KR101976789B1 - 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법 - Google Patents

높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법이 개시된다. 본 발명은, 높은 전압 비율을 가지고, 입력 전원의 승압 도중에도 일부 전류가 출력단으로 흐흔다. 본 발명에 따르면, 입력 전원의 승압 도중에도 일부 전류가 출력단으로 흐르게 함으로써, 인덕터 전류(inductor current)를 감소시켜 효율을 개선할 수 있고, 리플(ripple)를 감소시킬 수 있으며, 연속적인 전류 흐름을 통해 스위칭 노이즈(switching noise)를 감소시킬 수 있고, 전압 게인(voltage gain)을 증가시킬 수 있으며, 높은 전압 비율(voltage ratio)에서 높은 효율을 나타낼 수 있다.

Description

높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법{Boost Converter having high voltage ratio and control method thereof}
본 발명은 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 전압에서 좋은 성능을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전원 장치에 적용되는 직류-직류 컨버터(DC-DC converter)는 직류 전압을 승압하거나 감압하여 원하는 직류 전압으로 변환하는 수단이다. 이 중에서 부스트 컨버터(boost converter)는 직류-직류 컨버터를 대표하는 회로 중 하나로서, 인가되는 직류 전압을 승압하여 안정된 출력 전압을 발생시키는 회로를 말한다. 이러한 부스트 컨버터는 입력 전압 대비 높은 전압을 내는 스위칭 컨버터로, 에너지 하베스팅, LED 드라이버, 배터리 charger 등과 같이 다양한 분야에서 이용되고 있다.
도 1은 종래의 부스트 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 부스트 컨버터는 입력단에 입력 전압을 승압하는 인덕터(L)가 연결되고, 인덕터(L)에는 역류 방지용 다이오드(D)가 연결된다. 그리고, 인덕터(L)와 역류 방지용 다이오드(D) 사이에는 스위치가 연결된다. 스위치에 인가되는 제어 신호에 의해, 스위치는 온(on)/오프(off) 동작하여 승압된 전압이 출력단으로 전달되도록 한다. 종래의 부스트 컨버터는 충전 단계(charging phase)에서는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 인덕터(L) 전류를 키우고, 방전 단계(discharging phase)에서는 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 키운 인덕터(L) 전류를 다이오드(D)를 통해 출력단으로 전달한다. 즉, 입력 전압의 에너지를 전류 형태로 바꾸어 출력단으로 전달함으로써, 입력 전압보다 높은 전압을 만들 수 있다.
그러나, 종래의 부스트 컨버터는 충전 단계(charging phase)에서 출력단(DC OUTPUT)으로 전류를 전달하지 않고, 방전 단계(discharging phase)에서만 출력단(DC OUTPUT)으로 전류를 전달한다. 이에 따라, 출력단(DC OUTPUT)에 전달되는 전류를 불연속성을 띄게 된다. 이는 출력단(DC OUTPUT)에 큰 리플(ripple) 전압을 띄게 만들고, 리플(ripple) 보다 심한 스위칭 노이즈(swithching noise)를 생성한다. 이러한 리플(ripple)과 스위칭 노이즈(swithching noise)는 출력단(DC OUTPUT)의 뒷단에 달리는 부하(load), 즉 부스트 컨버터로 만든 높은 전압을 이용하는 블록의 성능을 저하시키게 된다. 아울러, 출력단(DC OUTPUT)으로 전달되는 전류가 불연속성을 띄기 때문에, 인덕터(L) 전류의 일부가 출력단(DC OUTPUT)으로 전달되게 된다. 이에 따라, 인덕터(L) 전류의 평균이 출력단(DC OUTPUT)으로 전달해야 하는 로드 전류보다 매우 크게 된다. 이는 인덕터(L)의 기생 저항으로 인한 전도 손(conduction loss)이 효율 감소를 일으키게 된다.
또한, 이상적인 부스트 컨버터의 경우 듀티에 따라 무한대의 전압 게인(voltage gain)이 무한대를 가지지만 기생 저항으로 인해 전압 게인(voltage gain)이 한계를 가지게 된다. 그리고, 실제 이상적인 전압 게인(voltage gain) 보다도 큰 듀티를 인가해 주어야만 원하는 출력 전압에 도달하게 된다. 이는 더욱 큰 인덕터 전류를 만들게 되고 더불어 앞서 언급했던 출력으로 넘어가는 불연속적인 전류의 실효값(rms 값)을 증가시켜 효율을 더욱 떨어뜨리게 된다. 특히, LED 드라이버의 경우 수십 볼트가 출력 전압으로 필요한데 이를 만들기 위해서는 듀티가 기생 저항으로 인해 90% 이상까지도 올라갈 수 있다. 이는 실효값(rms 값)을 증가시켜 급격한 효율 감소를 보이며, 이로 인해 LED 드라이버를 위해 타겟 전압에서 높은 효율을 내지 못하게 된다.
한국공개실용신안 제2009-0004002호 (엘지이노텍 주식회사) 2009. 4. 29. 특허문헌 1은 부스트 컨버터회로로서, 특허문헌 1에는 출력단으로 전달되는 승압 전원의 리플 성분을 입력단으로 패스시키고, 입력단 리플 제거용 커패시터를 통해 출력단의 리플 성분을 제거하는 내용이 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 높은 전압 비율을 가지고, 입력 전원의 승압 도중에도 일부 전류가 출력단으로 흐르는 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터는, 입력부; 출력부; 및 상기 입력부를 통해 입력되는 전원을 승압하고, 상기 입력부로부터 입력되는 전원을 인덕터에 충전하는 도중에도 상기 출력부로 전류를 전달하는 승압부를 포함하며, 상기 승압부는 상기 인덕터, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고, 상기 제1 커패시터는 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제1 스위치는 상기 입력부와 상기 제1 커패시터 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 일단과 연결되며, 상기 제2 스위치는 상기 제1 커패시터와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제1 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제2 커패시터는 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며, 상기 인덕터는 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 일단과 연결되며, 상기 제3 스위치는 일단이 상기 제2 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며, 상기 제4 스위치는 일단이 상기 인턱터의 타단과 상기 제2 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 입력부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제5 스위치는 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제1 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 타단과 상기 제3 스위치의 일단 사이에 연결되며, 상기 제6 스위치는 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제5 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 타단과 상기 제2 스위치의 일단 사이에 연결된다.
상기 승압부는 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 온(on)시키고, 상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 오프(off)시키는 제1 승압 동작 모드로 구동되며, 상기 제1 승압 동작 모드의 구동 이후, 상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 온(on)시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 오프(off)시키는 제2 승압 동작 모드로 구동될 수 있다.
상기 승압부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 상기 입력부로부터 입력되는 전원을 상기 인덕터에 충전하는 도중에도 상기 출력부로 전류를 전달하는 차지 펌프부를 더 포함할 수 있다.
상기 차지 펌프부는 제3 커패시터, 제4 커패시터, 제5 커패시터, 제7 스위치, 제8 스위치, 제9 스위치, 제10 스위치, 제11 스위치, 제12 스위치, 제13스위치 및 제14 스위치를 포함하고, 상기 제7 스위치는 상기 승압부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 승압부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제8 스위치는 상기 제7 스위치와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제7 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제3 커패시터는 일단이 상기 제7 스위치의 타단과 상기 제8 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제9 스위치는 일단이 상기 제3 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제10 스위치는 일단이 상기 승압부의 일단과 상기 제7 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며, 상기 제11 스위치는 일단이 상기 제10 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며, 상기 제4 커패시터는 일단이 상기 제10 스위치의 타단과 상기 제11 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제9 스위치의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제12 스위치는 일단이 상기 제4 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제9 스위치의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제13 스위치는 일단이 상기 승압부의 일단과 상기 제7 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제4 커패시터의 타단과 상기 제12 스위치의 일단 사이에 연결되며, 상기 제14 스위치는 일단이 상기 제7 스위치의 일단과 상기 승압부의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제3 커패시터의 타단과 상기 제9 스위치의 일단 사이에 연결되며, 상기 제5 커패시터는 일단이 상기 승압부의 일단과 상기 제7 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 제9 스위치의 타단 사이에 연결될 수 있다.
상기 차지 펌프부는 상기 제7 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제11 스위치 및 상기 제13 스위치는 온(on)시키고, 상기 제8 스위치, 상기 제10 스위치, 상기 제12 스위치 및 상기 제14 스위치는 오프(off)시키는 제1 펌프 동작 모드로 구동되며, 상기 제1 펌프 동작 모드의 구동 이후, 상기 제8 스위치, 상기 제10 스위치, 상기 제12 스위치 및 상기 제14 스위치는 온(on)시키고, 상기 제7 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제11 스위치 및 상기 제13 스위치는 오프(off)시키는 제2 펌프 동작 모드로 구동될 수 있다.
상기 승압부는 인덕터, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 제1 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고, 상기 제1 커패시터는 상기 입력부와 상기 차지 펌프부 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 차지 펌프부의 일단과 연결되며, 상기 제1 스위치는 상기 입력부와 상기 제1 커패시터 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 일단과 연결되며, 상기 제2 커패시터는 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 차지 펌프부의 중간단과 연결되며, 상기 인덕터는 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 일단과 연결되며, 상기 제4 스위치는 일단이 상기 인턱터의 타단과 상기 제2 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 입력부의 타단과 상기 차지 펌프부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제5 스위치는 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제1 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 타단과 상기 차지 펌프부의 중간단 사이에 연결되며, 상기 제6 스위치는 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제5 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 타단과 상기 차지 펌프부의 일단 사이에 연결될 수 있다.
상기 차지 펌프부는 제3 커패시터, 제4 커패시터, 제2 스위치, 제3 스위치, 제7 스위치, 제8 스위치, 제9 스위치, 제10 스위치, 제11 스위치 및 제12 스위치를 포함하고, 상기 제2 스위치는 일단이 상기 승압부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제3 스위치는 일단이 상기 승압부의 중간단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며, 상기 제8 스위치는 상기 제2 스위치와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제2 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제11 스위치는 상기 제3 스위치와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제3 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며, 상기 제3 커패시터는 일단이 상기 제2 스위치와 상기 제8 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제9 스위치는 일단이 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제7 스위치는 일단이 상기 제3 스위치와 상기 제11 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 제3 커패시터의 타단과 상기 제9 스위치의 일단 사이에 연결되며, 상기 제4 커패시터는 일단이 상기 제3 스위치와 상기 제11 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제12 스위치는 일단이 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제10 스위치는 일단이 상기 제2 스위치와 상기 제8 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 제4 커패시터의 타단과 상기 제12 스위치의 일단 사이에 연결될 수 있다.
상기 승압부는 상기 제1 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 온(on)시키고, 상기 제6 스위치는 오프(off)시키는 제1 통합 동작 모드로 구동되고, 상기 제1 통합 동작 모드의 구동 이후, 상기 제6 스위치는 온(on)시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 오프(off)시키는 제2 통합 동작 모드로 구동되며, 상기 차지 펌프부는 상기 제2 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제10 스위치 및 상기 제11 스위치는 온(on)시키고, 상기 제3 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제8 스위치 및 상기 제12 스위치는 오프(off)시키는 제1 통합 동작 모드로 구동되며, 상기 제1 통합 동작 모드의 구동 이후, 상기 제3 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제8 스위치 및 상기 제12 스위치는 온(on)시키고, 상기 제2 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제10 스위치 및 상기 제11 스위치는 오프(off)시키는 제2 통합 동작 모드로 구동될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법은, 입력부를 통해 입력되는 전원을 승압부에 의해 승압하여 출력부로 전달하는 부스트 컨버터의 제어 방법으로서, 상기 승압부가 상기 입력부를 통해 입력되는 전원을 승압하고, 상기 입력부로부터 입력되는 전원을 인덕터에 충전하는 도중에도 상기 출력부로 전류를 전달하는 단계;를 포함하며, 상기 승압부는 상기 인덕터, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고, 상기 제1 커패시터는 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제1 스위치는 상기 입력부와 상기 제1 커패시터 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 일단과 연결되며, 상기 제2 스위치는 상기 제1 커패시터와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제1 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며, 상기 제2 커패시터는 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며, 상기 인덕터는 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 일단과 연결되며, 상기 제3 스위치는 일단이 상기 제2 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며, 상기 제4 스위치는 일단이 상기 인턱터의 타단과 상기 제2 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 입력부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며, 상기 제5 스위치는 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제1 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 타단과 상기 제3 스위치의 일단 사이에 연결되며, 상기 제6 스위치는 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제5 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 타단과 상기 제2 스위치의 일단 사이에 연결된다.
상기 전원 승압 단계는 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 온(on)시키고, 상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 오프(off)시키는 제1 승압 동작 모드로 상기 승압부가 구동되는 단계; 및 상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 온(on)시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 오프(off)시키는 제2 승압 동작 모드로 상기 승압부가 구동되는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법에 의하면, 입력 전원의 승압 도중에도 일부 전류가 출력단으로 흐르게 함으로써, 인덕터 전류(inductor current)를 감소시켜 효율을 개선할 수 있고, 리플(ripple)를 감소시킬 수 있으며, 연속적인 전류 흐름을 통해 스위칭 노이즈(switching noise)를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 부스트 컨버터의 뒷단에 달리는 부하(load), 즉 부스트 컨버터로 만든 높은 전압을 이용하는 블록의 성능 저하를 방지할 수 있다. 아울러, 전압 게인(voltage gain)을 증가시킬 수 있으며, 높은 전압 비율(voltage ratio)에서 높은 효율을 나타낼 수 있다.
도 1은 종래의 부스트 컨버터를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 부스트 컨버터의 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.4인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시한 부스트 컨버터의 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.4인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 도 10에 도시한 부스트 컨버터의 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.4이고 VBAT이 5V인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.7이고 VBAT이 5V인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.5이고 VBAT이 9V인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터 및 이의 제어 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시한 부스트 컨버터의 구성을 설명하기 위한 회로도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.4인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터(이하 '제1 부스트 컨버터'라 한다)(100)는 전원이 입력되는 입력부(110), 입력되는 전원을 승압하고 전류를 충전하는 승압부(130) 및 승압된 전원과 충전된 전류를 전달 받아 외부 소자로 전달하는 출력부(170)를 포함한다.
즉, 승압부(130)는 입력부(110)를 통해 입력되는 전원을 승압하여 출력부(170)로 전달한다. 그리고, 승압부(130)는 입력되는 전원의 승압 도중에 출력부(170)로 전류를 전달한다. 아울러, 승압부(130)는 입력되는 전원의 승압 도중에 전류를 충전한다. 또한, 승압부(130)는 입력되는 전원의 승압 이후 승압된 전원과 충전된 전류를 출력부(170)로 전달한다.
도 3을 참조하면, 승압부(130)는 인덕터(I1), 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4), 제5 스위치(SW5) 및 제6 스위치(SW6)를 포함할 수 있다.
제1 커패시터(C1)는 입력부(110)와 출력부(170) 사이에 위치하여, 일단이 입력부(110)의 일단과 연결되고, 타단이 출력부(170)의 일단과 연결된다.
제1 스위치(SW1)는 입력부(110)와 제1 커패시터(C1) 사이에 위치하여, 일단이 입력부(110)의 일단과 연결되고, 타단이 제1 커패시터(C1)의 일단과 연결된다.
제2 스위치(SW2)는 제1 커패시터(C1)와 출력부(170) 사이에 위치하여, 일단이 제1 커패시터(C1)의 타단과 연결되고, 타단이 출력부(170)의 일단과 연결된다.
제2 커패시터(C2)는 일단이 제1 스위치(SW1)의 타단과 제1 커패시터(C1)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제2 스위치(SW2)의 타단과 출력부(170)의 일단 사이에 연결된다.
인덕터(I1)는 일단이 제1 스위치(SW1)의 타단과 제1 커패시터(C1)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제2 커패시터(C2)의 일단과 연결된다.
제3 스위치(SW3)는 일단이 제2 커패시터(C2)의 타단과 연결되고, 타단이 제2 스위치(SW2)의 타단과 출력부(170)의 일단 사이에 연결된다.
제4 스위치(SW4)는 일단이 인턱터(I1)의 타단과 제2 커패시터(C2)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 입력부(110)의 타단과 출력부(170)의 타단 사이에 연결된다.
제5 스위치(SW5)는 일단이 입력부(110)의 일단과 제1 스위치(SW1)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제2 커패시터(C2)의 타단과 제3 스위치(SW3)의 일단 사이에 연결된다.
제6 스위치(SW6)는 일단이 입력부(110)의 일단과 제5 스위치(SW5)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제1 커패시터(C1)의 타단과 제2 스위치(SW2)의 일단 사이에 연결된다.
위와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)는 제1 승압 동작 모드의 구동 시간을 나타내는 듀티비에 따라 부스트 컨버터의 특징을 그대로 띄게 된다. 예컨대, 듀티비가 '0'일 때는 전환 비율(conversion ratio)이 '1'이 되고, 듀티비가 '1'일 때는 무한대로 종래의 부스트 컨버터 특성을 그대로 띄게 된다. 그리고, 흐르는 전류는 인덕터(I1) 전류를 양분하고, 인덕터(I1) 전류를 종래의 부스트 컨버터 대비 절반으로 줄여주는 효과를 가지게 된다. 아울러, 전도 손(conduction loss)은 전류의 제곱 형태로 증가하는데, 전류가 절반으로 줄게 되어, 전도 손(conduction loss)은 1/4로 줄어 들게 되고, 이에 따라 효율을 높여주는 효과를 가지게 된다. 또한, 입력되는 전원의 승압 도중에 제2 커패시터(C2)에 전류를 충전하고, 입력되는 전원의 승압 이후에 승압된 전원과 제2 커패시터(C2)에 충전된 전류를 함께 출력부(170)로 전달함으로써, 종래의 부스트 컨버터 대비 높은 전압 비율(voltage ratio)에서 높은 효율을 나타내는 효과를 가지게 된다.
보다 자세하게 설명하면, 승압부(130)는 제1 승압 동작 모드 및 제2 승압 동작 모드의 순서대로 구동될 수 있다.
즉, 승압부(130)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 온(on)시키고, 제3 스위치(SW3) 및 제6 스위치(SW6)는 오프(off)시키는 제1 승압 동작 모드로 구동될 수 있다. 이에 따라, 승압부(130)는 입력부(110)로부터 입력되는 전원을 인덕터(I1)를 통해 승압하고, 입력되는 전원의 승압 도중에도 출력부(170)로 전류를 전달하며, 입력되는 전원의 승압 도중에 전류를 제2 커패시터(C2)에 충전할 수 있다.
그리고, 승압부(130)는 제1 승압 동작 모드의 구동 이후, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제3 스위치(SW3) 및 제6 스위치(SW6)는 온(on)시키고, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 오프(off)시키는 제2 승압 동작 모드로 구동될 수 있다. 이에 따라, 승압부(130)는 인덕터(I1)를 통해 승압된 전원과 제2 커패시터(C2)에 충전된 전류를 출력부(170)로 전달할 수 있다.
이와 같이, 제1 승압 동작 모드에서는 인덕터(I1)의 전류를 빌드업시키고, 이 동안 제1 커패시터(C1) 패스로 출력단에 전류를 전달하며, 제2 커패시터(C2)에 전류를 충전한다. 그리고, 제2 승압 동작 모드에서는 인덕터(I1), 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)가 직렬로 연결된 형태로 출력단에 전류를 전달한다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)는 모든 모드에서 출력단으로 전류가 전달되기 때문에, 연속적인 출력 전류를 띄게 된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)의 인덕터 전류의 평균은 종래의 컨버터보다 작은 것을 확인할 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)는 출력단으로 넘어가는 전류가 불연속성을 띄는 종래의 컨버터와 달리 연속성을 띄는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 출력 전압의 리플(ripple)은 종래의 컨버터 대비 많이 줄어드게 된다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)의 뒷단에 달리는 부하(load), 즉 부스트 컨버터로 만든 높은 전압을 이용하는 블록의 성능을 떨어 뜨리지 않게 된다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)는 종래의 컨버터 보다 높은 전압 게인(voltage gain)을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 종래의 컨버터 대비 높은 전압 비율(voltage ratio)에서 높은 효율을 나타내게 된다.
그러면, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 설명하기 위한 블록도이고, 도 7은 도 6에 도시한 부스트 컨버터의 구성을 설명하기 위한 회로도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.4인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터(이하 '제2 부스트 컨버터'라 한다)(200)는 전원이 입력되는 입력부(210), 입력되는 전원을 승압하고 전류를 충전하는 승압부(230), 승압부(230)로부터 승압된 전원과 충전된 전류를 전달 받고 전류를 충전하는 차지 펌프부(250) 및 차지 펌프부(250)로부터 승압된 전원과 충전된 전류를 전달 받아 외부 소자로 전달하는 출력부(270)를 포함한다.
즉, 본 실시예에 따른 제2 부스트 컨버터(200)는 승압부(230)의 부담을 줄이기 위해, 앞선 실시에에 따른 제1 부스트 컨버터(100)의 승압부(130)와 출력부(170) 사이에 차지 펌프부(250)를 추가한 것이다. 본 실시예에 따른 제2 부스트 컨버터(200)의 입력부(210), 승압부(230) 및 출력부(270)는 앞선 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)의 입력부(110), 승압부(130) 및 출력부(170)와 각각 동일하므로, 차이가 있는 부분에 대해서만 이하 설명한다.
제2 부스트 컨버터(200)의 차지 펌프부(250)는 승압부(230)와 출력부(270) 사이에 위치하여 입력부(210)로부터 입력되는 전원의 승압부(230)에 의한 승압 도중에 전류를 충전한다. 그리고, 차지 펌프부(250)는 입력되는 전원의 승압부(230)에 의한 승압 도중에도 출력부(270)로 전류를 전달한다. 또한, 차지 펌프부(250)는 입력되는 전원의 승압 이후, 승압부(230)로부터 제공된 전류(즉, 승압된 전원과 승압부(230)에서 충전된 전류)와 차지 펌프부(250)에서 충전된 전류를 출력부(270)로 전달한다.
도 7을 참조하면, 차지 펌프부(250)는 제3 커패시터(C3), 제4 커패시터(C4), 제5 커패시터(C5), 제7 스위치(SW7), 제8 스위치(SW8), 제9 스위치(SW9), 제10 스위치(SW10), 제11 스위치(SW11), 제12 스위치(SW12), 제13스위치(SW13) 및 제14 스위치(SW14)를 포함할 수 있다.
제7 스위치(SW7)는 승압부(230)와 출력부(270) 사이에 위치하여, 일단이 승압부(230)의 일단과 연결되고, 타단이 출력부(270)의 일단과 연결된다.
제8 스위치(SW8)는 제7 스위치(SW7)와 출력부(270) 사이에 위치하여, 일단이 제7 스위치(SW7)의 타단과 연결되고, 타단이 출력부(270)의 일단과 연결된다.
제3 커패시터(C3)는 일단이 제7 스위치(SW7)의 타단과 제8 스위치(SW8)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 승압부(230)의 타단과 출력부(270)의 타단 사이에 연결된다.
제9 스위치(SW9)는 일단이 제3 커패시터(C3)의 타단과 연결되고, 타단이 승압부(230)의 타단과 출력부(270)의 타단 사이에 연결된다.
제10 스위치(SW10)는 일단이 승압부(230)의 일단과 제7 스위치(SW7)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 출력부(270)의 중간단과 연결된다.
제11 스위치(SW11)는 일단이 제10 스위치(SW10)의 타단과 연결되고, 타단이 출력부(270)의 중간단과 연결된다.
제4 커패시터(C4)는 일단이 제10 스위치(SW10)의 타단과 제11 스위치(SW11)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제9 스위치(SW9)의 타단과 출력부(270)의 타단 사이에 연결된다.
제12 스위치(SW12)는 일단이 제4 커패시터(C4)의 타단과 연결되고, 타단이 제9 스위치(SW9)의 타단과 출력부(270)의 타단 사이에 연결된다.
제13 스위치(SW13)는 일단이 승압부(230)의 일단과 제7 스위치(SW7)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제4 커패시터(C4)의 타단과 제12 스위치(SW12)의 일단 사이에 연결된다.
제14 스위치(SW14)는, 일단이 제7 스위치(SW7)의 일단과 승압부(230)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제3 커패시터(C3)의 타단과 제9 스위치(SW9)의 일단 사이에 연결된다.
제5 커패시터(C5)는 일단이 승압부(230)의 일단과 제7 스위치(SW7)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 승압부(230)의 타단과 제9 스위치(SW9)의 타단 사이에 연결된다.
보다 자세하게 설명하면, 차지 펌프부(250)는 제1 펌프 동작 모드 및 제2 펌프 동작 모드의 순서대로 구동될 수 있다.
즉, 차지 펌프부(250)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 제7 스위치(SW7), 제9 스위치(SW9), 제11 스위치(SW11) 및 제13 스위치(SW13)는 온(on)시키고, 제8 스위치(SW8), 제10 스위치(SW10), 제12 스위치(SW12) 및 제14 스위치(SW14)는 오프(off)시키는 제1 펌프 동작 모드로 구동될 수 있다. 이에 따라, 차지 펌프부(250)는 입력부(210)로부터 입력되는 전원의 승압부(230)에 의한 승압 도중에 전류를 제3 커패시터(C3)에 충전하고, 입력되는 전원의 승압부(230)에 의한 승압 도중에도 출력부(270)로 전류를 전달할 수 있다.
그리고, 차지 펌프부(250)는 제1 펌프 동작 모드의 구동 이후, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 제8 스위치(SW8), 제10 스위치(SW10), 제12 스위치(SW12) 및 제14 스위치(SW14)는 온(on)시키고, 제7 스위치(SW7), 제9 스위치(SW9), 제11 스위치(SW11) 및 제13 스위치(SW13)는 오프(off)시키는 제2 펌프 동작 모드로 구동될 수 있다. 이에 따라, 차지 펌프부(250)는 승압부(230)를 통해 제공된 전류(즉, 승압된 전원과 승압부(230)에서 충전된 전류)와 제3 커패시터(C3)에 충전된 전류를 출력부(270)로 전달하고, 전류를 제4 커패시터(C4)에 충전할 수 있다.
이와 같이, 제1 펌프 동작 모드에서는 제3 커패시터(C3)에 전류를 충전하고, 제4 커패시터(C4) 패스로 출력단에 전류를 전달한다. 그리고, 제2 펌프 동작 모드에서는 제3 커패시터(C3) 패스로 출력단에 전류를 전달하고, 제4 커패시터(C4)에 전류를 충전한다.
정리하면, 제2 부스트 컨버터(200)의 승압부(230)가 제1 승압 동작 모드로 구동되면, 차지 펌프부(250)는 제1 펌프 동작 모드로 구동된다. 그리고, 제2 부스트 컨버터(200)의 승압부(230)가 제2 승압 동작 모드로 구동되면, 차지 펌프부(250)는 제2 펌프 동작 모드로 구동된다. 여기서, 승압부(230)의 동작 모드(제1 승압 동작 모드 또는 제2 승압 동작 모드)와 차지 펌프부(250)의 동작 모드(제1 펌프 동작 모드 또는 제2 펌프 동작 모드)는 각각 개별적으로 제어된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 부스트 컨버터(200)는 인덕터 전류가 감소되는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 본 발명의 다른 실시예에 다른 제2 부스트 컨버터(200)는 버퍼링 역할을 하는 제5 커패시터(C5)에 전류를 충전하고, 이를 차지 펌프부(250)에서 2배로 증폭시키는 동시에 2 단계의 동작 모드(제1 펌프 동작 모드와 제2 펌프 동작 모드)로 구동함으로써, 출력 전압의 리플(ripple)이 감소되는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 부스트 컨버터(200)는 높은 전압 게인(voltage gain)을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 종래의 컨버터 대비 높은 전압 비율(voltage ratio)에서 높은 효율을 나타내게 된다.
그러면, 도 10 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 설명하기 위한 블록도이고, 도 11은 도 10에 도시한 부스트 컨버터의 구성을 설명하기 위한 회로도이며, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.4이고 VBAT이 5V인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이며, 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.7이고 VBAT이 5V인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이고, 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터를 듀티비가 0.5이고 VBAT이 9V인 환경에서 테스트하여 획득한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터(이하 '제3 부스트 컨버터'라 한다)(300)는 전원이 입력되는 입력부(310), 입력되는 전원을 승압하고 전류를 충전하는 승압부(330), 승압부(330)로부터 승압된 전원과 충전된 전류를 전달 받고 전류를 충전하는 차지 펌프부(350) 및 차지 펌프부(350)로부터 승압된 전원과 충전된 전류를 전달 받아 외부 소자로 전달하는 출력부(370)를 포함한다.
즉, 본 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)는 승압부(330)와 차지 펌프부(350)가 각각 개별적인 동작 모드(즉, 승압부는 제1 및 제2 승압 동작 모드, 차지 펌프부는 제1 및 제2 펌프 동작 모드)에 따라 구동되는 것을 승압부(330)와 차지 펌프부(350)가 전부 하나의 통합 동작 모드에 따라 구동되도록 하기 위해, 앞선 실시예에 따른 제2 부스트 컨버터(200)에서 버퍼링을 하는 커패시터와 2개의 스위치를 제거한 것이다.
제3 부스트 컨버터(300)의 승압부(330)는 인덕터(I1), 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제1 스위치(SW1), 제4 스위치(SW4), 제5 스위치(SW5) 및 제6 스위치(SW6)를 포함할 수 있다.
제1 커패시터(C1)는 입력부(310)와 차지 펌프부(350) 사이에 위치하여, 일단이 입력부(310)의 일단과 연결되고, 타단이 차지 펌프부(350)의 일단과 연결된다.
제1 스위치(SW1)는 입력부(310)와 제1 커패시터(C1) 사이에 위치하여, 일단이 입력부(310)의 일단과 연결되고, 타단이 제1 커패시터(C1)의 일단과 연결된다.
제2 커패시터(C2)는 일단이 제1 스위치(SW1)의 타단과 제1 커패시터(C1)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 차지 펌프부(350)의 중간단과 연결된다.
인덕터(I1)는 일단이 제1 스위치(SW1)의 타단과 제1 커패시터(C1)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제2 커패시터(C2)의 일단과 연결된다.
제4 스위치(SW4)는 일단이 인턱터(I1)의 타단과 제2 커패시터(C2)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 입력부(310)의 타단과 차지 펌프부(350)의 타단 사이에 연결된다.
제5 스위치(SW5)는 일단이 입력부(310)의 일단과 제1 스위치(SW1)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제2 커패시터(C2)의 타단과 차지 펌프부(350)의 중간단 사이에 연결된다.
제6 스위치(SW6)는 일단이 입력부(310)의 일단과 제5 스위치(SW5)의 일단 사이에 연결되고, 타단이 제1 커패시터(C1)의 타단과 차지 펌프부(350)의 일단 사이에 연결된다.
그리고, 제3 부스트 컨버터(300)의 차지 펌프부(350)는 제3 커패시터(C3), 제4 커패시터(C4), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제7 스위치(SW7), 제8 스위치(SW8), 제9 스위치(SW9), 제10 스위치(SW10), 제11 스위치(SW11) 및 제12 스위치(SW12)를 포함할 수 있다.
제2 스위치(SW2)는 일단이 승압부(330)의 일단과 연결되고, 타단이 출력부(370)의 일단과 연결된다.
제3 스위치(SW3)는 일단이 승압부(330)의 중간단과 연결되고, 타단이 출력부(370)의 중간단과 연결된다.
제8 스위치(SW8)는 제2 스위치(SW2)와 출력부(370) 사이에 위치하여, 일단이 제2 스위치(SW2)의 타단과 연결되고, 타단이 출력부(370)의 일단과 연결된다.
제11 스위치(SW11)는 제3 스위치(SW3)와 출력부(370) 사이에 위치하여, 일단이 제3 스위치(SW3)의 타단과 연결되고, 타단이 출력부(370)의 중간단과 연결된다.
제3 커패시터(C3)는 일단이 제2 스위치(SW2)와 제8 스위치(SW8) 사이에 연결되고, 타단이 승압부(330)의 타단과 출력부(370)의 타단 사이에 연결된다.
상기 제9 스위치는, 일단이 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
제7 스위치(SW7)는 일단이 제3 스위치(SW3)와 제11 스위치(SW11) 사이에 연결되고, 타단이 제3 커패시터(C3)의 타단과 제9 스위치(SW9)의 일단 사이에 연결된다.
제4 커패시터(C4)는 일단이 제3 스위치(SW3)와 제11 스위치(SW11) 사이에 연결되고, 타단이 승압부(330)의 타단과 출력부(370)의 타단 사이에 연결된다.
제12 스위치(SW12)는 일단이 제4 커패시터(C4)의 타단에 연결되고, 타단이 승압부(330)의 타단과 출력부(370)의 타단 사이에 연결된다.
제10 스위치(SW10)는 일단이 제2 스위치(SW2)와 제8 스위치(SW8) 사이에 연결되고, 타단이 제4 커패시터(C4)의 타단과 제12 스위치(SW12)의 일단 사이에 연결된다.
보다 자세하게 설명하면, 본 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)는 제1 통합 동작 모드 및 제2 통합 동작 모드의 순서대로 구동될 수 있다.
즉, 제3 부스트 컨버터(300)는 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 통합 동작 모드로 구동될 수 있다. 다시 말하면, 승압부(330)는 제1 스위치(SW1), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 온(on)시키고, 제6 스위치(SW6)는 오프(off)시키는 제1 통합 동작 모드로 구동될 수 있다. 그리고, 차지 펌프부(350)는 제2 스위치(SW2), 제9 스위치(SW9), 제10 스위치(SW10) 및 제11 스위치(SW11)는 온(on)시키고, 제3 스위치(SW3), 제7 스위치(SW7), 제8 스위치(SW8) 및 제12 스위치(SW12)는 오프(off)시키는 제1 통합 동작 모드로 구동될 수 있다. 이에 따라, 제3 부스트 컨버터(300)의 승압부(330)는 입력부(330)로부터 입력되는 전원을 인덕터(I1)를 통해 승압하고, 입력되는 전원의 승압 도중에도 출력부(370)(즉, 차지 펌프부)로 전류를 전달하며, 입력되는 전원의 승압 도중에 전류를 제2 커패시터(C2)에 충전할 수 있다. 그리고, 제3 부스트 컨버터(300)의 차지 펌프부(350)는 입력부(310)로부터 입력되는 전원의 승압부(330)에 의한 승압 도중에 전류를 제3 커패시터(C3)에 충전하고, 입력되는 전원의 승압 도중에도 출력부(370)로 전류를 전달할 수 있다.
그리고, 제3 부스트 컨버터(300)는 제1 통합 동작 모드의 구동 이후, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 통합 동작 모드로 구동될 수 있다. 다시 말하면, 승압부(330)는 제6 스위치(SW6)는 온(on)시키고, 제1 스위치(SW1), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 오프(off)시키는 제2 통합 동작 모드로 구동될 수 있다. 그리고, 차지 펌프부(350)는 제3 스위치(SW3), 제7 스위치(SW7), 제8 스위치(SW8) 및 제12 스위치(SW12)는 온(on)시키고, 제2 스위치(SW2), 제9 스위치(SW9), 제10 스위치(SW10) 및 제11 스위치(SW11)는 오프(off)시키는 제2 통합 동작 모드로 구동될 수 있다. 이에 따라, 제3 부스트 컨버터(300)의 승압부(330)는 인덕터(I1)를 통해 승압된 전원과 제2 커패시터(C2)에 충전된 전류를 출력부(370)(즉, 차지 펌프부)로 전달할 수 있다. 그리고, 제3 부스트 컨버터(300)의 차지 펌프부(350)는 승압부(330)를 통해 제공된 전류와 제3 커패시터(C3)에 충전된 전류를 출력부(370)로 전달하고, 전류를 제4 커패시터(C4)에 충전할 수 있다.
이와 같이, 제1 통합 동작 모드에서는 인덕터(I1)의 전류를 빌드업시키고, 이 동안 제1 커패시터(C1) 패스를 통해 흐르는 전류가 제3 커패시터(C3)에 충전되고, 제4 커패시터(C4) 패스로 출력단에 전류를 전달하며, 제2 커패시터(C2)에 전류를 충전한다. 그리고, 제2 통합 동작 모드에서는 제1 커패시터(C1), 인덕터(I1) 및 제2 커패시터(C2)가 직렬로 연결된 형태로 흐르는 전류가 제4 커패시터(C4)에 충전되고, 제3 커패시터(C3) 패스로 출력단에 전류를 전달한다.
정리하면, 제3 부스트 컨버터(300)의 승압부(330)와 차지 펌프부(330)는 하나의 동작 모드에 따라 동시에 제어된다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)의 인덕터 전류의 평균은 종래의 컨버터보다 작은 것을 확인할 수 있다. 그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)는 출력단으로 넘어가는 전류가 불연속성을 띄는 종래의 컨버터와 달리 연속성을 띄는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 출력 전압의 리플(ripple)은 종래의 컨버터 대비 많이 줄어드게 된다. 이는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)의 뒷단에 달리는 부하(load), 즉 부스트 컨버터로 만든 높은 전압을 이용하는 블록의 성능을 떨어 뜨리지 않게 된다. 아울러, 앞선 실시예와 달리 중간에 버퍼링을 해주는 커패시터가 없어도, 출력 전압의 리플(ripple)이 6mV로 작게 나오는 것을 확인할 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)의 인덕터 전류의 평균은 종래의 컨버터보다 작은 것을 확인할 수 있다. 그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)는 출력단으로 넘어가는 전류가 불연속성을 띄는 종래의 컨버터와 달리 연속성을 띄는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해, 출력 전압의 리플(ripple)은 종래의 컨버터 대비 많이 줄어드게 된다. 이는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)의 뒷단에 달리는 부하(load), 즉 부스트 컨버터로 만든 높은 전압을 이용하는 블록의 성능을 떨어 뜨리지 않게 된다. 아울러, 앞선 실시예와 달리 중간에 버퍼링을 해주는 커패시터가 없어도, 출력 전압의 리플(ripple)이 15mV로 작게 나오는 것을 확인할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)는 출력 전압이 약 35V까지 올랐음에도 불구하고, 출력 전압의 리플(ripple)은 10mV로 작게 나오는 것을 확인할 수 있다.
그러면, 도 16을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 부스트 컨버터(100)는 입력되는 전원을 승압하고, 입력되는 전원의 승압 도중에 출력부로 전류를 전달하며, 입력되는 전원의 승압 도중에 전류를 충전한다(S110). 즉, 제1 부스트 컨버터(100)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 온(on)시키고, 제3 스위치(SW3) 및 제6 스위치(SW6)는 오프(off)시키는 제1 승압 동작 모드로 구동될 수 있다.
이후, 제1 부스트 컨버터(100)는 승압된 전원과 충전된 전류를 출력부로 전달한다(S130). 즉, 제1 부스트 컨버터(100)는 제3 스위치(SW3) 및 제6 스위치(SW6)는 온(on)시키고, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 오프(off)시키는 제2 승압 동작 모드로 구동될 수 있다.
그러면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 부스트 컨버터(200)는 입력되는 전원을 승압하고, 입력되는 전원의 승압 도중에 출력부로 전류를 전달하며, 입력되는 전원의 승압 도중에 전류를 충전한다. 즉, 제2 부스트 컨버터(200)의 승압부(230)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 온(on)시키고, 제3 스위치(SW3) 및 제6 스위치(SW6)는 오프(off)시키는 제1 승압 동작 모드로 구동될 수 있다. 그리고, 제2 부스트 컨버터(200)의 차지 펌프부(250)는 제7 스위치(SW7), 제9 스위치(SW9), 제11 스위치(SW11) 및 제13 스위치(SW13)는 온(on)시키고, 제8 스위치(SW8), 제10 스위치(SW10), 제12 스위치(SW12) 및 제14 스위치(SW14)는 오프(off)시키는 제1 펌프 동작 모드로 구동될 수 있다.
이후, 제2 부스트 컨버터(200)는 승압된 전원과 충전된 전류를 출력부로 전달한다. 즉, 제2 부스트 컨버터(200)의 승압부(230)는 제3 스위치(SW3) 및 제6 스위치(SW6)는 온(on)시키고, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4) 및 제5 스위치(SW5)는 오프(off)시키는 제2 승압 동작 모드로 구동될 수 있다. 그리고, 제2 부스트 컨버터(200)의 차지 펌프부(250)는 제8 스위치(SW8), 제10 스위치(SW10), 제12 스위치(SW12) 및 제14 스위치(SW14)는 온(on)시키고, 제7 스위치(SW7), 제9 스위치(SW9), 제11 스위치(SW11) 및 제13 스위치(SW13)는 오프(off)시키는 제2 펌프 동작 모드로 구동될 수 있다.
그러면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제3 부스트 컨버터(300)는 입력되는 전원을 승압하고, 입력되는 전원의 승압 도중에 출력부로 전류를 전달하며, 입력되는 전원의 승압 도중에 전류를 충전한다. 즉, 제3 부스트 컨버터(300)는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4), 제5 스위치(SW5), 제9 스위치(SW9), 제10 스위치(SW10) 및 제11 스위치(SW11)는 온(on)시키고, 제3 스위치(SW3), 제6 스위치(SW6), 제7 스위치(SW7), 제8 스위치(SW8) 및 제12 스위치(SW12)는 오프(off)시키는 제1 통합 동작 모드로 구동될 수 있다.
이후, 제3 부스트 컨버터(300)는 승압된 전원과 충전된 전류를 출력부로 전달한다. 즉, 제3 부스트 컨버터(300)는 제3 스위치(SW3), 제6 스위치(SW6), 제7 스위치(SW7), 제8 스위치(SW8) 및 제12 스위치(SW12)는 온(on)시키고, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제4 스위치(SW4), 제5 스위치(SW5), 제9 스위치(SW9), 제10 스위치(SW10) 및 제11 스위치(SW11)는 오프(off)시키는 제2 통합 동작 모드로 구동될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 다음의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100, 200, 300 : 부스트 컨버터,
110, 210, 310 : 입력부, 130, 230, 330 : 승압부,
250, 350 : 차지 펌프부, 170, 270, 370 : 출력부

Claims (12)

  1. 입력부;
    출력부; 및
    상기 입력부를 통해 입력되는 전원을 승압하고, 상기 입력부로부터 입력되는 전원을 인덕터에 충전하는 도중에도 상기 출력부로 전류를 전달하는 승압부;
    를 포함하며,
    상기 승압부는, 상기 인덕터, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고,
    상기 제1 커패시터는, 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제1 스위치는, 상기 입력부와 상기 제1 커패시터 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 일단과 연결되며,
    상기 제2 스위치는, 상기 제1 커패시터와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제1 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제2 커패시터는, 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며,
    상기 인덕터는, 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 일단과 연결되며,
    상기 제3 스위치는, 일단이 상기 제2 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며,
    상기 제4 스위치는, 일단이 상기 인턱터의 타단과 상기 제2 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 입력부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제5 스위치는, 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제1 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 타단과 상기 제3 스위치의 일단 사이에 연결되며,
    상기 제6 스위치는, 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제5 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 타단과 상기 제2 스위치의 일단 사이에 연결되는 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 승압부는,
    상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 온(on)시키고, 상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 오프(off)시키는 제1 승압 동작 모드로 구동되며,
    상기 제1 승압 동작 모드의 구동 이후, 상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 온(on)시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 오프(off)시키는 제2 승압 동작 모드로 구동되는,
    높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  4. 제1항에서,
    상기 승압부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 상기 입력부로부터 입력되는 전원을 상기 인덕터에 충전하는 도중에도 상기 출력부로 전류를 전달하는 차지 펌프부;
    를 더 포함하는 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  5. 제4항에서,
    상기 차지 펌프부는, 제3 커패시터, 제4 커패시터, 제5 커패시터, 제7 스위치, 제8 스위치, 제9 스위치, 제10 스위치, 제11 스위치, 제12 스위치, 제13스위치 및 제14 스위치를 포함하고,
    상기 제7 스위치는, 상기 승압부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 승압부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제8 스위치는, 상기 제7 스위치와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제7 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제3 커패시터는, 일단이 상기 제7 스위치의 타단과 상기 제8 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제9 스위치는, 일단이 상기 제3 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제10 스위치는, 일단이 상기 승압부의 일단과 상기 제7 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며,
    상기 제11 스위치는, 일단이 상기 제10 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며,
    상기 제4 커패시터는, 일단이 상기 제10 스위치의 타단과 상기 제11 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제9 스위치의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제12 스위치는, 일단이 상기 제4 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제9 스위치의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제13 스위치는, 일단이 상기 승압부의 일단과 상기 제7 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제4 커패시터의 타단과 상기 제12 스위치의 일단 사이에 연결되며,
    상기 제14 스위치는, 일단이 상기 제7 스위치의 일단과 상기 승압부의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제3 커패시터의 타단과 상기 제9 스위치의 일단 사이에 연결되며,
    상기 제5 커패시터는, 일단이 상기 승압부의 일단과 상기 제7 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 제9 스위치의 타단 사이에 연결되는,
    높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  6. 제5항에서,
    상기 차지 펌프부는,
    상기 제7 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제11 스위치 및 상기 제13 스위치는 온(on)시키고, 상기 제8 스위치, 상기 제10 스위치, 상기 제12 스위치 및 상기 제14 스위치는 오프(off)시키는 제1 펌프 동작 모드로 구동되며,
    상기 제1 펌프 동작 모드의 구동 이후, 상기 제8 스위치, 상기 제10 스위치, 상기 제12 스위치 및 상기 제14 스위치는 온(on)시키고, 상기 제7 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제11 스위치 및 상기 제13 스위치는 오프(off)시키는 제2 펌프 동작 모드로 구동되는,
    높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  7. 제4항에서,
    상기 승압부는, 인덕터, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 제1 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고,
    상기 제1 커패시터는, 상기 입력부와 상기 차지 펌프부 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 차지 펌프부의 일단과 연결되며,
    상기 제1 스위치는, 상기 입력부와 상기 제1 커패시터 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 일단과 연결되며,
    상기 제2 커패시터는, 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 차지 펌프부의 중간단과 연결되며,
    상기 인덕터는, 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 일단과 연결되며,
    상기 제4 스위치는, 일단이 상기 인턱터의 타단과 상기 제2 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 입력부의 타단과 상기 차지 펌프부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제5 스위치는, 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제1 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 타단과 상기 차지 펌프부의 중간단 사이에 연결되며,
    상기 제6 스위치는, 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제5 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 타단과 상기 차지 펌프부의 일단 사이에 연결되는,
    높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  8. 제7항에서,
    상기 차지 펌프부는, 제3 커패시터, 제4 커패시터, 제2 스위치, 제3 스위치, 제7 스위치, 제8 스위치, 제9 스위치, 제10 스위치, 제11 스위치 및 제12 스위치를 포함하고,
    상기 제2 스위치는, 일단이 상기 승압부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제3 스위치는, 일단이 상기 승압부의 중간단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며,
    상기 제8 스위치는, 상기 제2 스위치와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제2 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제11 스위치는, 상기 제3 스위치와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제3 스위치의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 중간단과 연결되며,
    상기 제3 커패시터는, 일단이 상기 제2 스위치와 상기 제8 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제9 스위치는, 일단이 상기 제3 커패시터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제7 스위치는, 일단이 상기 제3 스위치와 상기 제11 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 제3 커패시터의 타단과 상기 제9 스위치의 일단 사이에 연결되며,
    상기 제4 커패시터는, 일단이 상기 제3 스위치와 상기 제11 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제12 스위치는, 일단이 상기 제4 커패시터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 승압부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제10 스위치는, 일단이 상기 제2 스위치와 상기 제8 스위치 사이에 연결되고, 타단이 상기 제4 커패시터의 타단과 상기 제12 스위치의 일단 사이에 연결되는,
    높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  9. 제8항에서,
    상기 승압부는, 상기 제1 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 온(on)시키고, 상기 제6 스위치는 오프(off)시키는 제1 통합 동작 모드로 구동되고, 상기 제1 통합 동작 모드의 구동 이후, 상기 제6 스위치는 온(on)시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 오프(off)시키는 제2 통합 동작 모드로 구동되며,
    상기 차지 펌프부는, 상기 제2 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제10 스위치 및 상기 제11 스위치는 온(on)시키고, 상기 제3 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제8 스위치 및 상기 제12 스위치는 오프(off)시키는 제1 통합 동작 모드로 구동되며, 상기 제1 통합 동작 모드의 구동 이후, 상기 제3 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제8 스위치 및 상기 제12 스위치는 온(on)시키고, 상기 제2 스위치, 상기 제9 스위치, 상기 제10 스위치 및 상기 제11 스위치는 오프(off)시키는 제2 통합 동작 모드로 구동되는,
    높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터.
  10. 입력부를 통해 입력되는 전원을 승압부에 의해 승압하여 출력부로 전달하는 부스트 컨버터의 제어 방법으로서,
    상기 승압부가 상기 입력부를 통해 입력되는 전원을 승압하고, 상기 입력부로부터 입력되는 전원을 인덕터에 충전하는 도중에도 상기 출력부로 전류를 전달하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 승압부는, 상기 인덕터, 제1 커패시터, 제2 커패시터, 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치, 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하고,
    상기 제1 커패시터는, 상기 입력부와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제1 스위치는, 상기 입력부와 상기 제1 커패시터 사이에 위치하여, 일단이 상기 입력부의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 일단과 연결되며,
    상기 제2 스위치는, 상기 제1 커패시터와 상기 출력부 사이에 위치하여, 일단이 상기 제1 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 출력부의 일단과 연결되며,
    상기 제2 커패시터는, 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며,
    상기 인덕터는, 일단이 상기 제1 스위치의 타단과 상기 제1 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 일단과 연결되며,
    상기 제3 스위치는, 일단이 상기 제2 커패시터의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제2 스위치의 타단과 상기 출력부의 일단 사이에 연결되며,
    상기 제4 스위치는, 일단이 상기 인턱터의 타단과 상기 제2 커패시터의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 입력부의 타단과 상기 출력부의 타단 사이에 연결되며,
    상기 제5 스위치는, 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제1 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 타단과 상기 제3 스위치의 일단 사이에 연결되며,
    상기 제6 스위치는, 일단이 상기 입력부의 일단과 상기 제5 스위치의 일단 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 타단과 상기 제2 스위치의 일단 사이에 연결되는 높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에서,
    상기 전원 승압 단계는,
    상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 온(on)시키고, 상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 오프(off)시키는 제1 승압 동작 모드로 상기 승압부가 구동되는 단계; 및
    상기 제3 스위치 및 상기 제6 스위치는 온(on)시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 오프(off)시키는 제2 승압 동작 모드로 상기 승압부가 구동되는 단계;
    를 포함하는,
    높은 전압 비율을 가지는 부스트 컨버터의 제어 방법.
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