM IC.

그리고, 상기 부스트 인덕터(Lm)와 스위칭 소자(SW) 소자에 연결되는 제 1 및 제 2 스너버 다이오드(D1, D2)를 이용하여 스위치 오프시에 Lm 전류의 프리휠링 경로(freewheeing path)를 형성할 수 있다. The first and second snubber diodes D 1 and D 2 connected to the boost inductor Lm and the switching element SW are used to provide a freewheeling path of the Lm current at the time of switch- Can be formed.

이와 같은 구성을 갖는 회로는, 크게 5가지 모드로 구분될 수 있으며, 본 실시예에 따른 각각의 모드들에 대해서는, 각 모드에 따른 스위치 및 다이오드 파형이 도시된 도 7을 함께 참조하여 본다. A circuit having such a configuration can be largely divided into five modes, and for each mode according to the present embodiment, the switch and the diode waveform according to each mode will be referred to together with FIG.

도 2 내지 도 6은 본 실시예에 따른 제 1 모드 내지 제 5 모드의 동작을 설명하기 위한 회로도이고, 도 7은 본 실시예에 따른 각 모드에서의 소자별 동작 파형을 나타낸 그래프이다. FIGS. 2 to 6 are circuit diagrams for explaining operations of the first mode to the fifth mode according to the present embodiment, and FIG. 7 is a graph showing operation waveforms of each device in each mode according to the present embodiment.

먼저, 도 2를 참조하면, 제 1 모드에서는, 입력 전류(IIN)가 스위칭 소자(SW)측과 출력 다이오드(DO)측을 향하는 두 개의 경로로 나뉘어 흐른다. Referring to FIG. 2, in the first mode, the input current I IN is divided into two paths toward the switching element SW and the output diode D 0 .

이때, 스위칭 소자(SW)에 흐르는 스위치 전류는 선형적으로 증가하게 되고, 출력 다이오드(DO)에 흐르는 출력 다이오드 전류는 선형적으로 감소한다. 그리고, 상기 출력 다이오드 전류가 '0'이 되는 순간 본 실시예의 제 1 모드가 종료된다. At this time, the switch current flowing through the switching element SW linearly increases, and the output diode current flowing through the output diode D 0 linearly decreases. The first mode of the present embodiment ends when the output diode current reaches '0'.

그 다음, 도 3을 참조하면, 제 2 모드에서는, 출력 다이오드(DO)가 턴-오프되는 순간 제 2 스너버 다이오드(D2)가 턴-온 된다. Next, referring to FIG. 3, in the second mode, the second snubber diode D 2 is turned on as soon as the output diode D 0 is turned off.

이러한 제 2 모드에서는, 제 1 스너버 커패시터(C1)에서 시작되어, 제 2 스너버 다이오드(D2), 제 2 스너버 커패시터(C2), 부스트 인덕터(Lm) 및 스위칭 소자(SW)에 이르는 방전 경로가 형성된다. 그리고, 이러한 방전 경로를 통하여 제 1 스너버 커패시터(C1)의 방전이 완료되면, 상기 제 2 스너버 다이오드(D2)를 턴-오프시킴으로써, 제 2 모드가 종료된다. In this second mode, a second snubber diode (D 2 ), a second snubber capacitor (C 2 ), a boost inductor (Lm) and a switching element (SW), starting from a first snubber capacitor (C 1 ) A discharge path is formed. When the discharge of the first snubber capacitor C 1 is completed through the discharge path, the second mode is ended by turning off the second snubber diode D 2 .

그 다음, 도 4를 참조하면, 제 3 모드에서는, 출력 다이오드(DO)와 제 2 스너버 다이오드(D2)의 턴-오프에 의하여, 입력 전류(IIN)는 스위칭 소자(SW)를 통해 흐르게 된다. 그리고, 이때 스위칭 소자(SW)에 흐르는 전류인 스위치 전류는 선형적으로 피크값까지 증가하고, 스위칭 소자(SW)가 턴-오프되는 순간 제 3 모드가 종료된다. 4, in the third mode, by the turn-off of the output diode D o and the second snubber diode D 2 , the input current I IN is applied to the switching element SW Lt; / RTI > At this time, the switch current, which is the current flowing in the switching element SW, linearly increases to the peak value, and the third mode is ended when the switching element SW is turned off.

그 다음, 도 5를 참조하면, 제 4 모드에서는, 스위칭 소자(SW)가 턴-오프된 상태에서 제 1 스너버 다이오드(D1)가 턴-온 된다. 이 경우, 부스트 인덕터(Lm)를 흐르는 전류는 제 1 인덕터(L1), 부스트 인덕터(Lm), 제 1 스너버 다이오드(D1) 및 제 1 스너버 커패시터(C1)로 이루어진 경로를 따라 흐르게 된다. Next, referring to FIG. 5, in the fourth mode, the first snubber diode D 1 is turned on in a state where the switching element SW is turned off. In this case, the current flowing through the boost inductor Lm flows along a path composed of the first inductor L 1 , the boost inductor Lm, the first snubber diode D 1 and the first snubber capacitor C 1 Flow.

즉, 제 4 모드에서는 제 1 스너버 커패시터(C1)의 충전이 수행되고, 상기 제 1 스너버 커패시터(C1)의 충전이 완료되면 상기 제 2 스너버 다이오드(D2)가 턴-온되는 것에 의하여 제 4 모드가 종료된다. That is, in the fourth mode, the first snubber capacitor C 1 is charged, and when the charging of the first snubber capacitor C 1 is completed, the second snubber diode D 2 is turned on The fourth mode is ended.

그 다음, 도 6을 참조하면, 제 5 모드에서는, 출력측으로의 에너지 전달이 수행되며, 상기 제 2 스너버 다이오드(D2)가 턴-온 된 상태에서 출력 다이오드(DO)도 함께 턴-온 동작된다. 6, the energy transfer to the output side is performed in the fifth mode, and the output diode D 0 is also turned-on in the state where the second snubber diode D 2 is turned on. Respectively.

상기 출력 다이오드(DO)의 턴-온 동작으로 인하여, 입력에서 출력으로의 전력이 전달되며, 제 2 스너버 다이오드(D2)가 턴-온 되는 것에 의하여, Lm 전류는 프리휠링하면서 선형적으로 감소한다. Due to the turn-on operation of the output diode (DO), the power from the input to the output is transferred, and the second snubber diode (D2) is turned on so that the Lm current decreases linearly do.

Lm 전류가 선형적으로 감소되어, '0'이 되는 순간에 ZCD 동작하면서 제 5 모드가 종료된다. 즉, 전력 전달을 위한 제 5 모드가 종료된다. The Lm current is linearly decreased, and the fifth mode is terminated while the ZCD operation is performed at the moment when the current becomes " 0 ". That is, the fifth mode for power transmission is ended.

상기와 같은 제 1 모드 내지 제 5 모드를 순차적으로 반복하는 것에 의하여, 안정적이면서 고효율의 전력 전달이 가능해질 수 있다. By repeatedly repeating the first mode to the fifth mode, stable and highly efficient power transmission can be achieved.

즉, 커플드 인덕터를 사용하여 입력 전류 측면에서 CCM 으로 동작하고, 스위치 전류 측면에서 CrM으로 동작하는 것이 가능하다. 따라서, 전류 피크와 리플이 낮아지고, EMI 측면에서 유리한 CCM 장점과, ZCS(Zero Current Switching) 으로 인해 스위칭 손실을 줄일 수 있는 CrM 장점 모두를 포함하는 효과가 있다. In other words, it is possible to operate with CCM in terms of input current using coupled-inductor and CrM in terms of switch current. Therefore, there is an effect that includes both the current peak and the ripple, the CCM advantage in terms of EMI, and the CrM advantage in reducing the switching loss due to Zero Current Switching (ZCS).

이로 인하여, 입력 필터 사이즈가 작은 고효율 PFC를 만들 수 있으며, 제안하는 스너버 구조를 이용하여 ZVS(Zero Voltage Switching)이 가능해진다. As a result, a high efficiency PFC with a small input filter size can be made, and ZVS (Zero Voltage Switching) becomes possible by using the proposed snubber structure.

그리고, 스위치 턴-오프 손실을 줄여 기존의 부스트 PFC 보다 더 높은 효율을 달성할 수 있으며, 커플드 인덕터 특성에 의해 출력 다이오드 전류의 피크값이 낮아지기 때문에, 더 낮은 사양의 저가 다이오드로도 동일한 전력의 PFC 구동이 가능해지는 장점이 있다.
In addition, by reducing the switch turn-off loss, higher efficiency than the conventional boost PFC can be achieved, and the peak value of the output diode current is reduced by the coupled-inductor characteristic, PFC can be driven.

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 입력측에 제공되는 제 1 인덕터와, 출력측에 제공되는 제 2 인덕터로 구성되는 커플드 인덕터와,
상기 제 1 인덕터와 연결되고, 에너지 저장을 위한 부스트 인덕터와,
상기 부스트 인덕터와 연결되고, 스위칭 턴-온 및 턴-오프 동작을 수행하는 스위칭 소자와,
상기 스위칭 소자의 동작에 의해, 상기 부스트 인덕터에 흐르는 전류의 경로를 제공하기 위한 제 1 스너버 다이오드 및 제 2 스너버 다이오드와,
상기 제 1 스너버 다이오드 및 제 2 스너버 다이오드 사이에 연결되는 제 1 스너버 커패시터와,
상기 제 1 및 제 2 인덕터 사이에 제공되는 제 2 스너버 커패시터와,
상기 제 2 인덕터의 출력에 연결되는 출력 다이오드를 포함하고,
상기 스위칭 소자와 출력 다이오드가 턴-온되는 제 1 모드와,
상기 출력 다이오드가 턴-오프되고, 상기 제 2 스너버 다이오드가 턴-온되는 제 2 모드와,
상기 제 2 스너버 다이오드가 턴-오프되는 제 3 모드와,
상기 스위칭 소자가 턴-오프되고, 상기 제 1 스너버 다이오드가 턴-온되는 제 4 모드와,
상기 제 2 스너버 다이오드가 턴-온됨으로써, 상기 부스트 인덕터를 흐르는 전류가 상기 제 1 및 제 2 스너버 다이오드를 거쳐 출력측으로 제공되는 제 5 모드가 순차적으로 수행되는 전원 회로의 역률 보정 회로. A coupled inductor composed of a first inductor provided on an input side and a second inductor provided on an output side,
A boost inductor connected to the first inductor for storing energy,
A switching element connected to the boost inductor and performing a switching turn-on and a turn-off operation;
A first snubber diode and a second snubber diode for providing a path of a current flowing in the boost inductor by the operation of the switching element,
A first snubber capacitor connected between the first snubber diode and the second snubber diode,
A second snubber capacitor provided between the first and second inductors,
And an output diode coupled to an output of the second inductor,
A first mode in which the switching device and the output diode are turned on,
A second mode in which the output diode is turned off and the second snubber diode is turned on,
A third mode in which the second snubber diode is turned off,
A fourth mode in which the switching element is turned off and the first snubber diode is turned on,
And a fifth mode in which a current flowing through the boost inductor is provided to the output side through the first and second snubber diodes by sequentially turning on the second snubber diode is sequentially performed. 삭제delete
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