KR101755888B1 - Control mothod and system of interleaved pfc - Google Patents

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Abstract

인터리브 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터와 제2부스트컨버터의 듀티비를 동일하게 설정하는 단계; 설정된 듀티비에 따라 제1부스트컨버터만이 온 된 경우 인터리브 PFC 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터만이 온 된 경우 인터리브 PFC 출력전압인 제2출력전압을 도출하는 단계; 도출한 제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계; 및 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 다른 경우, 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 동일해지도록 제1부스트컨버터 또는 제2부스트컨버터의 듀티비를 조정하는 단계;를 포함하는 인터리브 PFC 제어방법이 소개된다.Setting the duty ratios of the first boost converter and the second boost converter provided in the interleaved PFC to be the same; Deriving a first output voltage that is an interleaved PFC output voltage and a second output voltage that is an interleaved PFC output voltage when only the second boost converter is on when only the first boost converter is on according to the set duty ratio; Comparing the derived first output voltage and the magnitude of the second output voltage; And adjusting the duty ratio of the first boost converter or the second boost converter so that the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage become the same when the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage are different The interleaved PFC control method is introduced.

Description

인터리브 PFC 제어방법 및 시스템{CONTROL MOTHOD AND SYSTEM OF INTERLEAVED PFC}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an interleaved PFC control method and system,

본 발명은 인터리브 PFC 내에 마련되는 부스트컨버터의 듀티비를 조절하여 각 부스트컨버터의 전류밸런싱 제어를 통해 PFC 출력전압의 리플을 저감시킬 수 있는 인터리브 PFC 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an interleaved PFC control method and system capable of reducing a ripple of a PFC output voltage by controlling a duty ratio of a boost converter provided in an interleaved PFC to control current balancing of each boost converter.

일반적으로 스위칭모드의 전원공급장치(SMPS)를 설계할 때, 전파 정류를 위한 다이오드와 평활용 커패시터는 필수구성 요소가 되며, 이러한 경우 정류용 다이오드와 평활용 커패시터에서 발생하는 고조파 왜곡 및 피크 전류로 인해, 역률이 낮게 나타난다. 따라서 이러한 것을 방지하기 위해 전력역률보상회로(PFC, Power Factor Correction)가 내장된다.When designing a switching mode power supply (SMPS) in general, diodes and smoothing capacitors for full-wave rectification become essential components, in which case harmonic distortion and peak currents from rectifier diodes and smoothing capacitors , The power factor appears to be low. To prevent this, a power factor correction circuit (PFC) is built in.

역률보상회로는 이와 같은 낮은 역률을 개선하여 전원선에서 고조파 왜곡을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 입력전원으로부터 가능한 한 최대의 유효전력을 얻을 수 있게 된다. PFC는 순간적인 파워 누출이 우려되는 트랜스포머와 안정기 및 컨버터와 같은 구성부품으로 공급되는 전력을 조절하여 각 부품에 보다 안정된 전류를 공급하고, 불필요하게 낭비되는 전력소비를 방지할 수 있다.The power factor correction circuit improves such a low power factor to reduce the harmonic distortion in the power line and obtain the maximum active power from the input power source as much as possible. PFCs can regulate power supplied to components such as transformers and stabilizers and converters, where instantaneous power leakage is a concern, to provide more stable current to each component and avoid unnecessarily wasted power consumption.

한편, 인터리브 PFC 회로는 마스터 컨버터와 슬레이브 컨버터로 구성되며, 각 컨버터는 180도의 위상차를 가지고 교차로 스위칭되며 역률을 보상하게 된다. 이러한 인터리브 PFC의 제어 방법에 대해서는 공개특허공보 KR 2009-0058246 "인터리브 PFC 회로의 동작 방법 및 그 방법을 채용한 PFC 회로"에서도 인터리브 PFC 회로에서 발생될 수 있는 전류의 언밸런스 현상을 보상하여 인터리브 PFC 회로의 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있는 PFC 회로의 동작 제어 방법에 대하여 제시하고 있다.On the other hand, the interleaved PFC circuit is composed of a master converter and a slave converter, and each converter is switched at an intersection with a phase difference of 180 degrees to compensate the power factor. As for the control method of such interleaved PFC, the unbalance phenomenon of the current that can be generated in the interleaved PFC circuit is compensated for in the method of operating the interleaved PFC circuit and the PFC circuit adopting the method, as disclosed in JP2009-0058246, And a method for controlling the operation of the PFC circuit which can ensure the stability and reliability of the PFC circuit.

그러나 이에 따르더라도 여전히 인터리브 PFC 회로에 존재하는 컨버터의 전류밸런스를 위해서는 각 컨버터마다 인덕터 전류를 감지할 수 있는 전류센서를 필요로 하며, 이에 따라 불필요하게 회로의 크기가 커질 뿐만 아니라 PFC 회로의 원가가 상승되는 문제점이 존재하였다.However, the current balance of the converter still existing in the interleaved PFC circuit requires a current sensor that can sense the inductor current for each converter, thereby unnecessarily increasing the size of the circuit, and the cost of the PFC circuit There has been a problem of rising.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KR 2009-0058246 AKR 2009-0058246 A

본 발명은 인터리브 PFC 내에 마련되는 두 개의 부스트컨버터의 듀티비를 인터리브 PFC 출력전압의 변화에 따라 조정하여 기존의 인터리브 PFC 회로보다 센서의 수를 줄일 수 있으면서 PFC 출력전압의 리플도 감소시킬 수 있는 인터리브 PFC 제어방법 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention can adjust the duty ratio of the two boost converters provided in the interleaved PFC according to the variation of the interleaved PFC output voltage, thereby reducing the number of sensors compared to the conventional interleaved PFC circuit and reducing the ripple of the PFC output voltage. PFC control method and system.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인터리브 PFC 제어방법은 인터리브 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터와 제2부스트컨버터의 듀티비를 동일하게 설정하는 단계; 설정된 듀티비에 따라 제1부스트컨버터만이 온 된 경우 인터리브 PFC 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터만이 온 된 경우 인터리브 PFC 출력전압인 제2출력전압을 도출하는 단계; 도출한 제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계; 및 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 다른 경우, 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 동일해지도록 제1부스트컨버터 또는 제2부스트컨버터의 듀티비를 조정하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an interleaved PFC control method including: setting a duty ratio of a first boost converter and a second boost converter provided in an interleaved PFC to be the same; Deriving a first output voltage that is an interleaved PFC output voltage and a second output voltage that is an interleaved PFC output voltage when only the second boost converter is on when only the first boost converter is on according to the set duty ratio; Comparing the derived first output voltage and the magnitude of the second output voltage; And adjusting the duty ratio of the first boost converter or the second boost converter so that the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage become the same when the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage are different do.

제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계 이후에, 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 동일한 경우, 제1부스트컨버터와 제2부스트컨버터의 듀티비를 유지하는 단계;를 포함한다.Maintaining the duty ratio of the first boost converter and the second boost converter when the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage are equal after the step of comparing magnitudes of the first output voltage and the second output voltage; .

듀티비를 조정하는 단계는, 제1출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 한다.The step of adjusting the duty ratio is characterized by increasing the duty ratio of the second boost converter when the magnitude of the first output voltage is greater than the magnitude of the second output voltage.

제2부스트컨버터의 듀티비 증가량은 하기의 수식을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 한다.And the duty ratio increase amount of the second boost converter is derived using the following equation.

d=(V1-V2)×ad = (V1 - V2) x a

d: 듀티비 증가량, V1: 제1출력전압, V2: 제2출력전압, a: 변환계수d: duty ratio increase, V1: first output voltage, V2: second output voltage, a: conversion coefficient

듀티비를 조정하는 단계는, 제2출력전압의 크기가 제1출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 한다.The step of adjusting the duty ratio is characterized by reducing the duty ratio of the second boost converter when the magnitude of the second output voltage is greater than the magnitude of the first output voltage.

제2부스트컨버터의 듀티비 감소량은 하기의 수식을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 한다.And the duty ratio reduction amount of the second boost converter is derived using the following equation.

d=(V2-V1)×ad = (V2 - V1) x a

d: 듀티비 증가량, V1: 제1출력전압, V2: 제2출력전압, a: 변환계수d: duty ratio increase, V1: first output voltage, V2: second output voltage, a: conversion coefficient

제1출력전압과 제2출력전압을 도출하는 단계는, 제1부스트컨버터만이 온 된 경우, 인터리브 PFC의 최대출력전압을 제1출력전압으로 도출하고, 제2부스트컨버터만이 온 된 경우, 인터리브 PFC의 최대출력전압을 제2출력전압으로 도출하는 것을 특징으로 한다.The step of deriving the first output voltage and the second output voltage may include deriving the maximum output voltage of the interleaved PFC to the first output voltage when only the first boost converter is on and if only the second boost converter is on, And the maximum output voltage of the interleaved PFC is derived as the second output voltage.

본 발명에 따른 인터리브 PFC 시스템은 인터리브 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터; 인터리브 PFC 내부에 마련되어 제1부스트컨버터와 병렬로 연결되는 제2부스트컨버터; 제1부스트컨버터의 인덕터에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서; 및 제1부스트컨버터만을 온했을 때의 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터만을 온했을 때의 출력전압인 제2출력전압의 크기를 비교하여 제2부스트컨버터의 듀티비를 조정하는 제어부;를 포함한다.An interleaved PFC system according to the present invention includes: a first boost converter provided in an interleaved PFC; A second boost converter provided in the interleaved PFC and connected in parallel with the first boost converter; A current sensor for sensing a current flowing in the inductor of the first boost converter; And a controller for comparing the duty ratio of the second boost converter by comparing the magnitude of the first output voltage which is the output voltage when only the first boost converter is turned on and the magnitude of the second output voltage which is the output voltage when only the second boost converter is turned on, .

제1부스트컨버터와 제2부스트컨버터의 듀티비는 동일한 것을 특징으로 한다.And the duty ratios of the first boost converter and the second boost converter are the same.

제어부는, 제1출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 한다.The control unit increases the duty ratio of the second boost converter when the magnitude of the first output voltage is greater than the magnitude of the second output voltage.

제어부는, 제2출력전압의 크기가 제1출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 한다.The control unit reduces the duty ratio of the second boost converter when the magnitude of the second output voltage is greater than the magnitude of the first output voltage.

상술한 바와 같이 이용하면 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다.The following effects can be obtained by using as described above.

첫째, 기존의 인터리브 PFC 회로보다 인덕터전류를 감지하는 센서의 수를 감소시킬 수 있으므로 회로의 원가가 절감되는 효과가 있다.First, since the number of sensors for detecting the inductor current can be reduced compared with the conventional interleaved PFC circuit, the cost of the circuit can be reduced.

둘째, 각 부스트컨버터의 듀티비 조절을 통하여 각 부스트컨버터의 인덕터 전류의 전류밸런싱 제어가 가능하게 되어 PFC의 출력전압 리플을 감소시킬 수 있다.Second, it is possible to control the current balance of the inductor current of each boost converter by adjusting the duty ratio of each boost converter, so that the output voltage ripple of the PFC can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인터리브 PFC 제어방법의 순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인터리브 PFC 시스템의 구성도1 is a flowchart of an interleaved PFC control method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an interleaved PFC system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

두 개의 부스트컨버터를 포함하는 인터리브 PFC는 한 개의 부스트컨버터만을 포함하는 단일형 PFC보다 손실이 적어 PFC의 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 180도의 위상차이를 가지고 교차하며 스위칭되는 각 컨버터를 정밀하게 제어하지 못하면 각부스트컨버터 인덕터 전류의 전류밸런싱 제어가 되지 않아 오히려 단일형 PFC보다 성능이 떨어지게 될 수 있다. 따라서 인터리브 PFC에서는 정밀한 부스트컨버터 스위칭 제어가 필수적인바, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 제어방법을 제시하고 있다.Interleaved PFCs, which include two boost converters, have the advantage of being able to improve the performance of a PFC because it is less lossy than a single PFC containing only one boost converter. However, failing to precisely control each of the switched converters with a phase difference of 180 degrees, the current balancing control of each boost converter inductor current can not be controlled, which may result in a lower performance than a single PFC. Therefore, in the interleaved PFC, precise boost converter switching control is essential, and the present invention proposes a control method for solving such a problem.

본 발명에 따른 인터리브 PFC 제어방법은 도1에서 도시한 바와 같이 인터리브 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 동일하게 설정하는 단계(S100); 설정된 듀티비에 따라 제1부스트컨버터(100)만이 온 된 경우 인터리브 PFC 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터(200)만이 온 된 경우 인터리브 PFC 출력전압인 제2출력전압을 도출하는 단계(S200); 도출한 제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계(S300); 및 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 다른 경우, 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 동일해지도록 제1부스트컨버터(100) 또는 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 조정하는 단계;를 포함한다.The interleaved PFC control method according to the present invention includes the steps of: (S100) setting the duty ratios of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 provided in the interleaved PFC to be the same as shown in FIG. 1; Deriving a first output voltage which is an interleaved PFC output voltage and a second output voltage which is an interleaved PFC output voltage when only the second boost converter 200 is turned on when only the first boost converter 100 is turned on according to the set duty ratio (S200); Comparing the size of the first output voltage and the second output voltage (S300); And when the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage are different from each other, the duty ratio of the first boost converter 100 or the second boost converter 200 is controlled so that the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage become equal to each other And a step of adjusting.

여기서 듀티비란 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 흔히 사용되는 용어로써 PWM 신호의 한 주기 중 턴 온 되는 시간의 비율을 의미한다. 따라서 스위칭 회로를 포함하는 PFC에 있어서 듀티비를 조정한다는 것은 PFC 내부의 스위치의 온 시간을 조절하는 것과 동일한 의미를 가지므로 결국 PFC 전압과 전류의 값에 영향을 미치게 된다.Here, duty ratio is a term commonly used in PWM (Pulse Width Modulation) control, which means the ratio of the turn-on time of one cycle of the PWM signal. Therefore, adjusting the duty ratio in the PFC including the switching circuit has the same meaning as adjusting the ON time of the switch in the PFC, and therefore, affects the value of the PFC voltage and current.

본 발명은 이러한 점에 착안하여 인터리브드 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 듀티비 조정을 통해 각 부스트컨버터에서 출력되는 출력전류의 전류밸런싱제어를 하는 방법을 제시하고 잇는 것이다.(본 설명에서의 전류밸런싱이랑 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 출력전류 크기 변화는 없는 상태로 위상차이만이 존재하는 것을 의미하며, 전류밸런싱의 효율이 이상적인 경우에는 출력전류의 최대크기는 동일하고 위상차이는 180°가 될 것이다.)In view of this point, the present invention performs current balancing control of the output currents output from the respective boost converters through the duty ratio adjustment of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 provided in the interleaved PFC (The current balancing in this description means that there is no phase difference in the state where the output current magnitudes of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 are not changed, and the current If the balancing efficiency is ideal, the maximum magnitude of the output current will be the same and the phase difference will be 180 °.)

따라서, 본 발명의 실시를 위한 첫 단계는 앞서 언급한 바와 같이 듀티비 설정단계(S100)이다. 인터리브드 PFC의 동작 초기에는 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 출력전류의 전류밸런싱 제어가 이뤄지지 않은 상태이므로 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 어느 정도 조절해야 되는지에 대한 정보도 없는 상태이다. 그러므로 우선적으로 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 동일하게 설정하여 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)를 동작시킴으로써 듀티비 조절을 위한 정보값을 얻게 되는 것이다.Therefore, the first step for implementing the present invention is the duty ratio setting step S100 as mentioned above. Since the current balancing control of the output currents of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 is not performed in the initial stage of the operation of the interleaved PFC, the first boost converter 100 and the second boost converter 200 There is also no information about how much the duty ratio should be adjusted. Therefore, by setting the duty ratios of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 equal to each other, the first boost converter 100 and the second boost converter 200 are operated, Value.

그리고 그 단계가 바로 도1에서 도시한 바와 같이 제1출력전압, 제2출력전압 도출단계(S200)이다. 제1출력전압은 제1부스트컨버터(100)만이 온 되고 제2부스트컨버터(200)는 오프되었을 때 인터리브 PFC의 출력전압을 의미하며, 제2출력전압은 제2부스트컨버터(200)만이 온되고 제1부스트컨버터(100)는 오프되었을 때 인터리브 PFC의 출력전압을 의미한다.This step is a first output voltage and a second output voltage deriving step S200 as shown in FIG. The first output voltage means the output voltage of the interleaved PFC when only the first boost converter 100 is on and the second boost converter 200 is off and the second output voltage is only the second boost converter 200 is on The first boost converter 100 means the output voltage of the interleaved PFC when turned off.

다만, 제1부스트컨버터(100) 또는 제2부스트컨버터(200)만이 온 되었을 때의 PFC 출력전압도 시간의 변화에 따라 값이 달라지는바, 구체적으로 어느 지점을 PFC 출력전압으로 볼 것인가 문제된다. 따라서 본 발명에서는 이를 위한 구체적인 기준으로 제1부스트컨버터(100)만이 온 된 경우에는 인터리브 PFC의 최대출력전압을 제1출력전압으로 도출하고, 제2부스트컨버터(200)만이 온 된 경우에는 인터리브 PFC의 최대출력전압을 제2출력전압으로 도출하는 방법을 제시하고 있다.However, since the value of the PFC output voltage when only the first boost converter 100 or the second boost converter 200 is turned on also changes with time, specifically, which point is regarded as the PFC output voltage is a problem. Therefore, in the present invention, when the first boost converter 100 is ON, the maximum output voltage of the interleaved PFC is derived as the first output voltage, and when only the second boost converter 200 is ON, the interleaved PFC And the maximum output voltage of the first output voltage is derived as the second output voltage.

앞서 언급한 방식에 따라 제1출력전압과 제2출력전압을 도출하였다면, 이를 바탕으로 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 전류밸런싱 제어가 되고 있는지를 판단하는 단계가 필요한데, 이 과정이 제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계(S300)이다. 여기서 전류밸런싱 제어를 위하여 각각 부스트컨버터의 전류를 보는 것이 아니라 인터리브 PFC 출력전압을 보는 이유는 부스트컨버터의 각각 전류를 보기 위해서는 각 부스트컨버터의 인덕터 출력단에 전류센서(300)를 추가하여야 할 필요가 있으나, 인터리브 PFC 출력전압의 경우에는 별도의 센서 추가 없이 기존의 센서를 활용할 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명에 따를 경우 기존의 두 개의 전류 센서를 이용한 인터리브드 PFC 제어와 달리 한 개의 전류 센서만을 이용하더라도 효율적인 제어가 가능하게 되므로 원가 절감 및 사이즈 축소의 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.If the first output voltage and the second output voltage are derived according to the above-mentioned method, it is necessary to determine whether the current balancing control of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 is being performed , And this process is a step (S300) of comparing the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage. The reason for looking at the interleaved PFC output voltage rather than seeing the current of each boost converter for current balancing control is that it is necessary to add the current sensor 300 to the inductor output of each boost converter to see the respective current of the boost converter , And the interleaved PFC output voltage can utilize the existing sensor without additional sensor. Therefore, according to the present invention, unlike the interleaved PFC control using the conventional two current sensors, efficient control can be achieved even if only one current sensor is used, so that the effect of cost reduction and size reduction can be obtained.

제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계(S300)에서 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 동일하다면, 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 전류밸런싱제어가 효율적으로 이루어지고 있는 상태이므로 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 조정해야 할 필요가 없게 된다. 따라서 이 경우에는 도1에서 도시한 바와 같이 듀티비 유지단계(S460)를 수행하게 된다.If the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage are the same in step S300 of comparing the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage, the magnitudes of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 It is not necessary to adjust the duty ratios of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 since the current balancing control is performed efficiently. Therefore, in this case, the duty ratio maintenance step S460 is performed as shown in FIG.

문제는 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 상이하여 듀티비를 조정해야 하는 경우이다. 이 경우 있을 수 있는 인터리브드 PFC의 상태는 크게 두 가지이다. 하나는 제1출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 큰 경우이고, 다른 하나는 제2출력전압의 크기가 제1출력전압의 크기보다 큰 경우일 것이다. 본 발명에서는 각각의 경우에 대하여 제어방법을 제시하고 있는데 이를 구체적으로 살펴보면 아래와 같다.The problem is that the duty ratio must be adjusted because the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage are different. In this case, there are two types of interleaved PFC states that can exist. One is when the magnitude of the first output voltage is greater than the magnitude of the second output voltage, and the other is when the magnitude of the second output voltage is greater than the magnitude of the first output voltage. In the present invention, a control method is presented for each case, which will be described in detail as follows.

우선 제1출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 큰 경우는 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 증가시키는 단계(S420)를 제시하고 있는데 이는 도1에서도 확인할 수 있다. 제1 출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 크다는 것은 제1부스트컨버터(100)의 턴온에 따른 전류량이 제2부스트컨버터(200)의 턴온에 따른 전류량보다 크다는 것을 의미하므로 이 경우에는 제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 동일하게 맞추어 주기 위해 제2부스트컨버터(200)의 턴온 비율인 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 증가시키는 것이다. First, when the magnitude of the first output voltage is greater than the magnitude of the second output voltage, step S420 of increasing the duty ratio of the second boost converter 200 is shown in FIG. When the magnitude of the first output voltage is greater than the magnitude of the second output voltage, it means that the amount of current due to the turn-on of the first boost converter 100 is larger than the amount of current due to the turn-on of the second boost converter 200, The duty ratio of the second boost converter 200, which is the turn-on ratio of the second boost converter 200, is increased to equalize the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage.

다만, 듀티비를 증가시키는 것도 제2출력전압과 제1출력전압이 동일하게 되는 정도까지만 증가시켜야 하므로 듀티비를 얼만큼 증가시킬 것인가 하는 부분도 중요한데, 이를 위하여 본 발명에서는 하기의 수식을 이용하여 제2부스트컨버터(200)의 듀티비 증가량을 도출하는 방법을 제시하고 있다.In order to increase the duty ratio, however, it is also important to increase the duty ratio only to the extent that the second output voltage and the first output voltage are equal to each other. For this purpose, in the present invention, A method of deriving the duty ratio increase amount of the second boost converter 200 is proposed.

d=(V1-V2)×ad = (V1 - V2) x a

d: 듀티비 증가량, V1: 제1출력전압, V2: 제2출력전압, a: 변환계수d: duty ratio increase, V1: first output voltage, V2: second output voltage, a: conversion coefficient

여기서 변환계수는 출력전압의 단위를 듀티비 단위로 바꾸기 위한 변환계수로써 그 값은 부스트컨버터 및 인터리브드 PFC의 목적 및 특성에 따라 다양한 값을 가질 수 있을 것이다.Here, the conversion coefficient is a conversion coefficient for changing the unit of the output voltage to the duty ratio unit, and the value may have various values depending on the purpose and characteristics of the boost converter and the interleaved PFC.

반면에 제2출력전압의 크기가 제1출력전압의 크기보다 큰 경우에는 도2에서 도시하고 있는 바와 같이 앞선 경우와 반대로 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 감소시키는 단계(S440)를 수행하게 되며, 본 발명에서는 제2부스트컨버터(200)의 듀티비 감소량을 도출하는 방법으로 하기의 수식을 제시하고 있다.On the other hand, when the magnitude of the second output voltage is greater than the magnitude of the first output voltage, as shown in FIG. 2, the duty ratio of the second boost converter 200 is decreased (S440) In the present invention, the following equation is given as a method of deriving the duty ratio reduction amount of the second boost converter 200. [

d=(V2-V1)×ad = (V2 - V1) x a

d: 듀티비 증가량, V1: 제1출력전압, V2: 제2출력전압, a: 변환계수d: duty ratio increase, V1: first output voltage, V2: second output voltage, a: conversion coefficient

여기서의 변환계수값은 앞서 언급한 듀티비 증가량을 도출하는 수식에서의 변환계수와 동일한 값을 가진다. 왜냐하면 변환계수는 각부스트컨버터 및 인터리브드 PFC의 하드웨어적 특성에 의하여 결정되는 것이고 PWM 제어에 따른 인터리브드 PFC 동작에 의해 결정되는 것은 아니기 때문이다.Here, the conversion coefficient value has the same value as the conversion coefficient in the formula for deriving the above-mentioned duty ratio increase amount. This is because the conversion coefficient is determined by the hardware characteristics of each boost converter and the interleaved PFC and is not determined by the interleaved PFC operation according to the PWM control.

본 발명에 따른 인터리브 PFC 시스템은 인터리브 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터(100); 인터리브 PFC 내부에 마련되어 제1부스트컨버터(100)와 병렬로 연결되는 제2부스트컨버터(200); 제1부스트컨버터(100)의 인덕터에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서(300); 및 제1부스트컨버터(100)만을 온했을 때의 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터(200)만을 온했을 때의 출력전압인 제2출력전압의 크기를 비교하여 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 조정하는 제어부(400);를 포함할 수 있다.The interleaved PFC system according to the present invention includes a first boost converter 100 provided in an interleaved PFC; A second boost converter 200 provided in the interleaved PFC and connected in parallel with the first boost converter 100; A current sensor 300 for sensing a current flowing in the inductor of the first boost converter 100; And the second boost converter 200 are compared with the first output voltage, which is the output voltage when only the first boost converter 100 is turned on, and the second output voltage, which is the output voltage when the second boost converter 200 is turned on, And a control unit 400 for adjusting a duty ratio of the plurality of light emitting diodes 200.

앞서 살펴본 본 인터리브 PFC 시스템에 따른 제1부스트컨버터(100)와 제2부스트컨버터(200)의 듀티비는 동일하게 설정될 수 있으며, 제어부(400)는 제1출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 큰 경우에는 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 증가시키는 제어를 수행하고, 제2출력전압의 크기가 제1출력전압의 크기보다 큰 경우에는 제2부스트컨버터(200)의 듀티비를 감소시키는 제어를 수행하게 된다.The duty ratio of the first boost converter 100 and the second boost converter 200 according to the interleaved PFC system discussed above can be set to be the same and the controller 400 can control the duty ratio of the first output voltage to the second output voltage The duty ratio of the second boost converter 200 is increased. When the magnitude of the second output voltage is greater than the magnitude of the first output voltage, the duty ratio of the second boost converter 200 is increased The control for decreasing the ratio is performed.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. It will be obvious to those who have knowledge of.

S100: 듀티비 설정단계 S200: 제1출력전압, 제2출력전압 도출단계
S420: 제2부스트컨버터 듀티비 증가단계 S440: 제2부스트컨버터 듀티비 감소단계
S460: 듀티비 유지단계 100: 제1부스트컨버터
200: 제2부스트컨버터 300: 전류센서
400: 제어부S100: duty ratio setting step S200: deriving the first output voltage and the second output voltage
S420: Increasing the duty ratio of the second boost converter S440: Decreasing the duty ratio of the second boost converter
S460: duty ratio maintenance step 100: first boost converter
200: Second boost converter 300: Current sensor
400:

Claims (11)

인터리브 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터와 제2부스트컨버터의 듀티비를 동일하게 설정하는 단계;
설정된 듀티비에 따라 제1부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제2부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의 인터리브 PFC 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제1부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의 인터리브 PFC 출력전압인 제2출력전압을 도출하는 단계;
도출한 제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계; 및
제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 다른 경우, 제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 동일해지도록 제1부스트컨버터 또는 제2부스트컨버터의 듀티비를 조정하는 단계;를 포함하는 인터리브 PFC 제어방법.Setting the duty ratios of the first boost converter and the second boost converter provided in the interleaved PFC to be the same;
According to the set duty ratio, the first output voltage, which is the interleaved PFC output voltage in the interval in which the switch of the first boost converter is on-duty and the switch of the second boost converter is the off duty, and the switch of the second boost converter are on- Deriving a second output voltage that is an interleaved PFC output voltage in an interval in which the switch of the boost converter is in an off duty;
Comparing the derived first output voltage and the magnitude of the second output voltage; And
Adjusting the duty ratio of the first boost converter or the second boost converter such that the first output voltage and the second output voltage have the same magnitude when the magnitude of the first output voltage is different from the magnitude of the second output voltage Interleaved PFC control method. 청구항 1에 있어서,
제1출력전압과 제2출력전압의 크기를 비교하는 단계 이후에,
제1출력전압과 제2출력전압의 크기가 동일한 경우, 제1부스트컨버터와 제2부스트컨버터의 듀티비를 유지하는 단계;를 포함하는 인터리브 PFC 제어방법.The method according to claim 1,
After comparing the magnitudes of the first and second output voltages,
And maintaining the duty ratio of the first boost converter and the second boost converter when the magnitudes of the first output voltage and the second output voltage are the same. 청구항 1에 있어서,
듀티비를 조정하는 단계는,
제1출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 제어방법.The method according to claim 1,
Adjusting the duty ratio comprises:
Wherein the duty ratio of the second boost converter is increased when the magnitude of the first output voltage is greater than the magnitude of the second output voltage. 청구항 3에 있어서,
제2부스트컨버터의 듀티비 증가량은 하기의 수식을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 제어방법.
d=(V1-V2)×a
d: 듀티비 증가량, V1: 제1출력전압, V2: 제2출력전압, a: 변환계수The method of claim 3,
Wherein an increase rate of the duty ratio of the second boost converter is derived using the following equation.
d = (V1 - V2) x a
d: duty ratio increase, V1: first output voltage, V2: second output voltage, a: conversion coefficient 청구항 1에 있어서,
듀티비를 조정하는 단계는,
제2출력전압의 크기가 제1출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 제어방법.The method according to claim 1,
Adjusting the duty ratio comprises:
Wherein the duty ratio of the second boost converter is reduced when the magnitude of the second output voltage is greater than the magnitude of the first output voltage. 청구항 5에 있어서,
제2부스트컨버터의 듀티비 감소량은 하기의 수식을 이용하여 도출하는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 제어방법.
d=(V2-V1)×a
d: 듀티비 감소량, V1: 제1출력전압, V2: 제2출력전압, a: 변환계수The method of claim 5,
Wherein the duty ratio reduction amount of the second boost converter is derived using the following equation.
d = (V2 - V1) x a
d: duty ratio reduction amount, V1: first output voltage, V2: second output voltage, a: conversion coefficient 청구항 1에 있어서,
제1출력전압과 제2출력전압을 도출하는 단계는,
제1부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제2부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의, 인터리브 PFC의 최대출력전압을 제1출력전압으로 도출하고, 제2부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제1부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의, 인터리브 PFC의 최대출력전압을 제2출력전압으로 도출하는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein deriving the first output voltage and the second output voltage comprises:
The maximum output voltage of the interleaved PFC is derived as the first output voltage in the section where the switch of the first boost converter is on-duty and the switch of the second boost converter is off duty, and the switch of the second boost converter is on- Wherein the switch of the one-boost converter derives the maximum output voltage of the interleaved PFC to a second output voltage in an interval in which the switch is in the off-duty period. 인터리브 PFC 내부에 마련되는 제1부스트컨버터;
인터리브 PFC 내부에 마련되어 제1부스트컨버터와 병렬로 연결되는 제2부스트컨버터;
제1부스트컨버터의 인덕터에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서; 및
제1부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제2부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제1부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의 출력전압인 제2출력전압의 크기를 비교하여 제2부스트컨버터의 듀티비를 조정하는 제어부;를 포함하는 인터리브 PFC 시스템.A first boost converter provided inside the interleaved PFC;
A second boost converter provided in the interleaved PFC and connected in parallel with the first boost converter;
A current sensor for sensing a current flowing in the inductor of the first boost converter; And
The switch of the first boost converter is on-duty, the switch of the second boost converter is in the off-duty state, the switch of the second boost converter is on-duty and the switch of the first boost converter is off- And adjusting a duty ratio of the second boost converter by comparing a magnitude of a second output voltage that is an output voltage of the second boost converter. 청구항 8에 있어서,
제어부는,
제1부스트컨버터와 제2부스트컨버터의 듀티비를 동일하게 설정한 상태에서,
제1부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제2부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의 출력전압인 제1출력전압과 제2부스트컨버터의 스위치가 온듀티이고 제1부스트컨버터의 스위치는 오프듀티인 구간에서의 출력전압인 제2출력전압의 크기를 비교하여 제2부스트컨버터의 듀티비를 조정하는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 시스템.The method of claim 8,
The control unit,
In a state where the duty ratios of the first boost converter and the second boost converter are set to be the same,
The switch of the first boost converter is on-duty, the switch of the second boost converter is in the off-duty state, the switch of the second boost converter is on-duty and the switch of the first boost converter is off- Wherein the duty ratio of the second boost converter is adjusted by comparing the magnitude of the second output voltage that is the output voltage of the second boost converter. 청구항 8에 있어서,
제어부는,
제1출력전압의 크기가 제2출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 증가시키는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 시스템.The method of claim 8,
The control unit,
Wherein the duty ratio of the second boost converter is increased when the magnitude of the first output voltage is greater than the magnitude of the second output voltage. 청구항 8에 있어서,
제어부는,
제2출력전압의 크기가 제1출력전압의 크기보다 큰 경우, 제2부스트컨버터의 듀티비를 감소시키는 것을 특징으로 하는 인터리브 PFC 시스템.The method of claim 8,
The control unit,
Wherein the duty ratio of the second boost converter is reduced when the magnitude of the second output voltage is greater than the magnitude of the first output voltage.
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