KR101755039B1 - 고효율 ｄｃ-ｄｃ 변환기 - Google Patents

고효율 ｄｃ-ｄｃ 변환기 Download PDF

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Abstract

고효율 DC-DC 컨버터가 개시된다.
본 발명에 따른 고효율 DC-DC 컨버터는 기존의 부스트 컨버터(Boost Converter)의 입력측과 출력측 사이에 차지 펌프 회로를 포함하거나 소프트 스위칭을 위한 캐패시터와 인덕터를 부스트 컨버터(Boost Converter)의 스위치 부분을 포함한다. 이에, 본 발명은 낮은 입력 전압으로 높은 출력전압을 얻을 수 있다.

Description

고효율 ＤＣ-ＤＣ 변환기{DC-DC CONVERTER FOR HIGH EFFICIENCY}
본 발명은 DC-DC 변환기에 관한 것으로, 특히 차지 펌프 및 소프트 스위칭을 하는 고효율 DC-DC 변환기에 관한 것이다.
집적회로(IC)나 고집적회로(LSI) 등의 반도체 소자를 사용하는 컴퓨터, 전자계산기, 통신기기, 음향·영상 기기 및 의료 장비 등에서는 동작 전원으로서 여러 종류의 저전압 고품질을 갖는 직류 전원이 요구된다.
일반적으로 직류 전원을 제어하기 위해 사용되고 있는 기존의 DC-DC 변환기는 출력 전압이 입력전압의 정수배로 정해지는 차지 펌프와, 입력전압이 승압 또는 강압 제어되는 부스트 변환기(Boost Converter) 등을 포함한다.
상기 차지 펌프는 예를 들어, 입력전압의 2배가 되는 출력전압을 얻기 위해 입력전압을 충전하여 출력으로 전달하는 1개의 캐패시터와, 출력단 캐패시터 및 충전 캐패시터등 적어도 3개 이상의 캐피시터와, 상기 적어도 3개 이상의 캐패시터를 제어하기 위한 4개의 스위치 소자로 구성된다.
이러한 차지 펌프는 높은 출력전압을 얻기 위해 캐패시터의 수 및 스위치 소자의 수를 증가시키거나 입력전압을 높인다.
상기 부스트 변환기(Boost Converter) 중 승압 부스트 변환기는 출력전압이 입력전압 보다 크게 제어되는 변환기로, 입·출력 극성이 같은 구조를 가지며, 메인 스위치의 온-오프에 따라 출력 전류가 단속으로 흘러 출력전압의 맥동을 일정 수준 이하로 제어하기 위해서는 큰 캐패시터 또는 인덕터 필터가 추가로 필요하다.
이러한 부스트 변환기(Boost Converter)는 1개의 스위치, 1개의 인덕터, 1개의 캐패시터 및 1개의 다이오드로 구성될 수 있다. 상기 부스트 변환기(Boost Converter)는 스위치의 듀티(Duty, D)에 따라 입력전압과 출력 전압의 관계가 Vout=Vin×1/(1-D)의 관계를 갖는다. 상기 부스트 변환기(Boost Converter)의 스위치가 오프되면, 출력전압이 스위치의 양단에 직접 가해지기 때문에 출력전압이 높을 수록 스위치의 전압 스트레스가 커지게 된다.
따라서, 상기 부스트 변환기(Boost Converter)의 스위치는 하드 스위칭(Hard Switching) 동작을 하므로 고속 스위칭이 필요한 경우 스위치에서 발생하는 손실로 인해 상기 부스트 변환기(Boost Converter)의 효율을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 간단한 회로 구성을 통해 출력전압을 입력전압의 정수배로 제어하는 차지 펌프 기능 및 소프트 스위칭을 동시에 구현할 수 있는 부스트 컨버터(Boost Converter)를 구비한 고효율 DC-DC 컨버터를 제공하려는 목적이 있다.
본 발명에 따른 고효율 DC-DC 컨버터는 입력단의 일측에 직렬로 접속되는 제1 인덕터와, 상기 제1 인덕터의 일측에 직렬로 접속되는 제1 캐패시터와, 상기 제1 캐패시터의 일측에 직렬로 접속되는 제1 다이오드와, 상기 제1 인덕터 및 제1 캐패시터 사이에 형성된 제1 노드에 접속되는 제2 인덕터와, 상기 제2 인덕터와 그라운드(GND) 전압 사이에 접속되며 외부에서 제공되는 신호에 따라 턴-온/오프(turn-on/off) 되는 스위치 소자와, 상기 제1 캐패시터와 제1 다이오드 사이에 형성된 제2 노드에 일측이 접속된 제2 다이오드와, 상기 제1 노드와 상기 그라운드(GND) 전압 사이에 접속되어 상기 스위치 소자가 턴-온(turn-on) 상태일 때 상기 제2 인덕터와 공진 패스(path)를 형성하는 제2 캐패시터와, 상기 제2 다이오드의 타측이 접속된 제3 노드에 접속되어 상기 스위치 소자가 턴-온(turn-on) 상태를 유지하는 동안 상기 제2 인덕터와 공진 패스(path)를 형성하는 제3 캐패시터 및 상기 제1 및 제3 노드에 각각 일측 및 타측이 접속된 제3 다이오드를 포함한다.
본 발명에 따른 고효율 DC-DC 컨버터는 기존의 부스트 컨버터(Boost Converter)의 입력측과 출력측 사이에 차지 펌프 회로를 추가하고, 소프트 스위칭을 위한 캐패시터와 인덕터를 부스트 컨버터(Boost Converter)의 스위치 부분에 추가하여 낮은 입력 전압으로 높은 출력전압을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 DC-DC 컨버터의 제1 구간에 따른 제1 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 DC-DC 컨버터의 제2 구간에 따른 제2 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 DC-DC 컨버터의 제3 구간에 따른 제3 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 DC-DC 컨버터의 제4 구간에 따른 제4 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 DC-DC 컨버터의 제5 구간에 따른 제5 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 7(a)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터에서 입력 전압의 가변에 따라 효율을 비교한 파형도이고, 도 7(b)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터에서 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio, D)에 따른 효율을 비교한 파형도이다.
도 8(a)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 스위치 소자와 종래의 부스트 컨버터의 스위치 소자 양단에 걸리는 전압을 비교한 파형도이며, 도 8(b)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터의 스위치 소자의 듀티 비(Duty ratio)를 비교한 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터(100)는 기존의 부스트 컨버터(Boost Converter)의 입력단과 출력단 사이에 삽입되어 차치 펌프(Charge Pump) 기능과 소프트 스위칭(Soft Switching)을 하는 차지 펌핑 및 소프트 스위칭부(110)를 포함한다.
상기 DC-DC 컨버터(100)의 회로 구성은 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)와, 제1 내지 제3 캐패시터(C1 ~ C3)와, 출력 캐패시터(Cout)와, 제1 내지 제3 다이오드(D1 ~ D3) 및 제1 스위치 소자(SW1)를 포함한다. 이 중에서 제2 인덕터(L2)와, 제1 내지 제3 캐패시터(C1 ~ C3)와, 제1 및 제2 다이오드(D1, D2) 그리고 제1 스위치 소자(SW1)는 상기 차지 펌핑 및 소프트 스위칭부(110)를 구성할 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)는 제1 노드(N1)에 접속되고, 상기 제1 캐패시터(C1) 및 제1 다이오드(D1)도 상기 제1 노드(N1)에 접속된다. 상기 제3 캐패시터(C3)는 상기 제1 노드 및 제2 노드(N1, N2) 사이에 접속되고, 상기 제2 다이오드(D2)는 상기 제2 노드 및 제3 노드(N2, N3) 사이에 접속되며, 상기 제1 스위치 소자(SW1)는 상기 제2 인덕터(L2) 및 접지(GND, 그라운드 전압) 사이에 접속된다.
상기 제2 인덕터(L2) 및 제1 캐패시터(Cc1)의 공진 및 상기 제2 인덕터(L2)와 상기 제2 및 제3 캐패시터(C2, C3)의 공진을 통해 상기 제1 스위치 소자(SW1)의 전류가 제로가 되면 상기 제1 스위치 소자(SW1)는 턴-오프(turn-off) 상태가 되며, 상기 제1 스위치 소자(SW1)의 전류가 제로에 가깝게 되면 상기 제1 스위치 소자(SW1)는 턴-온(turn-on) 상태가 된다.
예를 들어, 상기 스위칭 펌핑 및 소프트 스위칭부(110)에 상기 제2 인덕터(L2) 및 제1 캐패시터(Cc1)이 없는 경우 상기 제1 노드(N1)에 제공되는 전압은 상기 제2 캐패시터(C2)에 충전되는 전압(Vcc2)과 동일해진다.
그러나, 상기 스위칭 펌핑 및 소프트 스위칭부(110)에 상기 제2 인덕터(L) 및 제1 캐패시터(C1)를 추가하게 되면, 상기 제1 노드(N1)에 제공되는 전압은 상기 제1 캐패시터(C1)에 충전되는 전압(Vc1)과 상기 제2 캐패시터(C2)에 의해 충전되는 전압(Vc2)의 합과 같아지게 된다. 따라서, 상기 제1 노드(N1)에 제공되는 전압은 상기 제1 캐패시터(C1)에 충전되는 전압(Vcc1)만큼의 이득이 생긴다.
결국, 상기 DC-DC 컨버터(100)는 동일한 입력전압과 상기 제1 스위치 소자(SW1)의 듀티(Duty, D)에서 기존의 부스트 컨버터(Boost Converter)에 비해 높은 출력전압을 얻어 차지 펌핑 기능을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-오프(turn-off) 상태일 때 상기 제1 스위치 소자(SW1)의 양단에 제공되는 전압은 출력전압(Vcout)이 아닌 제2 캐패시터(C2)에 충전된 전압(Vc2)이 된다. 따라서, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터(100)는 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-오프(turn-off) 될 때 제1 스위치 소자(SW1) 양단에 출력전압이 제공되는 기존의 부스트 컨버터(Boost Converter)에 비해 상기 제1 스위치 소자(SW1)의 양단에 제공되는 전압이 감소하게 된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터(100)는 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-오프(turn-off) 상태일 때 양단에 제공되는 전압이 낮기 때문에 낮은 내압의 스위치 소자를 사용하여 스위치 소자 선정에서 가격을 절감시킬 수 있다.
이러한 DC-DC 컨버터(100)는 상기 제1 스위치 소자(SW1)에 제공되는 전류 상태에 따라 다섯 구간으로 구분되어 다섯 가지 모드로 구동된다. 상기 DC-DC 컨버터(100)의 다섯 구간에 따른 다섯 가지 모드는 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 DC-DC 컨버터의 제1 구간에 따른 제1 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 DC-DC 컨버터(100)의 제1 구간(①)은 상기 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-오프(turn-off) 상태에서 턴-온(turn-on) 상태로 전환되는 순간부터 상기 제1 스위치 소자(SW1)에 흐르는 전류(Isw)가 입력전류(Iin)가 될 때까지의 구간을 말한다. 이때, 상기 제1 스위치 소자(SW1)는 파워 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)일 수 있다.
이때, 상기 제1 구간(①)에서 상기 제2 다이오드(D2)는 차단되며 상기 제1 및 제3 다이오드(D1, D3)는 도통된다.
상기 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-오프(turn-off) 상태에서 턴-온(turn-on) 상태로 전환되기 시작하면, 상기 제2 및 제3 캐패시터(C2, C3)에 흐르는 전류값(Ic2, Ic3)은 감소하며 제1 스위치 소자(SW1)에 흐르는 전류(Isw)는 상기 제1 노드(N1)에 제공되는 전압(V1)이 양의 전압(Vc2=constant value)으로 일정 시간 유지되어 선형(Linear)적으로 증가하게 된다.
도 3은 도 1의 DC-DC 컨버터의 제2 구간에 따른 제2 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 DC-DC 컨버터(100)의 제2 구간(②)은 상기 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-온(turn-on) 상태가 되어 상기 제1 스위치 소자(SW1)에 흐르는 전류(Isw)가 입력 전류(Iin)와 동일해지는 순간 상기 제1 캐패시터(C1)와 제2 인덕터(L2) 사이에서 공진 패스(Path)가 형성되는 구간을 의미한다.
상기 제2 구간(②)에서 상기 제1 스위치 소자(SW1)에 흐르는 전류(Isw)는 입력 전류(Iin)와 상기 제1 캐패시터(C1)에 흐르는 전류(Ic1)를 더한 값이 되어 파형에서 살펴봤을 때 곡선 형태로 증가하게 된다.
상기 제1 캐패시터(C1)와 제2 인덕터(L2) 사이에서 형성된 공진 패스(path)로 인해 상기 제1 캐패시터(C1)에서 상기 제2 인덕터(L2)로 전류가 흘러 상기 제1 구간(①)에서 상기 제1 노드(N1)에 충전된 전압(V1)은 제1 구간(①)의 Vc2에서 감소하여 음의 전압값을 갖게 된다.
이때, 상기 제2 구간(②)에서 상기 제1 내지 제3 다이오드(D1 ~ D3)는 차단된다.
도 4는 도 1의 DC-DC 컨버터의 제3 구간에 따른 제3 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 DC-DC 컨버터(100)의 제3 구간(③)은 상기 제1 노드(N1)에 제공된 전압(V1)이 감소하여 제2 노드(N2)에 제공된 전압(V2)이 상기 Vc2보다 작아지며 상기 제2 다이오드(D2)가 도통 되는 구간을 의미한다.
또한, 상기 제3 구간(③)에서 상기 제1 스위치 소자(SW1)에 흐르는 전류(Isw)는 입력 전류(Iin)와 제1 및 제2 캐패시터(C1, C2)에 흐르는 전류(Ic1, Ic2)를 합한 값이 된다.
이때, 상기 제2 캐패시터(C2)에 충전되는 전하가 상기 제1 스위치 소자(SW1) 쪽으로 흐르면서 제3 캐패시터(C3)에 전하를 충전시키며 상기 제1 캐패시터(C1)에 흐르는 전류는 점차 감소하여 제1 노드(N1)에 제공된 전압(V1)은 일정한 음의 전압값(Vcout)을 갖게 된다.
상기 제3 캐패시터(C3)에 충전되는 전압(Vc3)은 제2 캐패시터(C2)에 충전된 전압(Vc2)에서 출력 전압(Vcout)을 뺀 값이 된다. 상기 제3 구간(③)에서 상기 DC-DC 컨버터(100)는 입력 전압의 정수배에 해당하는 출력전압을 차치 펌핑한다.
도 5는 도 1의 DC-DC 컨버터의 제4 구간에 따른 제4 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 DC-DC 컨버터(100)의 제4 구간(④)은 상기 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-오프(turn-off) 되기 시작하는 구간을 의미한다.
상기 제4 구간(④)에서 입력 전류(Iin)와 상기 제1 스위치 소자(SW1)에 흐르는 전류(Isw)는 제1 캐패시터(C1)에 충전됨에 따라 상기 제1 캐패시터(C1)에 충전된 전압(제1 노드(N1)에 충전된 전압과 동일함, V1)은 Vcout에서 상기 Vc2에까지 상승한다. 이때, 상기 제2 캐패시터(C2)에 흐르는 전류(Ic2)는 제1 스위치 소자(SW1)에 흐르는 전류(Isw)와 입력 전류(Iin)를 합한 값이 된다.
상기 제4 구간(④)에서 상기 제1 내지 제3 다이오드(D1 ~ D3)는 모두 차단된다.
도 6은 도 1의 DC-DC 컨버터의 제5 구간에 따른 제5 구동 모드를 나타내는 회로 구성 및 각 회로 소자에 흐르는 전류를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 DC-DC 컨버터(100)의 제5 구간(⑤)은 상기 제1 스위치 소자(SW1)가 턴-오프(turn-off) 상태가 되는 구간을 의미한다. 이때, 상기 제1 및 제3 다이오드(D1, D3)는 도통되고 상기 제2 다이오드(D2)는 차단되어 입력단에서 출력단으로 전력을 공급하게 된다.
상기 제1 스위치 소자(SW1)의 양단에 인가되는 전압은 턴-오프(turn-off) 상태에서 출력 전압(Vcout)이 아닌 제2 캐패시터(C2)에 제공된 전압(Vc2)이 된다.
따라서, 본원발명의 DC-DC 컨버터(100)는 기존의 부스트 컨버터(Boost Converter)를 사용한 경우보다 상기 제1 스위치 소자(SW1)의 양단에 인가되는 전압이 절반 정도로 감소되어 상기 제1 스위치 소자(SW1)의 스트레스를 최소화하여 소프트 스위칭(Soft Switching)이 가능해진다.
이와 더불어, 본원발명의 DC-DC 컨버터(100)는 차치 펌프기능과 입력전압을 승압하는 부스트 컨버터(Boost Converter) 기능을 동시에 구현할 수 있으므로 차지 펌프와 부스트 컨버터(Boost Converter) 만을 각각 사용할 때에 발생하는 출력 전류의 한계를 극복할 수 있다.
도 7(a)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터에서 입력 전압의 가변에 따라 효율을 비교한 파형도이고, 도 7(b)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터에서 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio, D)에 따른 효율을 비교한 파형도이다.
도 7(a)에 도시된 바와 같이, 출력전압이 114V일 때 입력전압을 21V ~ 27V로 가변해 가며 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터의 효율을 측정한 결과, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 효율이 입력전압의 전 구간(21V ~ 27V)에서 종래의 부스트 컨버터에 비해 대략 4.7% 정도 높은 효율을 갖는다.
도 7(b)에 도시된 파형도는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터의 디밍(Dimming) 신호의 듀티 비(Duty ratio, D)에 따른 효율을 비교한 것으로 입력전압은 24V로 각각 고정되어 있으며, 듀티(Duty)가 40% 이상인 경우에서 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터는 종래의 부스트 컨버터에 비해 효율이 4.5% ~ 4.7%로 상승하는 것을 알 수 있다.
그러나, 듀티(Duty)가 40% 미만인 경우 출력 전류의 양이 매우 작아지기 때문에 종래의 부스트 컨버터와 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 효율은 85% 이하로 떨어진다.
이와 같은 측정 결과를 통해서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터는 종래의 부스트 컨버터에 비해 높은 효율을 갖는다.
도 8(a)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 스위치 소자와 종래의 부스트 컨버터의 스위치 소자 양단에 걸리는 전압을 비교한 파형도이며, 도 8(b)는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터와 종래의 부스트 컨버터의 스위치 소자의 듀티 비(Duty ratio)를 비교한 파형도이다.
도 8(a)에 도시된 바와 같이, 입력 전압이 24V 이고, 출력 전압이 114V로 고정되어 있을 때 종래의 부스트 컨버터의 스위치 소자의 양단에 걸리는 전압은 113.8V이고, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 스위치 소자의 양단에 걸리는 전압은 70V로 측정되었다. 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 경우가 종래의 부스트 컨버터에 비해 스위치 소자의 양단에 걸리는 전압이 약 1.62배 정도 감소하였다.
또한, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 입력 전압이 24V이고, 출력 전압이 114V로 고정되어 있을 때 종래의 부스트 컨버터의 스위치 소자는 약 78%의 듀티 비(Duty ratio)로 동작하고, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 스위치 소자는 약 50%의 듀티 비(Duty ratio)로 동작한다. 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터를 사용한 경우 종래의 부스트 컨버터를 사용할 때보다 약 1.56배 낮아진 듀티(Duty)로 동일한 출력 전압을 얻을 수 있다.
이와 같은 측정 결과를 통해서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터는 소프트 스위칭(Soft Switching)이 가능해져서 스위치 소자의 손실을 최소화하고 효율을 향상시킬 수 있다.
100:DC-DC 컨버터 110:차지 펌핑 및 소프트 스위칭 부

Claims (6)

  1. 입력단의 일측에 직렬로 접속되는 제1 인덕터;
    상기 제1 인덕터의 일측에 직렬로 접속되는 제3 캐패시터;
    상기 제3 캐패시터의 일측에 직렬로 접속되는 제3 다이오드;
    상기 제1 인덕터 및 제3 캐패시터 사이에 형성된 제1 노드에 접속되는 제2 인덕터;
    상기 제2 인덕터와 그라운드(GND) 전압 사이에 접속되며 외부에서 제공되는 신호에 따라 턴-온/오프(turn-on/off) 되는 스위치 소자;
    상기 제3 캐패시터와 제3 다이오드 사이에 형성된 제2 노드에 일측이 접속된 제2 다이오드;
    상기 제1 노드와 상기 그라운드(GND) 전압 사이에 접속되어 상기 스위치 소자가 턴-온(turn-on) 상태일 때 상기 제2 인덕터와 공진 패스(path)를 형성하는 제2 캐패시터;
    상기 제2 다이오드의 타측이 접속된 제3 노드에 접속되어 상기 스위치 소자가 턴-온(turn-on) 상태를 유지하는 동안 상기 제2 인덕터와 공진 패스(path)를 형성하는 제1 캐패시터; 및
    상기 제1 및 제3 노드에 각각 일측 및 타측이 접속된 제1 다이오드;를 포함하는 고효율 DC-DC 컨버터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 인덕터와, 상기 스위치 소자와, 상기 제1 내지 제3 캐패시터와, 제1 및 제2 다이오드는 차지 펌핑 및 소프트 스위칭 부를 구성하는 고효율 DC-DC 컨버터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치 소자는 상기 제2 인덕터와 상기 제1 및 제3 캐피시터 사이의 공진과, 상기 제2 인덕터와 상기 제2 캐패시터 사이의 공진을 통해 전류가 제로일 때 턴-오프(turn-off) 상태가 되는 고효율 DC-DC 컨버터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치 소자는 파워 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 고효율 DC-DC 컨버터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치 소자가 턴-오프(turn-off) 상태에서 턴-온(turn-on) 상태가 되는 경우에 상기 제2 인덕터로 흐르는 전류가 입력 전류와 동일해지는 제1 구간 동안에 상기 스위치 소자에 흐르는 전류는 선형적으로 증가하는 고효율 DC-DC 컨버터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 스위치 소자가 턴-오프(turn-off) 상태일 때 상기 스위치 소자의 양단에는 상기 제1 캐패시터에 충전된 전압이 인가되는 고효율 DC-DC 컨버터.


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