KR102371910B1 - Dc-dc 컨버터 - Google Patents

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Abstract

본 기술은 DC-DC 컨버터가 개시된다. 구체적인 실시 예에 의거, 다수의 스위칭 소자가 배터리 전압 보다 낮은 전압 비로 영전압 스위칭 제어됨에 따라 기생 저항이 낮아 스위칭 손실이 감소되어 최대 효율을 달성할 수 있고, 또한, 입력 필터 인덕터의 인덕턴스가 고주파 성분의 리플을 제거하는 플라잉 캐패시터에 의거 감소됨에 따라 인덕터의 부피를 줄일 수 있고, 높은 전력밀도를 달성할 수 있다.

Description

DC-DC 컨버터{DC-DC CONVERTER}
본 발명은 DC-DC 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영전압 스위칭 제어를 통해 소프트 스위칭을 달성할 수 있고 플라잉 캐패시터에 의거 고주파 성분의 리플을 제거함에 따라, 스위칭 손실을 줄일 수 있고 시스템 효율 및 전력 밀도를 향상시킬 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
최근 PV(Photo-voltaic) 시스템에서는 AC 측 전선의 비용을 낮추고 연산 발전량을 높이기 위하여 계통 전압이 400 VAC 에서 800 VAC 까지 높아지고 있다. 이로 인해 DC 링크 전압을 1000 VDC 에서 1500 VDC로 채택하는 추세이다.
또한 전기 자동차 (EV: Electric Vehicle 또는 FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle) 에서는 시스템의 부피를 낮추고 효율을 높이기 위해 배터리외 인버터 사이에 DC-DC 컨버터가 배치되며 최근 DC 링크 전압이 800V 까지 높아지고 있다. 이에 고전압 응용의 승압형 컨버터 연구에 대한 필요성이 대두되어 있다.
일반적인 승압형 토폴로지인 부스트 컨버터는 구조가 간단하고 소자수가 적어 널리 사용되고 있다. 하지만, 스위치의 높은 전압 정격과 하드 스위칭으로 인해 고주파 동작에 제한이 있어 입력 필터 인덕턴스가 커져 컨버터의 부피가 커지고 무거워지는 단점을 가진다.
이러한 단점을 보완하기 위해, FCBC(Flying Capacitor Booster Converter)가 추가 설치되며 이에 입력 필터 인덕턴스의 크기가 일반적인 부스트 컨버터에 비해 4배가 작고 3 레벨 구조에서 스위치의 정격전압이 출력전압의 절반으로 감소된다. 하지만 스위치가 여전히 하드 스위칭 동작하여 고주파 동작에 제한이 있는 한계가 여전히 존재한다.
따라서 본 발명은 영전압 스위칭 제어를 통해 비절연형 DC-DC 컨버터의 스위칭 손실을 줄일 수 있고, 플라잉 캐패시터에 의거 고주파 성분의 리플을 제거함에 따라, 시스템 효율 및 전력밀도를 향상시키는 DC-DC 컨버터를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
일 실시 양태에 따라, DC-DC 컨버터는
외부로부터 공급되는 직류 전원의 일단에 접속되어 부스트 동작하는 입력 필터 인덕터를 포함하고,
제1 ~ 제4 스위칭 소자로 구비되고 상기 입력 필터 인덕터의 출력단과 상기 직류 전원의 타단 사이에 접속되어 배터리 충전 전압과 외부로부터 공급되는 직류 전원에 따라 생성된 스위칭 신호에 의거 스위칭 동작하는 스위칭부;
상기 입력 필터 인덕터의 출력단에 직렬로 접속되어 상기 인덕터의 출력 신호에 대해 공진 폐회로를 형성하여 상기 제1 ~ 제4 스위칭 소자 모두 영전압 스위칭 제어를 수행하는 스위칭 제어부;
상기 제1 스위칭 소자의 일단과 상기 스위칭 제어부의 출력단에 접속되고, 제4 스위칭 소자의 일단과 상기 스위칭 제어부의 출력단에 접속되는 사이에 각각 접속되며, 상기 제1~ 제4 스위칭 소자의 출력 신호를 DC 링크시켜 배터리 충전 전압을 출력하고 출력된 배터리 충전 전압을 배터리로 전달하는 링크부;
상기 제1 스위칭 소자의 타단과 제3 스위칭 소자의 타단 사이에 접속되어 상기 입력 필터 인덕터의 출력 신호에 포함된 고주파 성분의 리플을 제거하는 플라이용 캐패시터를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
바람직하게 상기 스위칭부는,
상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자와 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자가 상보적으로 모두 소프트 스위칭 동작하도록 구비될 수 있다.
바람직하게 상기 스위칭 제어부는,
상기 입력 필터 인덕터의 출력단과 접속된 제2 스위칭 소자의 타단과 제3 스위칭 소자의 일단에 직렬로 접속되어 상기 스위칭부의 각 스위칭 소자를 영전압 스위칭 제어하는 인덕터 및 캐패시터로 구비될 수 있다.
바람직하게 상기 링크부는,
상기 제1 스위칭 소자의 일단과 상기 제4 스위칭 소자의 타단 사이에 직렬로 접속되는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터로 구비되고, 상기 제1 캐패시터의 타단은 상기 스위칭 제어부의 출력단에 접속되며, 상기 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터의 DC 전압을 링크시켜 배터리로 전달하도록 구비될 수 있다.
일 실시 예의 다른 양태에 의해, DC -DC 컨버터는,
외부로부터 공급되는 직류 전원의 일단에 병렬로 접속되어 부스트 동작하는 소정 수의 입력 필터 인덕터;
다수의 스위칭 소자로 구비되고 상기 소정 수의 입력 필터 인덕터에 각각 접속되어 인터리빙 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부;
상기 소정 수의 입력 필터 인덕터 각각에 접속되는 소정 수의 인덕터와 상기 인덕터의 출력단에 접속되는 캐패시터로 구비되어 상기 다수의 스위칭 소자에 대해 모두 영전압 스위칭 제어하는 스위칭 제어부;
상기 스위칭부의 일단과 상기 스위칭 제어부의 출력단 사이에 접속되고, 상기 스위칭부의 타단과 상기 스위칭 제어부의 출력단에 사이에 접속되며, 상기 스위칭부의 출력 신호를 DC 링크시켜 배터리 충전 전압을 출력하고 배터리 충전 전압을 배터리로 전달하는 링크부; 및
상기 스위칭부의 타단 사이에 접속되어 입력 필터 인덕터의 출력 신호에 포함된 고주파 성분의 리플을 제거하는 소정 수의 플라잉 캐패시터를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
일 실시 예에 의거, 다수의 스위칭 소자가 배터리 전압 보다 낮은 전압 비로 영전압 스위칭 제어됨에 따라 기생 저항이 낮아 스위칭 손실이 감소되어 최대 효율을 달성할 수 있다.
또한, 입력 필터 인덕터의 인덕턴스가 고주파 성분의 리플을 제거하는 플라잉 캐패시터에 의거 감소됨에 따라 인덕터의 부피를 줄일 수 있고, 높은 전력밀도를 달성할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일 실시예의 DC-DC 컨버터의 구성도이다.
도 2는 일 실시예의 DC-DC 컨버터의 모드 1의 회로도 및 파형도이다.
도 3은 일 실시예의 DC-DC 컨버터의 모드 2의 회로도 및 파형도이다.
도 4는 일 실시예의 DC-DC 컨버터의 모드 3의 회로도 및 파형도이다.
도 5는 일 실시예의 DC-DC 컨버터의 모드 4의 회로도 및 파형도이다.
도 6은 다른 실시 예의 DC-DC 컨버터의 구성도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예의 DC-DC 컨버터의 전체 구성도를 나타낸 도이다. 도 1를 참조하면, 일 실시 예의 DC-DC 컨버터는, 입력 필터 인덕터(100), 스위칭부(200), 스위칭 제어부(300), 링크부(400), 및 플라잉 캐패시터(500)를 포함할 수 있다.
여기서, 입력 필터 인덕터(100)는 인덕턴스 Lf로 구비되고 입력되는 직류 전원을 승압하는 부스트 컨버팅을 수행하도록 구비될 수 있다. 일 례로 400V의 직류 전원이 승압되어 800V ~ 1000V의 출력 전압이 배터리에 충전된다. 여기서 입력 필터 인덕터(100)의 인덕턴스 Lf는 다음 식으로부터 도출된다.
[식 1]
Figure 112020054787142-pat00001
여기서, Vo 는 배터리 전압이고, T는 주파수이며,
Figure 112020054787142-pat00002
는 입력 필터 인덕터(100)의 양단 간의 리플 전류차이다.
또한, 스위칭부(200)는 제1 ~ 제4 스위치와 각 제1~ 제4 스위치에 일단과 타단에 접속되는 제1 ~ 제4 바디 다이오드를 가지는 Si-MOSFET(Si-Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor)로 구비된 제1 ~ 제4 스위칭 소자(S1~S4)를 포함한다.
여기서 스위칭부(200)는 제1 스위칭 소자(S1)과 제3 스위칭 소자(S4)는 상호 상보적으로 스위칭되고 제2 스위칭 소자(S2)과 제4 스위칭 소자(S3)는 상호 상보적으로 스위칭된다. 이에 입력 필터 인덕터(100)의 출력 신호에 대해 스위칭 동작하여 직류 형태로 변환한다.
상기 제1 ~ 제4 스위칭 소자 (S1~S4)는 충전기에 이미 적용하고 있는 구성으로 본 명세서 상에서는 제1 ~ 제4 스위칭 소자 (S1~S4)는 구체적으로 명시하지 않지만, 당업자의 수준에서 이해되어야 할 것이다.
그리고, 스위칭 제어부(300)는 스위칭부(200)의 출력단과 입력 필터용 인덕터(100)의 출력단에 직렬로 접속되는 인덕터(La)와 캐패시터(Ca)로 구비되며, 이에 스위칭부(200)의 각 스위칭 소자(S1~S4)가 영점 스위칭 제어가 가능하다. 일 례로 배터리 충전 전력이 1000W 일때 25 uH의 인덕터(La)와 2.2uF의 캐패시터(Ca)로 각각 설계될 수 있다.
이에 다수의 스위칭 소자가 배터리 전압 보다 낮은 전압 비로 영전압 스위칭제어됨에 따라 스위칭 소자의 단가를 절감할 수 있고 기생 저항이 낮아 스위칭 손실이 감소되어 최대 효율을 달성할 수 있다.
한편, 링크부(400)는 제1 스위칭 소자(S1)의 일단과 상기 캐패시터(Ca)의 출력단에 접속되고, 제4 스위칭 소자(S4)의 일단과 상기 캐패시터(Ca)의 출력단에 접속되는 사이에 각각 접속되는 제1 및 제2 캐패시터(Co1)(Co2)로 구비되고 이에 스위칭부(200)의 출력 전압(Vo)은 링크되어 배터리 충전 전압이 출력되고, 링크된 배터리 충전 전압은 배터리에 전달된다.
또한, 플라잉 캐패시터(500)는 캐패시턴스(Cf)로 구비되고 제1 스위칭 소자(S1)의 타단과 제3 스위칭 소자(S3)의 타단 사이에 접속됨에 따라, 입력 필터 인덕터(100)의 출력 신호에 포함된 고주파 성분의 리플을 제거할 수 있다.이에 플라잉 캐패시터에 의거 스위칭부(200)의 출력 신호에 포함된 고주파 성분의 리플이 제거되므로 매우 높은 전력밀도가 달성될 수 있다.
도 2는 듀티 D>0.5 인 경우 t0~ t1(모드 1)의 DC-DC 컨버터의 동작 과정을 보인 도면으로서, 도 2를 참조하여 모드 1의 DC-DC 컨버터는 (a)에 도시된 바와 같이 제3 스위칭 소자(S3)및 제4 스위칭 소자(S4)가 턴온 상태로 스위칭되며, 이때 제3 스위칭 소자(S3)및 제4 스위칭 소자(S4)는 영전압 스위칭 제어된다.
이에 (b)에 도시된 바와 같이, 입력 필터 인덕터(100)의 전류 iLF 는 증가하고 인덕터(La)의 전류 iLa는 감소됨을 확인할 수 있다. 또한 입력 필터 인덕터(100)의 출력 전압 vLF 는 직류 전원 Vin 이고 인덕터(La)의 출력전압 vLa은 직류 전원 -Vin 이며, 제3 스위칭 소자(S3) 및 제2 스위칭 소자(S4)에 전류(iS3)(iS4) 각각은 선형적으로 증가된다.
도 3은 도 1의 t1~ t2(모드 2)의 DC-DC 컨버터의 동작 과정을 보인 도면으로서, 도 3을 참조하여 모드 2의 DC-DC 컨버터는 (a)에 도시된 바와 같이 제2 스위칭 소자(S2)가 입력 필터 인덕터(100)의 전류 iLF 와 인덕터(La)의 전류 iLa 의 차에 의거 영점 제어를 통해 턴온 상태로 스위칭된다.
이에 (b)에 도시된 바와 같이, 입력 필터 인덕터(100)의 전류 iLF 는 선형적으로 감소하고 인덕터(La)의 전류 iLa는 선형적으로 증가됨을 확인할 수 있다. 이때 입력 필터 인덕터(100)의 출력 전압 vLF 는 직류 전원 Vin - 0.5Vo 이고 인덕터(La)의 출력전압 vLa은 직류 전원 0.5Vo -Vin 이 된다
한편, 제2 스위칭 소자(S2)의 전류(iS2)는 선형적으로 증가되고 제2 스위칭 소자(S2)에 전류(iS2)는 선형적으로 증가되며, 제4 스위칭 소자(S4)의 전류(iS4)는 선형적으로 증가된다.
도 4는 도 1에 도시된 t2~ t3(모드 3)의 DC-DC 컨버터의 동작 과정을 보인 도면으로서, 도 4를 참조하여 모드 3의 DC-DC 컨버터는 (a)에 도시된 바와 같이 제3 스위칭 소자(S2)가 인덕터(La)의 전류 iLa 와 입력 필터 인덕터(100)의 전류 iLF 의 차에 의거 영전압 스위칭 제어를 통해 턴온 상태로 스위칭된다.
이에 (b)에 도시된 바와 같이, 입력 필터 인덕터(100)에 흐르는 전류 iLF 는 선형적으로 증가하고 인덕터(La)의 전류 iLa는 선형적으로 감소됨을 확인할 수 있다. 이때 입력 필터 인덕터(100)의 출력 전압 vLF 는 직류 전원 Vin 이고 인덕터(La)의 출력전압 vLa은 직류 전원 -Vin 이다.
한편, 제3 스위칭 소자(S3)의 전류(iS3)는 선형적으로 증가되고 제4 스위칭 소자(S4)에 전류(iS4)는 선형적으로 증가된다.
도 5는 도 1에 도시된 t3~ t4(모드 4)의 DC-DC 컨버터의 동작 과정을 보인 도면으로서, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 모드 4의 DC-DC 컨버터의 제1 스위칭 소자(S1)가 인덕터(La)의 전류 iLa 와 입력 필터 인덕터(100)의 전류 iLF 의 차에 의거 영전압 스위칭 제어를 통해 턴온 상태로 스위칭된다.
이에 (b)에 도시된 바와 같이, 입력 필터 인덕터(100)의 전류 iLF 는 선형적으로 감소하고 인덕터(La)의 전류 iLa는 선형적으로 증가됨을 확인할 수 있다. 이때 입력 필터 인덕터(100)의 출력 전압 vLF 는 직류 전원 Vin - 0.5Vo 이고 인덕터(La)의 출력전압 vLa은 직류 전원 0.5Vo -Vin 이다.
한편, 제1 스위칭 소자(S1)의 전류(iS1)는 선형적으로 증가되고 제3 스위칭 소자(S3)에 전류(iS3)는 선형적으로 감소된다.
다시 도 1을 참조하면, 스위칭 제어부(300)의 인덕터(La)와 캐패시터(Ca)에 의거 제1 ~ 제4 스위칭 소자(S1~S4)는 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching) 제어를 통해 소프트 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 영전압 스위칭 전류는 인덕터(La)의 최대 전류 iLa,max와 최소 전류 iLa,mim의 차로 설정되므로, 스위칭 제어부(330)의 입력 전류 Iin 은 다음 식 2를 만족한다.
[식 2]
Figure 112020054787142-pat00003
이에 인덕터의 인덕턴스 La와 전류
Figure 112020054787142-pat00004
=
Figure 112020054787142-pat00005
는 다음 식 3 및 식 4 로 표현될 수 있다.
[식 3]
Figure 112020054787142-pat00006
[식 4]
Figure 112020054787142-pat00007
여기서, D는 스위칭 듀티이고, f는 주파수이다.
그리고, 식 2를 식 4에 대입하면, 인덕터의 인덕턴스 La는 다음 식 5로 나타낼 수 있다.
[식 5]
Figure 112020054787142-pat00008
일 례로,
Figure 112020054787142-pat00009
인 경우 인덕터(La)의 인덕턴스는
Figure 112020054787142-pat00010
이고, 이에
Figure 112020054787142-pat00011
을 만족한다.
한편, 스위칭부(200)의 출력 신호는 링크부(400)의 제1 및 제2 캐패시터(Co1)(Co2)에 의거 링크되어 배터리 충전 전압 Vo 가 출력되며, 배터리 충전 전압 Vo은 배터리로 전달된다.
한편, 스위칭부(200)의 출력 신호에 포함된 고주파 성분의 리플은 플라잉 캐패시터(300)에 의거 제거된다.
이에 일 실시 예에 의거 다수의 스위칭 소자가 배터리 전압 보다 낮은 전압 비로 영점 스위칭됨에 따라 스위칭 소자의 단가를 절감할 수 있고 기생 저항이 낮아 스위칭 손실이 감소되어 최대 효율을 달성할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 의거 입력 필터 인덕터의 인덕턴스가 감소됨에 따라 인덕터의 부피를 줄일 수 있고, 플라잉 캐패시터에 의거 고주파 리플 성분이 제거되므로 매우 높은 전력밀도를 달성할 수 있다.
도 6은 다른 실시 예의 DC-DC 컨버터의 구성을 보인 도면으로서, 도 6을 팜조하면, 외부로부터 공급된 직류 전원 Vin에 병렬로 인덕턴스 Lf1, Lf2를 구비된 입력 필터 인덕터(110)와 각 인덕터 Lf1, Lf2의 출력단에 제1 ~ 제8 스위칭 소자로 구비되는 스위칭부(210)(220)를 포함하고, 스위칭 제어부(310)는 각 스위칭부(210)(220)의 출력단에 접속되는 인덕턴스 La1, La2와 캐패시터 Ca 가 직렬된 접속되는 구조를 갖춘다. 여기서, 스위칭부(210)는 인터리빙 스위칭 동작을 통해 입력 필터 인덕터(110)의 출력 신호를 직류 형태로 변환할 수 있다.
또한 링크부(410)는 스위칭부(210)의 일단과 직류 전원의 타단, 및 스위칭 제어부(310)의 출력단 사이에 각각 연결되는 캐패시터(Co1)(Co2)로 구비되어 스위칭부(210)의 출력 신호에 대해 링크되어 배터리 충전 전압 Vo를 출력한다.
또한, 플라잉 캐패시터(510)(520)는 스위칭부(210)의 제1 스위칭 소자의 타단과 제3 스위칭 소자의 타단 사이에 접속되는 캐패시터와, 제6 스위칭 소자의 타단과 제7 스위칭 소자의 타단 사아에 접속되는 캐패시터로 구비될 수 있다.
입력 필터 인덕터(110), 스위칭부(210)(220), 스위칭 제어부(310), 링크부(410), 및 플라잉 캐패시터(510)(520)의 각 구성들이 도 1에 도시된 입력 필터 인덕터(100), 스위칭부(200), 스위칭 제어부(300), 링크부(400), 및 플라잉 캐패시터(500)의 동작 과정과 동일 또는 유사하며, 본 명세서 상에서는 이에 대한 구체적으로 명시하지 않지만, 당업자의 수준에서 이해되어야 할 것이다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

Claims (5)

  1. 외부로부터 공급되는 직류 전원의 일단에 접속되어 부스트 동작하는 입력 필터 인덕터를 포함하고,
    제1 ~ 제4 스위칭 소자로 구비되고 상기 입력 필터 인덕터의 출력단과 상기 직류 전원의 타단 사이에 접속되어 배터리 충전 전압과 외부로부터 공급되는 직류 전원에 따라 생성된 스위칭 신호에 의거 스위칭 동작하는 스위칭부;
    상기 입력 필터 인덕터의 출력단에 직렬로 접속되어 상기 인덕터의 출력 신호에 대해 공진 폐회로를 형성하여 상기 제1 ~ 제4 스위칭 소자 모두 영전압 스위칭 제어를 수행하는 스위칭 제어부;
    상기 제1 스위칭 소자의 일단과 상기 스위칭 제어부의 출력단에 접속되고, 제4 스위칭 소자의 일단과 상기 스위칭 제어부의 출력단에 접속되는 사이에 각각 접속되며, 상기 제1~ 제4 스위칭 소자의 출력 신호를 DC 링크시켜 배터리 충전 전압을 출력하고 출력된 배터리 충전 전압을 배터리로 전달하는 링크부;
    상기 제1 스위칭 소자의 타단과 제3 스위칭 소자의 타단 사이에 접속되어 상기 입력 필터 인덕터의 출력 신호에 포함된 고주파 성분의 리플을 제거하는 플라이용 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭부는,
    상기 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자와 제3 스위칭 소자 및 제4 스위칭 소자가 상보적으로 모두 소프트 스위칭 동작하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 제어부는,
    상기 입력 필터 인덕터의 출력단과 접속된 제2 스위칭 소자의 타단과 제3 스위칭 소자의 일단에 직렬로 접속되어 상기 스위칭부의 각 스위칭 소자를 영전압 스위칭 제어하는 인덕터 및 캐패시터로 구비되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 링크부는,
    상기 제1 스위칭 소자의 일단과 상기 제4 스위칭 소자의 타단 사이에 직렬로 접속되는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터로 구비되고, 상기 제1 캐패시터의 타단은 상기 스위칭 제어부의 출력단에 접속되며, 상기 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터의 DC 전압을 링크시켜 배터리로 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
  5. 외부로부터 공급되는 직류 전원의 일단에 병렬로 접속되어 부스트 동작하는 소정 수의 입력 필터 인덕터;
    다수의 스위칭 소자로 구비되고 상기 소정 수의 입력 필터 인덕터에 각각 접속되어 인터리빙 스위칭 동작을 수행하는 스위칭부;
    상기 소정 수의 입력 필터 인덕터 각각에 접속되는 소정 수의 인덕터와 상기 소정 수의 인덕터의 출력단에 접속되는 캐패시터로 구비되어 상기 다수의 스위칭 소자에 대해 모두 영전압 스위칭 제어하는 스위칭 제어부;
    상기 스위칭부의 일단과 상기 스위칭 제어부의 출력단 사이에 접속되고, 상기 스위칭부의 타단과 상기 스위칭 제어부의 출력단에 사이에 접속되며, 상기 스위칭부의 출력 신호를 DC 링크시켜 배터리 충전 전압을 출력하고 배터리 충전 전압을 배터리로 전달하는 링크부; 및
    상기 스위칭부의 타단 사이에 접속되어 입력 필터 인덕터의 출력 신호에 포함된 고주파 성분의 리플을 제거하는 소정 수의 플라잉 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
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