KR102616665B1 - Phase Shift Full Bridge Converter And Method Of Driving The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 입력전압의 고전위단자 및 저전위단자 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2입력스위치와; 상기 입력전압의 상기 고전위단자 및 상기 저전위단자 사이에 직렬로 연결되는 제3 및 제4입력스위치와; 상기 제1 내지 제4입력스위치에 연결되는 제1변압기와; 상기 제1변압기의 1차측에 연결되는 자화인덕터와; 상기 제1변압기의 2차측에 연결되는 제1 및 제2다이오드와; 상기 제1 및 제2다이오드에 연결되는 제2변압기와; 상기 제2변압기의 1차측 및 2차측에 각각 연결되는 제1 및 제2출력인덕터와; 상기 제2변압기의 상기 1차측 및 상기 2차측 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2출력스위치와; 상기 제1 및 제2출력스위치에 병렬로 연결되는 출력커패시터 및 출력저항을 포함하고, 상기 제1입력스위치가 턴-온 되는 제1입력구간과 상기 제4입력스위치가 턴-온 되는 제4입력구간은 서로 동일하고, 상기 제2입력스위치가 턴-온 되고 제2입력구간과 상기 제3입력스위치가 턴-온 되는 제3입력구간은 서로 동일하고, 상기 제1출력스위치가 턴-온 되는 제1출력구간은 상기 제1 및 제2입력구간과 중첩하고, 상기 제2출력스위치가 턴-온 되는 제2출력구간은 상기 제1 및 제2입력구간과 중첩하는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터를 제공한다.The present invention includes first and second input switches connected in series between a high potential terminal and a low potential terminal of an input voltage; third and fourth input switches connected in series between the high potential terminal and the low potential terminal of the input voltage; a first transformer connected to the first to fourth input switches; a magnetized inductor connected to the primary side of the first transformer; first and second diodes connected to the secondary side of the first transformer; a second transformer connected to the first and second diodes; first and second output inductors respectively connected to the primary and secondary sides of the second transformer; first and second output switches connected in series between the primary side and the secondary side of the second transformer; It includes an output capacitor and an output resistor connected in parallel to the first and second output switches, and a first input section in which the first input switch is turned on and a fourth input in which the fourth input switch is turned on. The sections are the same, and the second input section in which the second input switch is turned on and the third input section in which the third input switch is turned on are the same, and the first output switch is turned on. The first output section overlaps the first and second input sections, and the second output section where the second output switch is turned on overlaps the first and second input sections. A combined inductor rectifier phase shift full bridge A converter is provided.

Description

위상천이 풀브리지 컨버터 및 그 구동방법 {Phase Shift Full Bridge Converter And Method Of Driving The Same}Phase Shift Full Bridge Converter And Method Of Driving The Same}

본 발명은 위상천이 풀브리지 컨버터에 관한 것으로, 특히 변압기의 2차측을 부스트 구동함으로써, 변압기의 2차측 다이오드의 전압 스트레스가 감소되는 위상천이 풀브리지 컨버터 및 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase-shift full-bridge converter, and in particular, to a phase-shift full-bridge converter and a method of driving the same, in which the voltage stress of the diode on the secondary side of the transformer is reduced by boost driving the secondary side of the transformer.

위상천이 풀브리지 컨버터(phase shift full bridge converter)는 네트워크와 전기통신서버를 위한 서버 파워 서플라이, 전기차 충전을 위한 충전기, 발광 다이오드 구동을 위한 드라이버 등 다양한 응용분야에 사용되고 있다.Phase shift full bridge converters are used in a variety of applications, including server power supplies for network and telecommunication servers, chargers for charging electric vehicles, and drivers for driving light-emitting diodes.

이러한 위상천이 풀브리지 컨버터 중에서 결합 인덕터 정류기 (coupled inductor rectifier) 위상천이 풀브리지 컨버터는, 낮은 순환 전류로 인한 높은 효율을 가지며, 정류기 측의 2개의 스위치가 낮은 전압 스트레스(stress)를 가지는 장점을 갖는다. Among these phase-shifted full-bridge converters, the coupled inductor rectifier phase-shifted full-bridge converter has the advantage of having high efficiency due to low circulating current and the two switches on the rectifier side having low voltage stress. .

그러나, 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터는, 넓은 입력전압 범위에서 정류기 측의 나머지 2개의 스위치가 높은 전압 스트레스를 갖는 문제가 있다. However, the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter has a problem in that the remaining two switches on the rectifier side have high voltage stress in a wide input voltage range.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 변압기의 2차측을 부스트 구동함으로써, 변압기의 2차측의 다이오드의 전압 스트레스가 감소되어 효율이 향상되고 제조비용이 절감되는 위상천이 풀브리지 컨버터 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was developed to solve the above problems. By boost driving the secondary side of the transformer, the voltage stress of the diode on the secondary side of the transformer is reduced, improving efficiency and reducing manufacturing costs. A phase shift full-bridge converter and The purpose is to provide the driving method.

그리고, 본 발명은, 변압기의 2차측의 스위치가 부스트 듀티비를 갖도록 함으로써, 변압기의 2차측의 스위치의 전압 스트레스가 출력 전압으로 고정(clamping)됨과 동시에 변압기의 2차측의 다이오드의 전압 스트레스가 감소되는 위상천이 풀브리지 컨버터 및 그 구동방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention allows the switch on the secondary side of the transformer to have a boost duty ratio, so that the voltage stress of the switch on the secondary side of the transformer is clamped to the output voltage and at the same time, the voltage stress of the diode on the secondary side of the transformer is reduced. Another purpose is to provide a phase shift full bridge converter and a driving method thereof.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 입력전압의 고전위단자 및 저전위단자 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2입력스위치와; 상기 입력전압의 상기 고전위단자 및 상기 저전위단자 사이에 직렬로 연결되는 제3 및 제4입력스위치와; 상기 제1 내지 제4입력스위치에 연결되는 제1변압기와; 상기 제1변압기의 1차측에 연결되는 자화인덕터와; 상기 제1변압기의 2차측에 연결되는 제1 및 제2다이오드와; 상기 제1 및 제2다이오드에 연결되는 제2변압기와; 상기 제2변압기의 1차측 및 2차측에 각각 연결되는 제1 및 제2출력인덕터와; 상기 제2변압기의 상기 1차측 및 상기 2차측 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2출력스위치와; 상기 제1 및 제2출력스위치에 병렬로 연결되는 출력커패시터 및 출력저항을 포함하고, 상기 제1입력스위치가 턴-온 되는 제1입력구간과 상기 제4입력스위치가 턴-온 되는 제4입력구간은 서로 동일하고, 상기 제2입력스위치가 턴-온 되고 제2입력구간과 상기 제3입력스위치가 턴-온 되는 제3입력구간은 서로 동일하고, 상기 제1출력스위치가 턴-온 되는 제1출력구간은 상기 제1 및 제2입력구간과 중첩하고, 상기 제2출력스위치가 턴-온 되는 제2출력구간은 상기 제1 및 제2입력구간과 중첩하는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes first and second input switches connected in series between a high potential terminal and a low potential terminal of an input voltage; third and fourth input switches connected in series between the high potential terminal and the low potential terminal of the input voltage; a first transformer connected to the first to fourth input switches; a magnetized inductor connected to the primary side of the first transformer; first and second diodes connected to the secondary side of the first transformer; a second transformer connected to the first and second diodes; first and second output inductors respectively connected to the primary and secondary sides of the second transformer; first and second output switches connected in series between the primary side and the secondary side of the second transformer; It includes an output capacitor and an output resistor connected in parallel to the first and second output switches, and a first input section in which the first input switch is turned on and a fourth input in which the fourth input switch is turned on. The sections are the same, and the second input section in which the second input switch is turned on and the third input section in which the third input switch is turned on are the same, and the first output switch is turned on. The first output section overlaps the first and second input sections, and the second output section where the second output switch is turned on overlaps the first and second input sections. A combined inductor rectifier phase shift full bridge A converter is provided.

그리고, 상기 제1 및 제2출력구간의 합에 대한 상기 제2 및 제3입력구간과 제2출력구간이 중첩되는 제1부스트구간 또는 상기 제1 및 제4입력구간이 중첩되는 제2부스트구간의 비율인 부스트 듀티비는 0 내지 0.3 일 수 있다.And, a first boost section in which the second and third input sections and the second output section overlap with respect to the sum of the first and second output sections, or a second boost section in which the first and fourth input sections overlap. The boost duty ratio, which is a ratio of , may be 0 to 0.3.

또한, 상기 입력전압이 200V 내지 300V인 경우 상기 부스트 듀티비는 0.3 내지 0.1이고, 상기 입력전압이 300V 내지 400V인 경우 상기 부스트 듀티비는 0.1 내지 0 일 수 있다.Additionally, when the input voltage is 200V to 300V, the boost duty ratio may be 0.3 to 0.1, and when the input voltage is 300V to 400V, the boost duty ratio may be 0.1 to 0.

그리고, 상기 제1 및 제2입력구간의 합 또는 상기 제3 및 제4입력구간의 합에 대한 상기 제1 및 제4입력구간의 중첩구간 또는 상기 제2 및 제3입력구간의 중첩구간의 비율인 듀티비는 0.5 일 수 있다.And, the ratio of the overlapping section of the first and fourth input sections or the overlapping section of the second and third input sections to the sum of the first and second input sections or the sum of the third and fourth input sections. The duty ratio may be 0.5.

또한, 상기 제1입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-온 되고 상기 제2입력스위치는 턴-오프 되고, 상기 제2입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2입력스위치는 턴-온 되고, 상기 제3입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-온 되고 상기 제4입력스위치는 턴-오프 되고, 상기 제4입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제4입력스위치는 턴-온 되고, 상기 제1출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-온 되고 상기 제2출력스위치는 턴-오프 되고, 상기 제2출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2출력스위치는 턴-온 될 수 있다.Additionally, during the first input period, the first input switch is turned on and the second input switch is turned off, and during the second input period, the first input switch is turned off and the second input switch is turned on. is turned on, and during the third input period, the third input switch is turned on and the fourth input switch is turned off, and during the fourth input period, the third input switch is turned off and the The fourth input switch is turned on, the first output switch is turned on and the second output switch is turned off during the first output section, and the first output switch is turned on during the second output section. -off and the second output switch can be turned on.

그리고, 상기 제1다이오드의 양극은 상기 제1변압기의 상기 2차측의 제1단자, 상기 제2다이오드의 음극에 연결되고, 상기 제1다이오드의 음극은 상기 제2변압기의 상기 1차측의 제1단자, 상기 제1출력인덕터의 제1단자에 연결되고, 상기 제2다이오드의 양극은 상기 제2변압기의 상기 2차측의 제1단자, 상기 제2출력인덕터의 제1단자에 연결되고, 상기 제2다이오드의 음극은 상기 제1변압기의 상기 2차측의 상기 제1단자, 상기 제1다이오드의 상기 양극에 연결될 수 있다.And, the anode of the first diode is connected to the first terminal of the secondary side of the first transformer and the cathode of the second diode, and the cathode of the first diode is connected to the first terminal of the secondary side of the first transformer. terminal, connected to the first terminal of the first output inductor, and the anode of the second diode is connected to the first terminal of the secondary side of the second transformer and the first terminal of the second output inductor, and the anode of the second diode is connected to the first terminal of the secondary side of the second transformer. The cathode of the second diode may be connected to the first terminal of the secondary side of the first transformer and the anode of the first diode.

한편, 본 발명은, 제1 내지 제4입력스위치, 제1 및 제2변압기, 자화인덕터, 제1 및 제2다이오드, 제1 및 제2출력인덕터, 제1 및 제2출력스위치, 출력커패시터, 출력저항을 포함하는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 구동방법에 있어서, 제1입력구간 동안 상기 제1입력스위치를 턴-온 하는 단계와; 상기 제1입력구간으로부터 이격되는 제2입력구간 동안 상기 제2입력스위치를 턴-온 하는 단계와; 상기 제2입력구간과 동일한 제3입력구간 동안 상기 제3입력스위치를 턴-온 하는 단계와; 상기 제3입력구간으로부터 이격되고 상기 제1입력구간과 동일한 제4입력구간 동안 상기 제4입력스위치를 턴-온 하는 단계와; 상기 제1 내지 제4입력구간에 중첩되는 제1출력구간 동안 상기 제1출력스위치를 턴-온 하는 단계와; 상기 제1출력구간으로부터 이격되고 상기 제1 내지 제4입력구간에 중첩되는 제2출력구간 동안 상기 제2출력스위치를 턴-온 하는 단계를 포함하는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 구동방법을 제공한다.Meanwhile, the present invention includes first to fourth input switches, first and second transformers, magnetized inductors, first and second diodes, first and second output inductors, first and second output switches, output capacitors, A driving method of a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter including an output resistance, comprising: turning on the first input switch during a first input period; turning on the second input switch during a second input section spaced from the first input section; turning on the third input switch during a third input period identical to the second input period; turning on the fourth input switch during a fourth input section that is spaced from the third input section and is the same as the first input section; turning on the first output switch during a first output section overlapping the first to fourth input sections; A driving method of a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter comprising the step of turning on the second output switch during a second output section spaced from the first output section and overlapping the first to fourth input sections. to provide.

그리고, 상기 제1 및 제2출력구간의 합에 대한 상기 제2 및 제3입력구간과 제2출력구간이 중첩되는 제1부스트구간 또는 상기 제1 및 제4입력구간이 중첩되는 제2부스트구간의 비율인 부스트 듀티비는 0 내지 0.3 일 수 있다.And, a first boost section in which the second and third input sections and the second output section overlap with respect to the sum of the first and second output sections, or a second boost section in which the first and fourth input sections overlap. The boost duty ratio, which is a ratio of , may be 0 to 0.3.

또한, 상기 제1 및 제2입력구간의 합 또는 상기 제3 및 제4입력구간의 합에 대한 상기 제1 및 제4입력구간의 중첩구간 또는 상기 제2 및 제3입력구간의 중첩구간의 비율인 듀티비는 0.5 일 수 있다.Additionally, the ratio of the overlapping section of the first and fourth input sections or the overlapping section of the second and third input sections to the sum of the first and second input sections or the sum of the third and fourth input sections. The duty ratio may be 0.5.

그리고, 상기 제1입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-온 되고 상기 제2입력스위치는 턴-오프 되고, 상기 제2입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2입력스위치는 턴-온 되고, 상기 제3입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-온 되고 상기 제4입력스위치는 턴-오프 되고, 상기 제4입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제4입력스위치는 턴-온 되고, 상기 제1출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-온 되고 상기 제2출력스위치는 턴-오프 되고, 상기 제2출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2출력스위치는 턴-온 될 수 있다.And, during the first input period, the first input switch is turned on and the second input switch is turned off, and during the second input period, the first input switch is turned off and the second input switch is turned on. is turned on, and during the third input period, the third input switch is turned on and the fourth input switch is turned off, and during the fourth input period, the third input switch is turned off and the The fourth input switch is turned on, the first output switch is turned on and the second output switch is turned off during the first output section, and the first output switch is turned on during the second output section. -off and the second output switch can be turned on.

본 발명은, 변압기의 2차측을 부스트 구동함으로써, 변압기의 2차측의 다이오드의 전압 스트레스가 감소되어 효율이 향상되고 제조비용이 절감되는 효과를 갖는다.In the present invention, by boost driving the secondary side of the transformer, the voltage stress of the diode on the secondary side of the transformer is reduced, thereby improving efficiency and reducing manufacturing costs.

그리고, 본 발명은, 변압기의 2차측의 스위치가 부스트 듀티비를 갖도록 함으로써, 변압기의 2차측의 스위치의 전압 스트레스가 출력 전압으로 고정(clamping)됨과 동시에 변압기의 2차측의 다이오드의 전압 스트레스가 감소되는 효과를 갖는다. In addition, the present invention allows the switch on the secondary side of the transformer to have a boost duty ratio, so that the voltage stress of the switch on the secondary side of the transformer is clamped to the output voltage and at the same time, the voltage stress of the diode on the secondary side of the transformer is reduced. It has the effect of being

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터를 도시한 회로도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 게이트신호를 도시한 파형도.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 빌드업 상태 및 파워링 상태를 도시한 도면.
도 4는 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 게이트신호를 도시한 파형도.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 약 200V, 약 300V 및 약 400V의 입력전압에 대한 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 다수의 파형을 도시한 도면.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각각 약 200V, 약 300V 및 약 400V의 입력전압에 대한 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 다수의 파형을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 다이오드 전압 스트레스를 도시한 도면.
1 is a circuit diagram showing a coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a waveform diagram showing the gate signal of the coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams showing a build-up state and a powering state, respectively, of a coupled inductor rectifier phase shift full-bridge converter according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a waveform diagram showing a gate signal of a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter according to a comparative example.
5A, 5B, and 5C illustrate multiple waveforms of a coupled inductor rectifier phase-shift full bridge converter according to an embodiment of the present invention for input voltages of about 200V, about 300V, and about 400V, respectively.
6A, 6B, and 6C illustrate multiple waveforms of a coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to a comparative example for input voltages of about 200V, about 300V, and about 400V, respectively.
Figure 7 is a diagram showing the diode voltage stress of the coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to the embodiment and comparative example of the present invention.

이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific details of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터를 도시한 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing a coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)는 입력전압(Vi)을 이용하여 출력전압(Vo)을 생성한다.As shown in FIG. 1, the coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention generates an output voltage (Vo) using an input voltage (Vi).

이를 위하여 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)는, 제1 내지 제4입력스위치(Q1 내지 Q4), 자화(magnetization)인덕터(Lm), 제1 및 제2변압기(T1, T2), 제1 및 제2다이오드(D1, D2), 제1 및 제2출력인덕터(Lo1, Lo2), 제1 및 제2출력스위치(S1, S2), 출력커패시터(Co), 출력저항(Ro)을 포함하는데, 제1 내지 제4입력스위치(Q1 내지 Q4), 자화인덕터(Lm)는 제1변압기(T1)의 1차측을 구성하고, 제1 및 제2다이오드(D1, D2), 제1 및 제2출력인덕터(Lo1, Lo2), 제1 및 제2출력스위치(S1, S2), 출력커패시터(Co), 출력저항(Ro)은 제1변압기(T1)의 2차측을 구성한다.For this purpose, the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 includes first to fourth input switches (Q1 to Q4), magnetization inductor (Lm), first and second transformers (T1, T2), and Includes 1st and 2nd diodes (D1, D2), 1st and 2nd output inductors (Lo1, Lo2), 1st and 2nd output switches (S1, S2), output capacitor (Co), and output resistance (Ro). In this case, the first to fourth input switches (Q1 to Q4) and the magnetizing inductor (Lm) constitute the primary side of the first transformer (T1), the first and second diodes (D1, D2), and the first and second diodes (D1, D2) 2Output inductors (Lo1, Lo2), first and second output switches (S1, S2), output capacitor (Co), and output resistance (Ro) constitute the secondary side of the first transformer (T1).

제1 내지 제4입력스위치(Q1 내지 Q4)와 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)는 트랜지스터(transistor) 일 수 있다.The first to fourth input switches (Q1 to Q4) and the first and second output switches (S1, S2) may be transistors.

제1 및 제2입력스위치(Q1, Q2)는 입력전압(Vi)의 고전위단자 및 저전위단자 사이에 직렬로 연결되고, 제3 및 제4입력스위치(Q3, Q4)는 입력전압(Vi)의 고전위단자 및 저전위단자 사이에 직렬로 연결되고, 제1 및 제2입력스위치(Q1, Q2)와 제3 및 제4입력스위치(Q3, Q4)는 입력전압(Vi)의 고전위단자 및 저전위단자 사이에 병렬로 연결된다. The first and second input switches (Q1, Q2) are connected in series between the high potential terminal and the low potential terminal of the input voltage (Vi), and the third and fourth input switches (Q3, Q4) are connected in series to the input voltage (Vi). ) is connected in series between the high potential terminal and the low potential terminal of It is connected in parallel between the terminal and the low potential terminal.

예를 들어, 제1 내지 제4입력스위치(Q1 내지 Q4)는 네거티브(n) 타입 트랜지스터 일 수 있다.For example, the first to fourth input switches (Q1 to Q4) may be negative (n) type transistors.

제1입력스위치(Q1)의 게이트는 제1입력게이트전압(Gq1)에 연결되고, 제1입력스위치(Q1)의 드레인은 입력전압(Vi)의 고전위단자, 제3입력스위치(Q3)의 드레인에 연결되고, 제1입력스위치(Q1)의 소스는 제2입력스위치(Q2)의 드레인, 자화인덕터(Lm)의 제1단자, 제1변압기(T1)의 1차측의 제1단자에 연결될 수 있다.The gate of the first input switch (Q1) is connected to the first input gate voltage (Gq1), and the drain of the first input switch (Q1) is connected to the high potential terminal of the input voltage (Vi) and the high potential terminal of the third input switch (Q3). It is connected to the drain, and the source of the first input switch (Q1) is connected to the drain of the second input switch (Q2), the first terminal of the magnetizing inductor (Lm), and the first terminal of the primary side of the first transformer (T1). You can.

제2입력스위치(Q2)의 게이트는 제2입력게이트전압(Gq2)에 연결되고, 제2입력스위치(Q2)의 드레인은 제1입력스위치(Q1)의 소스, 자화인덕터(Lm)의 제1단자, 제1변압기(T1)의 1차측의 제1단자에 연결되고, 제2입력스위치(Q2)의 소스는 입력전압(Vi)의 저전위단자, 제4입력스위치(Q4)의 소스에 연결될 수 있다.The gate of the second input switch (Q2) is connected to the second input gate voltage (Gq2), and the drain of the second input switch (Q2) is connected to the source of the first input switch (Q1) and the first magnetization inductor (Lm). terminal, is connected to the first terminal of the primary side of the first transformer (T1), and the source of the second input switch (Q2) is connected to the low potential terminal of the input voltage (Vi), the source of the fourth input switch (Q4). You can.

제3입력스위치(Q3)의 게이트는 제3입력게이트전압(Gq3)에 연결되고, 제3입력스위치(Q1)의 드레인은 입력전압(Vi)의 고전위단자, 제1입력스위치(Q1)의 드레인에 연결되고, 제3입력스위치(Q3)의 소스는 제4입력스위치(Q4)의 드레인, 자화인덕터(Lm)의 제2단자, 제1변압기(T1)의 1차측의 제2단자에 연결될 수 있다.The gate of the third input switch (Q3) is connected to the third input gate voltage (Gq3), and the drain of the third input switch (Q1) is connected to the high potential terminal of the input voltage (Vi) and the high potential terminal of the first input switch (Q1). It is connected to the drain, and the source of the third input switch (Q3) is connected to the drain of the fourth input switch (Q4), the second terminal of the magnetizing inductor (Lm), and the second terminal of the primary side of the first transformer (T1). You can.

제4입력스위치(Q4)의 게이트는 제4입력게이트전압(Gq4)에 연결되고, 제4입력스위치(Q4)의 드레인은 제3입력스위치(Q3)의 소스, 자화인덕터(Lm)의 제2단자, 제1변압기(T1)의 1차측의 제2단자에 연결되고, 제4입력스위치(Q4)의 소스는 입력전압(Vi)의 저전위단자, 제2입력스위치(Q2)의 소스에 연결될 수 있다.The gate of the fourth input switch (Q4) is connected to the fourth input gate voltage (Gq4), and the drain of the fourth input switch (Q4) is connected to the source of the third input switch (Q3) and the second voltage of the magnetizing inductor (Lm). terminal, is connected to the second terminal of the primary side of the first transformer (T1), and the source of the fourth input switch (Q4) is connected to the low potential terminal of the input voltage (Vi), the source of the second input switch (Q2). You can.

자화인덕터(Lm)는 제1변압기(T1)의 1차측의 제1 및 제2단자 사이에 연결되어 제1변압기(T1)의 상호자속에 따른 자와에너지를 저장하거나 출력하고, 자화인덕터(Lm)에는 자화전류(Im)가 흐른다. The magnetization inductor (Lm) is connected between the first and second terminals on the primary side of the first transformer (T1) to store or output magnetic energy according to the mutual magnetic flux of the first transformer (T1), and the magnetization inductor (Lm) ), the magnetization current (Im) flows.

예를 들어, 자화인덕터(Lm)의 제1단자는 제1입력스위치(Q1)의 소스, 제2입력스위치(Q2)의 드레인, 제1변압기(T1)의 1차측의 제1단자에 연결되고, 자화인덕터(Lm)의 제2단자는 제3입력스위치(Q3)의 소스, 제4입력스위치(Q4)의 드레인, 제1변압기(T1)의 1차측의 제2단자에 연결될 수 있다.For example, the first terminal of the magnetizing inductor (Lm) is connected to the source of the first input switch (Q1), the drain of the second input switch (Q2), and the first terminal of the primary side of the first transformer (T1) , the second terminal of the magnetized inductor (Lm) may be connected to the source of the third input switch (Q3), the drain of the fourth input switch (Q4), and the second terminal of the primary side of the first transformer (T1).

제1변압기(T1)는 제1 내지 제4입력스위치(Q1 내지 Q4)와 제1 및 제2다이오드(D1, D2) 사이에 연결되고, 자화인덕터(Lm)에 저장된 자화에너지를 변압기전압으로 변환하여 출력하고, 제1변압기(T1)의 1차측에는 누설전류(It)가 흐른다. The first transformer (T1) is connected between the first to fourth input switches (Q1 to Q4) and the first and second diodes (D1, D2), and converts the magnetization energy stored in the magnetization inductor (Lm) into transformer voltage. and output, and the leakage current (It) flows in the primary side of the first transformer (T1).

예를 들어, 제1변압기(T1)의 1차측의 제1단자는 제1입력스위치(Q1)의 소스, 제2입력스위치(Q2)의 드레인, 자화인덕터(Lm)의 제1단자에 연결되고, 제1변압기(T1)의 1차측의 제2단자는 제3입력스위치(Q3)의 소스, 제4입력스위치(Q4)의 드레인, 자화인덕터(Lm)의 제2단자에 연결될 수 있다. For example, the first terminal of the primary side of the first transformer (T1) is connected to the source of the first input switch (Q1), the drain of the second input switch (Q2), and the first terminal of the magnetizing inductor (Lm) , the second terminal of the primary side of the first transformer (T1) may be connected to the source of the third input switch (Q3), the drain of the fourth input switch (Q4), and the second terminal of the magnetizing inductor (Lm).

제1변압기(T1)의 2차측의 제1단자는 제1다이오드(D1)의 양극, 제2다이오드(D2)의 음극에 연결되고, 제1변압기(T1)의 2차측의 제2단자는 제1출력스위치(S1)의 소스, 제2출력스위치(S2)의 드레인에 연결될 수 있다. The first terminal on the secondary side of the first transformer (T1) is connected to the anode of the first diode (D1) and the cathode of the second diode (D2), and the second terminal on the secondary side of the first transformer (T1) is connected to the anode of the first diode (D1) and the cathode of the second diode (D2). It can be connected to the source of the first output switch (S1) and the drain of the second output switch (S2).

제1 및 제2다이오드(D1, D2)는 제2변압기(T2)의 1차측의 제1단자와 제2변압기(T2)의 2차측의 제1단자 사이에 직렬로 연결되고, 제1 및 제2다이오드(D1, D2)에는 각각 제1 및 제2다이오드전압(Vd1, Vd2)이 인가되고 각각 제1 및 제2다이오드전류(Id1, Id2)가 흐른다. The first and second diodes (D1, D2) are connected in series between the first terminal on the primary side of the second transformer (T2) and the first terminal on the secondary side of the second transformer (T2), and the first and second diodes The first and second diode voltages (Vd1 and Vd2) are applied to the two diodes (D1 and D2), respectively, and the first and second diode currents (Id1 and Id2) flow, respectively.

예를 들어, 제1다이오드(D1)의 양극은 제1변압기(T1)의 2차측의 제1단자, 제2다이오드(D2)의 음극에 연결되고, 제1다이오드(D1)의 음극은 제2변압기(T2)의 1차측의 제1단자, 제1출력인덕터(Lo1)의 제1단자에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 양극은 제2변압기(T2)의 2차측의 제1단자, 제2출력인덕터(Lo2)의 제1단자에 연결되고, 제2다이오드(D2)의 음극은 제1변압기(T1)의 2차측의 제1단자, 제1다이오드(D1)의 양극에 연결될 수 있다.For example, the anode of the first diode (D1) is connected to the first terminal of the secondary side of the first transformer (T1) and the cathode of the second diode (D2), and the cathode of the first diode (D1) is connected to the second terminal of the first transformer (T1). It is connected to the first terminal of the primary side of the transformer (T2) and the first terminal of the first output inductor (Lo1), and the anode of the second diode (D2) is the first terminal of the secondary side of the second transformer (T2). It is connected to the first terminal of the second output inductor (Lo2), and the cathode of the second diode (D2) may be connected to the first terminal of the secondary side of the first transformer (T1) and the anode of the first diode (D1). .

제1출력인덕터(Lo1)는 제2변압기(T2)의 1차측의 제1 및 제2단자 사이에 연결되고, 제2출력인덕터(Lo2)는 제2변압기(T2)의 2차측의 제1 및 제2단자 사이에 연결되고, 제1 및 제2출력인덕터(Lo1, Lo2)에는 각각 제1 및 제2인덕터전류(Io1, Io2)가 흐른다.The first output inductor (Lo1) is connected between the first and second terminals on the primary side of the second transformer (T2), and the second output inductor (Lo2) is connected between the first and second terminals on the secondary side of the second transformer (T2). It is connected between the second terminals, and first and second inductor currents (Io1 and Io2) flow through the first and second output inductors (Lo1 and Lo2, respectively).

예를 들어, 제1출력인덕터(Lo1)의 제1단자는 제1다이오드(D1)의 음극, 제2변압기(T2)의 1차측의 제1단자에 연결되고, 제1출력인덕터(Lo1)의 제2단자는 제2변압기(T2)의 1차측의 제2단자, 제1출력스위치(S1)의 드레인, 출력커패시터(Co)의 제1단자, 출력저항(Ro)의 제1단자에 연결될 수 있다.For example, the first terminal of the first output inductor (Lo1) is connected to the cathode of the first diode (D1) and the first terminal of the primary side of the second transformer (T2), and the first terminal of the first output inductor (Lo1) The second terminal can be connected to the second terminal of the primary side of the second transformer (T2), the drain of the first output switch (S1), the first terminal of the output capacitor (Co), and the first terminal of the output resistor (Ro). there is.

제2출력인덕터(Lo2)의 제1단자는 제2다이오드(D2)의 양극, 제2변압기(T2)의 2차측의 제1단자에 연결되고, 제2출력인덕터(Lo2)의 제2단자는 제2변압기(T2)의 2차측의 제2단자, 제2출력스위치(S2)의 소스, 출력커패시터(Co)의 제2단자, 출력저항(Ro)의 제2단자에 연결될 수 있다.The first terminal of the second output inductor (Lo2) is connected to the anode of the second diode (D2) and the first terminal of the secondary side of the second transformer (T2), and the second terminal of the second output inductor (Lo2) is connected to the anode of the second diode (D2) and the first terminal of the secondary side of the second transformer (T2). It can be connected to the second terminal of the secondary side of the second transformer (T2), the source of the second output switch (S2), the second terminal of the output capacitor (Co), and the second terminal of the output resistor (Ro).

제1 및 제2출력스위치(S1, S2)는 제2변압기(T2)의 1차측의 제2단자와 제2변압기(T2)의 2차측의 제2단자 사이에 직렬로 연결되고, 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)에는 각각 제1 및 제2스위치전압(Vs1, Vs2)이 인가된다.The first and second output switches (S1, S2) are connected in series between the second terminal on the primary side of the second transformer (T2) and the second terminal on the secondary side of the second transformer (T2), and the first and First and second switch voltages (Vs1 and Vs2) are applied to the second output switches (S1 and S2), respectively.

예를 들어, 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)는 네거티브(n) 타입 트랜지스터 일 수 있다.For example, the first and second output switches S1 and S2 may be negative (n) type transistors.

제1출력스위치(S1)의 게이트는 제1출력게이트전압(Gs1)에 연결되고, 제1출력스위치(S1)의 드레인은 제2변압기(T2)의 1차측의 제2단자, 제1출력인덕터(Lo1)의 제2단자, 출력커패시터(Co)의 제1단자, 출력저항(Ro)의 제1단자에 연결되고, 제1출력스위치(S1)의 소스는 제1변압기(T1)의 2차측의 제2단자, 제2출력스위치(S2)의 드레인에 연결될 수 있다.The gate of the first output switch (S1) is connected to the first output gate voltage (Gs1), and the drain of the first output switch (S1) is the second terminal of the primary side of the second transformer (T2) and the first output inductor. It is connected to the second terminal of (Lo1), the first terminal of the output capacitor (Co), and the first terminal of the output resistance (Ro), and the source of the first output switch (S1) is the secondary side of the first transformer (T1). The second terminal of can be connected to the drain of the second output switch (S2).

제2출력스위치(S2)의 게이트는 제2출력게이트전압(Gs2)에 연결되고, 제2출력스위치(S2)의 드레인은 제1변압기(T1)의 2차측의 제2단자, 제1출력스위치(S1)의 소스에 연결되고, 제2출력스위치(S2)의 소스는 제2변압기(T2)의 2차측의 제2단자, 제2출력인덕터(Lo2)의 제2단자, 출력커패시터(Co)의 제2단자, 출력저항(Ro)의 제2단자에 연결될 수 있다.The gate of the second output switch (S2) is connected to the second output gate voltage (Gs2), and the drain of the second output switch (S2) is the second terminal of the secondary side of the first transformer (T1) and the first output switch. It is connected to the source of (S1), and the source of the second output switch (S2) is the second terminal of the secondary side of the second transformer (T2), the second terminal of the second output inductor (Lo2), and the output capacitor (Co) It can be connected to the second terminal of the output resistance (Ro).

출력커패시터(Co) 및 출력저항(Ro)은 제2변압기(T2)의 1차측의 제2단자와 제2변압기(T2)의 2차측의 제2단자 사이에 병렬로 연결되고, 출력커패시터(Co) 및 출력저항(Ro)으로부터 출력전압(Vo)이 출력된다. The output capacitor (Co) and the output resistance (Ro) are connected in parallel between the second terminal of the primary side of the second transformer (T2) and the second terminal of the secondary side of the second transformer (T2), and the output capacitor (Co ) and the output voltage (Vo) is output from the output resistance (Ro).

예를 들어, 출력커패시터(Co)의 제1단자와 출력저항(Ro)의 제1단자는 제2변압기(T2)의 1차측의 제2단자, 제1출력인덕터(Lo1)의 제2단자, 제1출력스위치(S1)의 드레인에 연결되고, 출력커패시터(Co)의 제2단자와 출력저항(Ro)의 제2단자는 제2변압기(T2)의 2차측의 제2단자, 제2출력인덕터(Lo2)의 제2단자, 제2출력스위치(S2)의 소스에 연결될 수 있다.For example, the first terminal of the output capacitor (Co) and the first terminal of the output resistor (Ro) are the second terminal of the primary side of the second transformer (T2), the second terminal of the first output inductor (Lo1), It is connected to the drain of the first output switch (S1), and the second terminal of the output capacitor (Co) and the second terminal of the output resistance (Ro) are the second terminal of the secondary side of the second transformer (T2) and the second output. It can be connected to the second terminal of the inductor (Lo2) and the source of the second output switch (S2).

이러한 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)에서는, 제1 및 제2입력스위치(Q1, Q2)가 교대로 턴-온(turn-on) 및 턴-오프(turn-off) 되고, 제3 및 제4입력스위치(Q3, Q4)가 교대로 턴-온 및 턴-오프 되고, 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)가 교대로 턴-온 및 턴-오프 되어 출력전압(Vo)을 제어하는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.In this combination inductor rectifier phase shift full bridge converter 110, the first and second input switches (Q1, Q2) are alternately turned on and off, and the third And the fourth input switches (Q3, Q4) are alternately turned on and off, and the first and second output switches (S1, S2) are alternately turned on and off to produce an output voltage (Vo). is controlled, which will be explained with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 게이트신호를 도시한 파형도이고, 도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 빌드업 상태 및 파워링 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 게이트신호를 도시한 파형도로서, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.Figure 2 is a waveform diagram showing the gate signal of a coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to an embodiment of the present invention, and Figures 3a and 3b are respectively a coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the build-up state and the powering state, and FIG. 4 is a waveform diagram showing the gate signal of the coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to a comparative example, which will be described with reference to FIG. 1.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)에서는, 제1입력구간(Tq1) 동안, 제1입력스위치(Q1)의 게이트에 하이레벨의 제1입력게이트전압(Gq1)이 인가되고 제2입력스위치(Q2)의 게이트에 로우레벨의 제2입력게이트전압(Gq2)이 인가되어 제1입력스위치(Q1)는 턴-온 되고 제2입력스위치(Q2)는 턴-오프 된다.As shown in FIG. 2, in the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention, a high level signal is applied to the gate of the first input switch (Q1) during the first input period (Tq1). The first input gate voltage (Gq1) is applied and the low level second input gate voltage (Gq2) is applied to the gate of the second input switch (Q2), so that the first input switch (Q1) is turned on and the second input is turned on. Switch (Q2) is turned off.

제1입력구간(Tq1)으로부터 이격되는 제2입력구간(Tq2) 동안, 제1입력스위치(Q1)의 게이트에 로우레벨의 제1입력게이트전압(Gq1)이 인가되고 제2입력스위치(Q2)의 게이트에 하이레벨의 제2입력게이트전압(Gq2)이 인가되어 제1입력스위치(Q1)는 턴-오프 되고 제2입력스위치(Q2)는 턴-온 된다. During the second input section (Tq2) spaced apart from the first input section (Tq1), a low-level first input gate voltage (Gq1) is applied to the gate of the first input switch (Q1) and the second input switch (Q2) A high level second input gate voltage (Gq2) is applied to the gate of so that the first input switch (Q1) is turned off and the second input switch (Q2) is turned on.

제2입력구간(Tq2)과 동일한 제3입력구간(Tq3) 동안, 제3입력스위치(Q1)의 게이트에 하이레벨의 제3입력게이트전압(Gq3)이 인가되고 제4입력스위치(Q4)의 게이트에 로우레벨의 제4입력게이트전압(Gq4)이 인가되어 제3입력스위치(Q3)는 턴-온 되고 제4입력스위치(Q4)는 턴-오프 된다.During the third input period (Tq3), which is the same as the second input period (Tq2), the high level third input gate voltage (Gq3) is applied to the gate of the third input switch (Q1) and the fourth input switch (Q4) A low level fourth input gate voltage (Gq4) is applied to the gate, so that the third input switch (Q3) is turned on and the fourth input switch (Q4) is turned off.

제3입력구간(Tq3)으로부터 이격되고 제1입력구간(Tq1)과 동일한 제4입력구간(Tq4) 동안, 제3입력스위치(Q3)의 게이트에 로우레벨의 제3입력게이트전압(Gq3)이 인가되고 제4입력스위치(Q4)의 게이트에 하이레벨의 제4입력게이트전압(Gq4)이 인가되어 제3입력스위치(Q3)는 턴-오프 되고 제4입력스위치(Q4)는 턴-온 된다. During the fourth input section (Tq4), which is spaced apart from the third input section (Tq3) and is equal to the first input section (Tq1), a low level third input gate voltage (Gq3) is applied to the gate of the third input switch (Q3). is applied, and the high level fourth input gate voltage (Gq4) is applied to the gate of the fourth input switch (Q4), so that the third input switch (Q3) is turned off and the fourth input switch (Q4) is turned on. .

제1 내지 제4입력구간(Tq1 내지 Tq4)에 부분적으로 중첩되는 제1출력구간(Ts1) 동안, 제1출력스위치(S1)의 게이트에 하이레벨의 제1출력게이트전압(Gs1)이 인가되고 제2출력스위치(S2)의 게이트에 로우레벨의 제2출력게이트전압(Gs2)이 인가되어 제1출력스위치(S1)는 턴-온 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-오프 된다.During the first output section (Ts1) partially overlapping the first to fourth input sections (Tq1 to Tq4), a high-level first output gate voltage (Gs1) is applied to the gate of the first output switch (S1), A low level second output gate voltage (Gs2) is applied to the gate of the second output switch (S2), so that the first output switch (S1) is turned on and the second output switch (S2) is turned off.

제1출력구간(Ts1)으로부터 이격되고 제1 내지 제4입력구간(Tq1 내지 Tq4)에 부분적으로 중첩되는 제2출력구간(Ts2) 동안, 제1출력스위치(S1)의 게이트에 로우레벨의 제1출력게이트전압(Gs1)이 인가되고 제2출력스위치(S2)의 게이트에 하이레벨의 제2출력게이트전압(Gs2)이 인가되어 제1출력스위치(S1)는 턴-오프 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-온 된다. During the second output section (Ts2), which is spaced apart from the first output section (Ts1) and partially overlaps the first to fourth input sections (Tq1 to Tq4), a low level voltage is applied to the gate of the first output switch (S1). 1 The output gate voltage (Gs1) is applied and the high level second output gate voltage (Gs2) is applied to the gate of the second output switch (S2), so the first output switch (S1) is turned off and the second output switch (S2) is turned off. (S2) turns on.

여기서, 제1 및 제2입력구간(Tq1, Tq2)의 합(1주기) 또는 제3 및 제4입력구간(Tq3, Tq4)의 합(1주기)에 대한 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)의 중첩구간 또는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)의 중첩구간의 비율이 듀티비(duty ratio: DR)로 정의되는데, 듀티비(DR)는 약 0.5일 수 있다.Here, the first and fourth input sections (Tq1) relative to the sum (1 cycle) of the first and second input sections (Tq1, Tq2) or the sum (1 cycle) of the third and fourth input sections (Tq3, Tq4). , Tq4) or the ratio of the overlapping sections of the second and third input sections (Tq2, Tq3) is defined as the duty ratio (DR), which may be about 0.5.

이에 따라, 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4) 동안 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)는 턴-온 되고 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)는 턴-오프 되고, 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3) 동안 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)는 턴-오프 되고 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)는 턴-온 된다.Accordingly, during the first and fourth input sections (Tq1, Tq4), the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on and the second and third input switches (Q2, Q3) are turned off. , During the second and third input sections (Tq2, Tq3), the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned off and the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on.

그리고, 제1 및 제2출력구간(Ts1, Ts2)의 합에 대한 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제1출력구간(Ts1)의 중첩구간의 비율과 제1 및 제2출력구간(Ts1, Ts2)의 합에 대한 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제2출력구간(Ts2)의 중첩구간의 비율은 각각 부스트 듀티비(boost duty ratio: BDR)로 정의되는데, 부스트 듀티비(BDR)는 약 0 내지 약 0.3 일 수 있다. And, the ratio of the overlap section of the first and fourth input sections (Tq1, Tq4) and the first output section (Ts1) to the sum of the first and second output sections (Ts1, Ts2) and the first and second output The ratio of the overlap section of the second and third input sections (Tq2, Tq3) and the second output section (Ts2) to the sum of the sections (Ts1, Ts2) is defined as a boost duty ratio (BDR), respectively. , the boost duty ratio (BDR) may be from about 0 to about 0.3.

이에 따라, 제1출력구간(Ts1) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-온 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-오프 되고, 제2출력구간(Ts2) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-오프 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-온 되는데, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 변경되고 제2출력스위치(S2)는 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 변경되어, 제1출력스위치(S1)의 턴-온 상태를 제1다이오드(D1)에 대한 부스트 동작으로 활용할 수 있다. Accordingly, during the first output section (Ts1), the first output switch (S1) is turned on and the second output switch (S2) is turned off, and during the second output section (Ts2) the first output switch (S1) is turned on. ) is turned off and the second output switch (S2) is turned on, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on during the first and fourth input sections (Tq1, Tq4). The first output switch (S1) changes from the turn-on state to the turn-off state, and the second output switch (S2) changes from the turn-off state to the turn-on state, so that the turn-on state of the first output switch (S1) The on state can be used as a boost operation for the first diode (D1).

그리고, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3) 동안 제2출력스위치(S2)는 턴-온 상태에서 턴-오프 상태로 변경되고 제1출력스위치(S1)는 턴-오프 상태에서 턴-온 상태로 변경되어, 제2출력스위치(S2)의 턴-온 상태를 제2다이오드(D2)에 대한 부스트 동작으로 활용할 수 있다. And, during the second and third input sections (Tq2, Tq3) in which the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on, the second output switch (S2) changes from the turn-on state to the turn-off state. and the first output switch (S1) is changed from the turn-off state to the turn-on state, so that the turn-on state of the second output switch (S2) can be used as a boost operation for the second diode (D2). .

도 3a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)에서, 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 중첩하는 제1출력구간(Ts1) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-온 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-오프 되고, 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1), 제1다이오드(D1), 제1출력인덕터(Lo1), 제1스위치(S1)가 폐루프 회로를 구성하여 제1다이오드(D1)를 충전하는 빌드업 상태(build-up state)가 된다. As shown in FIG. 3A, in the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention, the first output section (Ts1) overlaps the first and fourth input sections (Tq1 and Tq4). While the first output switch (S1) is turned on and the second output switch (S2) is turned off, the first input voltage (Vi1) and the first diode (D1) on the secondary side of the first transformer (T1) , the first output inductor (Lo1) and the first switch (S1) constitute a closed loop circuit and enter a build-up state in which the first diode (D1) is charged.

도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)에서, 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 중첩하는 제2출력구간(Ts2) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-오프 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-온 되고, 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1), 제1다이오드(D1), 제1출력인덕터(Lo1), 출력커패시터(Co) 및 출력저항(Ro), 제2스위치(S2)가 폐루프 회로를 구성하여 출력전압(Vo)을 출력하는 파워링 상태(powering state)가 된다.As shown in Figure 3b, in the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention, the second output section (Ts2) overlaps the first and fourth input sections (Tq1 and Tq4) While the first output switch (S1) is turned off and the second output switch (S2) is turned on, the first input voltage (Vi1) and the first diode (D1) on the secondary side of the first transformer (T1) , the first output inductor (Lo1), the output capacitor (Co), the output resistance (Ro), and the second switch (S2) form a closed loop circuit to output the output voltage (Vo). do.

도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)에서, 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 중첩하는 제2출력구간(Ts2) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-오프 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-온 되고, 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1), 제2스위치(S2), 제2출력인덕터(Lo2), 제1다이오드(D1)가 폐루프 회로를 구성하여 제2다이오드(D2)를 충전하는 빌드업 상태가 된다. Although not shown, in the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention, the first output is output during the second output section Ts2 overlapping with the second and third input sections Tq2 and Tq3. The switch (S1) is turned off and the second output switch (S2) is turned on, and the first input voltage (Vi1), the second switch (S2), and the second output on the secondary side of the first transformer (T1) The inductor (Lo2) and the first diode (D1) form a closed loop circuit and enter a build-up state to charge the second diode (D2).

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)에서, 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 중첩하는 제1출력구간(Ts1) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-온 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-오프 되고, 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1), 제1스위치(S1), 출력커패시터(Co) 및 출력저항(Ro), 제2출력인덕터(Lo2), 제2다이오드(D2)가 폐루프 회로를 구성하여 출력전압(Vo)을 출력하는 파워링 상태가 된다.And, in the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention, the first output switch ( S1) is turned on and the second output switch (S2) is turned off, and the first input voltage (Vi1), the first switch (S1), and the output capacitor (Co) on the secondary side of the first transformer (T1) And the output resistance (Ro), the second output inductor (Lo2), and the second diode (D2) form a closed loop circuit to enter a powering state in which the output voltage (Vo) is output.

반면에, 도 4에 도시한 바와 같이, 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터에서는, 제1입력구간(Tq1) 동안, 제1입력스위치(Q1)의 게이트에 하이레벨의 제1입력게이트전압(Gq1)이 인가되고 제2입력스위치(Q2)의 게이트에 로우레벨의 제2입력게이트전압(Gq2)이 인가되어 제1입력스위치(Q1)는 턴-온 되고 제2입력스위치(Q2)는 턴-오프 된다.On the other hand, as shown in FIG. 4, in the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter according to the comparative example, a high-level first input is applied to the gate of the first input switch (Q1) during the first input period (Tq1). The gate voltage (Gq1) is applied, and the low level second input gate voltage (Gq2) is applied to the gate of the second input switch (Q2), so that the first input switch (Q1) is turned on and the second input switch (Q2) is turned on. ) is turned off.

제1입력구간(Tq1)으로부터 이격되는 제2입력구간(Tq2) 동안, 제1입력스위치(Q1)의 게이트에 로우레벨의 제1입력게이트전압(Gq1)이 인가되고 제2입력스위치(Q2)의 게이트에 하이레벨의 제2입력게이트전압(Gq2)이 인가되어 제1입력스위치(Q1)는 턴-오프 되고 제2입력스위치(Q2)는 턴-온 된다. During the second input section (Tq2) spaced apart from the first input section (Tq1), a low-level first input gate voltage (Gq1) is applied to the gate of the first input switch (Q1) and the second input switch (Q2) A high level second input gate voltage (Gq2) is applied to the gate of so that the first input switch (Q1) is turned off and the second input switch (Q2) is turned on.

제1 및 제2입력구간(Tq1, Tq2)에 부분적으로 중첩되는 제3입력구간(Tq3) 동안, 제3입력스위치(Q1)의 게이트에 하이레벨의 제3입력게이트전압(Gq3)이 인가되고 제4입력스위치(Q4)의 게이트에 로우레벨의 제4입력게이트전압(Gq4)이 인가되어 제3입력스위치(Q3)는 턴-온 되고 제4입력스위치(Q4)는 턴-오프 된다.During the third input section (Tq3), which partially overlaps the first and second input sections (Tq1, Tq2), a high-level third input gate voltage (Gq3) is applied to the gate of the third input switch (Q1), A low level fourth input gate voltage (Gq4) is applied to the gate of the fourth input switch (Q4), so that the third input switch (Q3) is turned on and the fourth input switch (Q4) is turned off.

제3입력구간(Tq3)으로부터 이격되고 제1 및 제2입력구간(Tq1, Tq2)에 부분적으로 중첩되는 제4입력구간(Tq4) 동안, 제3입력스위치(Q3)의 게이트에 로우레벨의 제3입력게이트전압(Gq3)이 인가되고 제4입력스위치(Q4)의 게이트에 하이레벨의 제4입력게이트전압(Gq4)이 인가되어 제3입력스위치(Q3)는 턴-오프 되고 제4입력스위치(Q4)는 턴-온 된다. During the fourth input section (Tq4), which is spaced from the third input section (Tq3) and partially overlaps the first and second input sections (Tq1, Tq2), a low-level signal is applied to the gate of the third input switch (Q3). The 3rd input gate voltage (Gq3) is applied and the high level 4th input gate voltage (Gq4) is applied to the gate of the 4th input switch (Q4), so the 3rd input switch (Q3) is turned off and the 4th input switch (Q4) is turned off. (Q4) turns on.

제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)의 중첩구간과 동일한 제1출력구간(Ts1) 동안, 제1출력스위치(S1)의 게이트에 하이레벨의 제1출력게이트전압(Gs1)이 인가되고 제2출력스위치(S2)의 게이트에 로우레벨의 제2출력게이트전압(Gs2)이 인가되어 제1출력스위치(S1)는 턴-온 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-오프 된다.During the first output section (Ts1), which is the same as the overlapping section of the second and third input sections (Tq2, Tq3), a high-level first output gate voltage (Gs1) is applied to the gate of the first output switch (S1), A low level second output gate voltage (Gs2) is applied to the gate of the second output switch (S2), so that the first output switch (S1) is turned on and the second output switch (S2) is turned off.

제1출력구간(Ts1)으로부터 이격되고 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)의 중첩구간과 동일한 제2출력구간(Ts2) 동안, 제1출력스위치(S1)의 게이트에 로우레벨의 제1출력게이트전압(Gs1)이 인가되고 제2출력스위치(S2)의 게이트에 하이레벨의 제2출력게이트전압(Gs2)이 인가되어 제1출력스위치(S1)는 턴-오프 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-온 된다. During the second output section (Ts2), which is spaced apart from the first output section (Ts1) and is equal to the overlapping section of the first and fourth input sections (Tq1, Tq4), a low-level signal is applied to the gate of the first output switch (S1). 1 The output gate voltage (Gs1) is applied and the high level second output gate voltage (Gs2) is applied to the gate of the second output switch (S2), so the first output switch (S1) is turned off and the second output switch (S2) is turned off. (S2) turns on.

여기서, 제1 및 제2입력구간(Tq1, Tq2)의 합 또는 제3 및 제4입력구간(Tq3, Tq4)의 합에 대한 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)의 중첩구간 또는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)의 중첩구간의 비율인 듀티비(DR)는 약 0 내지 약 0.5일 수 있다.Here, the overlap section or second input section of the first and fourth input sections (Tq1, Tq4) with respect to the sum of the first and second input sections (Tq1, Tq2) or the sum of the third and fourth input sections (Tq3, Tq4). The duty ratio (DR), which is the ratio of the overlapping section of the second and third input sections (Tq2 and Tq3), may be about 0 to about 0.5.

이에 따라, 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)의 중첩구간은 제2출력구간(Ts2)과 동일하고, 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)의 중첩구간은 제1출력구간(Ts1)과 동일하다.Accordingly, the overlapping section of the first and fourth input sections (Tq1, Tq4) is the same as the second output section (Ts2), and the overlapping section of the second and third input sections (Tq2, Tq3) is the first output section. Same as (Ts1).

그리고, 제1 및 제2출력구간(Ts1, Ts2)의 합에 대한 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제1출력구간(Ts1)의 중첩구간의 비율과 제1 및 제2출력구간(Ts1, Ts2)의 합에 대한 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제2출력구간(Ts2)의 중첩구간의 비율인 부스트 듀티비(BDR)는 약 0 일 수 있다. And, the ratio of the overlap section of the first and fourth input sections (Tq1, Tq4) and the first output section (Ts1) to the sum of the first and second output sections (Ts1, Ts2) and the first and second output The boost duty ratio (BDR), which is the ratio of the overlapping section of the second and third input sections (Tq2, Tq3) and the second output section (Ts2) to the sum of the sections (Ts1 and Ts2), may be about 0.

이에 따라, 제1출력구간(Ts1) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-온 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-오프 되고, 제2출력구간(Ts2) 동안 제1출력스위치(S1)는 턴-오프 되고 제2출력스위치(S2)는 턴-온 되는데, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4) 동안 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)는 각각 턴-오프 상태 및 턴-온 상태로 유지되어, 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1), 제1다이오드(D1), 제1출력인덕터(Lo1), 출력커패시터(Co) 및 출력저항(Ro), 제2스위치(S2)가 폐루프 회로를 구성하여 출력전압(Vo)을 출력한다.Accordingly, during the first output section (Ts1), the first output switch (S1) is turned on and the second output switch (S2) is turned off, and during the second output section (Ts2) the first output switch (S1) is turned on. ) is turned off and the second output switch (S2) is turned on, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on during the first and fourth input sections (Tq1, Tq4). 1 and the second output switches (S1, S2) are maintained in the turn-off state and turn-on state, respectively, so that the first input voltage (Vi1) and the first diode (D1) on the secondary side of the first transformer (T1) , the first output inductor (Lo1), the output capacitor (Co), the output resistance (Ro), and the second switch (S2) form a closed loop circuit to output the output voltage (Vo).

그리고, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3) 동안 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)는 각각 턴-온 상태 및 턴-오프 상태로 유지되어, 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1), 제1스위치(S1), 출력커패시터(Co) 및 출력저항(Ro), 제2출력인덕터(Lo2), 제2다이오드(D2)가 폐루프 회로를 구성하여 출력전압(Vo)을 출력한다. And, during the second and third input sections (Tq2, Tq3) in which the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on, the first and second output switches (S1, S2) are turned on, respectively. and is maintained in the turn-off state, so that the first input voltage (Vi1), first switch (S1), output capacitor (Co) and output resistance (Ro), and second output inductor on the secondary side of the first transformer (T1) (Lo2), the second diode (D2) forms a closed loop circuit and outputs the output voltage (Vo).

이상과 같이, 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터는 부스트 듀티비(BDR)는 약 0으로 고정하고 듀티비(DR)를 조절하여 입력전압(Vi)으로부터 출력전압(Vo)을 생성하는데, 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)는 각각 출력전압(Vo)에 대응되는 상대적으로 낮은 전압 스트레스를 갖지만, 제1 및 제2다이오드(D1, D2)는 각각 상대적으로 넓은 입력전압(Vi)의 범위에서 상대적으로 높은 전압 스트레스를 갖는다. As above, the combined inductor rectifier phase shift full-bridge converter according to the comparative example fixes the boost duty ratio (BDR) at about 0 and adjusts the duty ratio (DR) to generate the output voltage (Vo) from the input voltage (Vi). In this case, the first and second output switches (S1, S2) each have a relatively low voltage stress corresponding to the output voltage (Vo), but the first and second diodes (D1, D2) each have a relatively wide input voltage. (Vi) has a relatively high voltage stress in the range.

반면에, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)는 듀티비(DR)는 약 0.5로 고정하고 부스트 듀티비(BDR)를 조절하여 입력전압(Vi)으로부터 출력전압(Vo)을 생성하는데, 제1 및 제2출력스위치(S1, S2)는 각각 출력전압(Vo)에 대응되는 상대적으로 낮은 전압 스트레스를 갖고, 동시에 부스트 동작에 의하여 상대적으로 높은 이득(gain) 및 높은 권선비(turns ratio)를 갖고 그 결과 제1 및 제2다이오드(D1, D2)는 각각 상대적으로 넓은 입력전압(Vi)의 범위에서 상대적으로 낮은 전압 스트레스를 갖는다. 이에 따라, 효율이 향상되고, 상대적으로 낮은 정격의 다이오드를 사용할 수 있어서 제조비용이 절감된다.On the other hand, the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention fixes the duty ratio (DR) at about 0.5 and adjusts the boost duty ratio (BDR) to change the output voltage from the input voltage (Vi). (Vo), the first and second output switches (S1, S2) each have a relatively low voltage stress corresponding to the output voltage (Vo), and at the same time have a relatively high gain and It has a high turns ratio, and as a result, the first and second diodes D1 and D2 each have relatively low voltage stress over a relatively wide range of input voltage Vi. Accordingly, efficiency is improved and manufacturing costs are reduced because diodes with relatively low ratings can be used.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)와 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 다수의 파형을 도면을 참조하여 설명한다.A plurality of waveforms of the coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention and the coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to a comparative example will be described with reference to the drawings.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 각각 약 200V, 약 300V 및 약 400V의 입력전압에 대한 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 다수의 파형을 도시한 도면이고, 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각각 약 200V, 약 300V 및 약 400V의 입력전압에 대한 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 다수의 파형을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 다이오드 전압 스트레스를 도시한 도면으로, 도 1 내지 도 4를 함께 참조하여 설명한다. 5A, 5B, and 5C are diagrams showing multiple waveforms of a coupled inductor rectifier phase shift full-bridge converter according to an embodiment of the present invention for input voltages of about 200V, about 300V, and about 400V, respectively, and FIG. 6A , FIGS. 6B and 6C are diagrams showing a plurality of waveforms of a coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to a comparative example for input voltages of about 200V, about 300V, and about 400V, respectively, and FIG. 7 is an embodiment of the present invention. A diagram showing the diode voltage stress of a coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter according to examples and comparative examples, and will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

도 5a, 도 5b 및 도 5c에서, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)는, 약 100kHz의 스위칭 주파수, 약 56V의 출력전압(Vo), 약 0.5의 듀티비(DR), 약 600μH의 자화인덕터(Lm), 약 30μH의 제1출력인덕터(Lo1), 약 30μH의 제2출력인덕터(Lo2), 약 350μF의 출력커패시터(Co), 약 6.42:1의 제1변압기(T1)의 권선비를 갖는다.5A, 5B, and 5C, the coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention has a switching frequency of about 100 kHz, an output voltage (Vo) of about 56 V, and a duty ratio of about 0.5. (DR), magnetized inductor (Lm) of about 600 μH, first output inductor (Lo1) of about 30 μH, second output inductor (Lo2) of about 30 μH, output capacitor (Co) of about 350 μF, first output inductor of about 6.42:1 It has a turns ratio of 1 transformer (T1).

도 5a에 도시한 바와 같이, 약 200V의 입력전압(Vi), 약 0.29의 부스트 듀티비(BDR)를 갖는 경우, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)이 중첩되는 제1부스트구간(Tb1)에서 제1다이오드(D1)의 양극 및 음극에 약 112V의 제1다이오드전압(Vd1)이 인가되어 제1다이오드(D1)가 약 112V의 전압 스트레스를 갖고, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)이 중첩되는 제2부스트구간(Tb2)에서 제2다이오드(D2)의 양극 및 음극에 약 112V의 제2다이오드전압(Vd2)이 인가되어 제2다이오드(D2)가 약 112V의 전압 스트레스를 갖는다. As shown in FIG. 5A, when the input voltage (Vi) is about 200V and the boost duty ratio (BDR) is about 0.29, the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on. The anode and cathode of the first diode (D1) in the first boost section (Tb1) where the third input section (Tq2, Tq3) and the second output section (Ts2) where the second output switch (S2) is turned on overlap. A first diode voltage (Vd1) of about 112V is applied to the first diode (D1) to have a voltage stress of about 112V, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on. 4In the second boost section (Tb2) where the input section (Tq1, Tq4) and the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on overlap, the anode and cathode of the second diode (D2) A second diode voltage (Vd2) of about 112V is applied so that the second diode (D2) has a voltage stress of about 112V.

그리고, 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)에서 제2출력스위치(S2)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제2스위치전압(Vs2)이 인가되어 제2출력스위치(S2)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖고, 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)에서 제1출력스위치(S1)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제1스위치전압(Vs1)이 인가되어 제1출력스위치(S1)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖는다. And, in the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on, the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the second output switch (S2). ) is applied, so that the second output switch (S2) has a voltage stress of about 56V, and the second output switch (S2) is turned on in the second output section ( In Ts2), the first switch voltage (Vs1) of about 56V corresponding to the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the first output switch (S1), The output switch (S1) has a voltage stress of approximately 56V.

도 5b에 도시한 바와 같이, 약 300V의 입력전압(Vi), 약 0.13의 부스트 듀티비(BDR)를 갖는 경우, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)이 중첩되는 제1부스트구간(Tb1)에서 제1다이오드(D1)의 양극 및 음극에 약 141V의 제1다이오드전압(Vd1)이 인가되어 제1다이오드(D1)가 약 141V의 전압 스트레스를 갖고, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)이 중첩되는 제2부스트구간(Tb2)에서 제2다이오드(D2)의 양극 및 음극에 약 141V의 제2다이오드전압(Vd2)이 인가되어 제2다이오드(D2)가 약 141V의 전압 스트레스를 갖는다. As shown in Figure 5b, when the input voltage (Vi) is about 300V and the boost duty ratio (BDR) is about 0.13, the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on. The anode and cathode of the first diode (D1) in the first boost section (Tb1) where the third input section (Tq2, Tq3) and the second output section (Ts2) where the second output switch (S2) is turned on overlap. A first diode voltage (Vd1) of about 141V is applied to the first diode (D1) to have a voltage stress of about 141V, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on. 4In the second boost section (Tb2) where the input section (Tq1, Tq4) and the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on overlap, the anode and cathode of the second diode (D2) A second diode voltage (Vd2) of about 141V is applied so that the second diode (D2) has a voltage stress of about 141V.

그리고, 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)에서 제2출력스위치(S2)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제2스위치전압(Vs2)이 인가되어 제2출력스위치(S2)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖고, 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)에서 제1출력스위치(S1)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제1스위치전압(Vs1)이 인가되어 제1출력스위치(S1)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖는다. And, in the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on, the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the second output switch (S2). ) is applied, so that the second output switch (S2) has a voltage stress of about 56V, and the second output switch (S2) is turned on in the second output section ( In Ts2), the first switch voltage (Vs1) of about 56V corresponding to the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the first output switch (S1), The output switch (S1) has a voltage stress of approximately 56V.

도 5c에 도시한 바와 같이, 약 400V의 입력전압(Vi), 약 0의 부스트 듀티비(BDR)를 갖는 경우, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)이 중첩되는 제1듀티구간(Td1)에서 제1다이오드(D1)의 양극 및 음극에 약 61.5V의 제1다이오드전압(Vd1)이 인가되어 제1다이오드(D1)가 약 61.5V의 전압 스트레스를 갖고, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)이 중첩되는 제2듀티구간(Td2)에서 제2다이오드(D2)의 양극 및 음극에 약 61.5V의 제2다이오드전압(Vd2)이 인가되어 제2다이오드(D2)가 약 61.5V의 전압 스트레스를 갖는다. As shown in FIG. 5C, when the input voltage (Vi) is about 400V and the boost duty ratio (BDR) is about 0, the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on. The anode and cathode of the first diode (D1) in the first duty section (Td1) where the third input section (Tq2, Tq3) and the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on overlap. A first diode voltage (Vd1) of about 61.5V is applied to the first diode (D1) to have a voltage stress of about 61.5V, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on. And the anode and A second diode voltage (Vd2) of about 61.5V is applied to the cathode, so that the second diode (D2) has a voltage stress of about 61.5V.

그리고, 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)에서 제2출력스위치(S2)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제2스위치전압(Vs2)이 인가되어 제2출력스위치(S2)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖고, 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)에서 제1출력스위치(S1)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제1스위치전압(Vs1)이 인가되어 제1출력스위치(S1)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖는다. And, in the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on, the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the second output switch (S2). ) is applied, so that the second output switch (S2) has a voltage stress of about 56V, and the second output switch (S2) is turned on in the second output section ( In Ts2), the first switch voltage (Vs1) of about 56V corresponding to the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the first output switch (S1), The output switch (S1) has a voltage stress of approximately 56V.

반면에, 도 6a, 도 6b 및 도 6c에서, 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터는, 약 100kHz의 스위칭 주파수, 약 56V의 출력전압(Vo), 약 0의 부스트 듀티비(BDR), 약 600μH의 자화인덕터(Lm), 약 30μH의 제1출력인덕터(Lo1), 약 30μH의 제2출력인덕터(Lo2), 약 350μF의 출력커패시터(Co), 약 2.57:1의 제1변압기(T1)의 권선비를 갖는다.On the other hand, in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the combined inductor rectifier phase shift full-bridge converter according to the comparative example has a switching frequency of about 100 kHz, an output voltage (Vo) of about 56 V, and a boost duty ratio (BDR) of about 0. ), magnetized inductor (Lm) of approximately 600 μH, first output inductor (Lo1) of approximately 30 μH, second output inductor (Lo2) of approximately 30 μH, output capacitor (Co) of approximately 350 μF, first transformer of approximately 2.57:1 It has a turns ratio of (T1).

도 6a에 도시한 바와 같이, 약 200V의 입력전압(Vi), 약 0.5의 듀티비(DR)를 갖는 경우, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)이 중첩되는 제1듀티구간(Td1)에서 제1다이오드(D1)의 양극 및 음극에 약 83V의 제1다이오드전압(Vd1)이 인가되어 제1다이오드(D1)가 약 83V의 전압 스트레스를 갖고, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)이 중첩되는 제2듀티구간(Td2)에서 제2다이오드(D2)의 양극 및 음극에 약 83V의 제2다이오드전압(Vd2)이 인가되어 제2다이오드(D2)가 약 83V의 전압 스트레스를 갖는다. As shown in Figure 6a, when the input voltage (Vi) is about 200V and the duty ratio (DR) is about 0.5, the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on. 3 In the first duty section (Td1) where the input section (Tq2, Tq3) and the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on overlap, the anode and cathode of the first diode (D1) The first diode voltage (Vd1) of about 83V is applied so that the first diode (D1) has a voltage stress of about 83V, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on. In the second duty section (Td2) where the input section (Tq1, Tq4) and the second output section (Ts2) where the second output switch (S2) is turned on overlap, about 100% voltage is applied to the anode and cathode of the second diode (D2). A second diode voltage (Vd2) of 83V is applied, so that the second diode (D2) has a voltage stress of about 83V.

그리고, 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)에서 제2출력스위치(S2)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제2스위치전압(Vs2)이 인가되어 제2출력스위치(S2)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖고, 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)에서 제1출력스위치(S1)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제1스위치전압(Vs1)이 인가되어 제1출력스위치(S1)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖는다. And, in the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on, the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the second output switch (S2). ) is applied, so that the second output switch (S2) has a voltage stress of about 56V, and the second output switch (S2) is turned on in the second output section ( In Ts2), the first switch voltage (Vs1) of about 56V corresponding to the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the first output switch (S1), The output switch (S1) has a voltage stress of approximately 56V.

도 6b에 도시한 바와 같이, 약 300V의 입력전압(Vi), 약 0.265의 듀티비(DR)를 갖는 경우, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)이 중첩되는 제1듀티구간(Td1)에서 제1다이오드(D1)의 양극 및 음극에 약 143V의 제1다이오드전압(Vd1)이 인가되어 제1다이오드(D1)가 약 143V의 전압 스트레스를 갖고, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)이 중첩되는 제2듀티구간(Td2)에서 제2다이오드(D2)의 양극 및 음극에 약 143V의 제2다이오드전압(Vd2)이 인가되어 제2다이오드(D2)가 약 143V의 전압 스트레스를 갖는다. As shown in Figure 6b, when the input voltage (Vi) is about 300V and the duty ratio (DR) is about 0.265, the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on. 3 In the first duty section (Td1) where the input section (Tq2, Tq3) and the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on overlap, the anode and cathode of the first diode (D1) The first diode voltage (Vd1) of about 143V is applied so that the first diode (D1) has a voltage stress of about 143V, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on. In the second duty section (Td2) where the input section (Tq1, Tq4) and the second output section (Ts2) where the second output switch (S2) is turned on overlap, about 100% voltage is applied to the anode and cathode of the second diode (D2). A second diode voltage (Vd2) of 143V is applied so that the second diode (D2) has a voltage stress of about 143V.

그리고, 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)에서 제2출력스위치(S2)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제2스위치전압(Vs2)이 인가되어 제2출력스위치(S2)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖고, 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)에서 제1출력스위치(S1)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제1스위치전압(Vs1)이 인가되어 제1출력스위치(S1)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖는다. And, in the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on, the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the second output switch (S2). ) is applied, so that the second output switch (S2) has a voltage stress of about 56V, and the second output switch (S2) is turned on in the second output section ( In Ts2), the first switch voltage (Vs1) of about 56V corresponding to the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the first output switch (S1), The output switch (S1) has a voltage stress of approximately 56V.

도 6c에 도시한 바와 같이, 약 400V의 입력전압(Vi), 약 0.185의 듀티비(BDR)를 갖는 경우, 제2 및 제3입력스위치(Q2, Q3)가 턴-온 되는 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)과 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)이 중첩되는 제1듀티구간(Td1)에서 제1다이오드(D1)의 양극 및 음극에 약 204V의 제1다이오드전압(Vd1)이 인가되어 제1다이오드(D1)가 약 204V의 전압 스트레스를 갖고, 제1 및 제4입력스위치(Q1, Q4)가 턴-온 되는 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)과 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)이 중첩되는 제2듀티구간(Td2)에서 제2다이오드(D2)의 양극 및 음극에 약 204V의 제2다이오드전압(Vd2)이 인가되어 제2다이오드(D2)가 약 204V의 전압 스트레스를 갖는다. As shown in Figure 6c, when the input voltage (Vi) is about 400V and the duty ratio (BDR) is about 0.185, the second and third input switches (Q2, Q3) are turned on. 3 In the first duty section (Td1) where the input section (Tq2, Tq3) and the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on overlap, the anode and cathode of the first diode (D1) The first diode voltage (Vd1) of about 204V is applied so that the first diode (D1) has a voltage stress of about 204V, and the first and fourth input switches (Q1, Q4) are turned on. In the second duty section (Td2) where the input section (Tq1, Tq4) and the second output section (Ts2) where the second output switch (S2) is turned on overlap, about 100% voltage is applied to the anode and cathode of the second diode (D2). A second diode voltage (Vd2) of 204V is applied so that the second diode (D2) has a voltage stress of about 204V.

그리고, 제1출력스위치(S1)가 턴-온 되는 제1출력구간(Ts1)에서 제2출력스위치(S2)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제2스위치전압(Vs2)이 인가되어 제2출력스위치(S2)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖고, 제2출력스위치(S2)가 턴-온 되는 제2출력구간(Ts2)에서 제1출력스위치(S1)의 드레인 및 소스에 제1변압기(T1)의 2차측의 제1입력전압(Vi1)에 대응되는 약 56V의 제1스위치전압(Vs1)이 인가되어 제1출력스위치(S1)가 약 56V의 전압 스트레스를 갖는다. And, in the first output section (Ts1) where the first output switch (S1) is turned on, the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the second output switch (S2). ) is applied, so that the second output switch (S2) has a voltage stress of about 56V, and the second output switch (S2) is turned on in the second output section ( In Ts2), the first switch voltage (Vs1) of about 56V corresponding to the first input voltage (Vi1) of the secondary side of the first transformer (T1) is applied to the drain and source of the first output switch (S1), The output switch (S1) has a voltage stress of approximately 56V.

도 7에 도시한 바와 같이, 약 2.57:1의 제1변압기(T1)의 권선비를 갖는 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터는, 약 200V, 약 300V, 약 400V의 입력전압(Vi)에 대하여 각각 약 0.5, 약 0.265, 약 0.185의 듀티비(DR)를 갖고 각각 약 83V, 약 143V, 약 204V의 다이오드 전압 스트레스(Vd1, Vd2)를 가지므로, 약 200V 내지 약 400V의 입력전압(Vi) 범위에서 약 83V 내지 약 204V의 다이오드 전압 스트레스(Vd1, Vd2)를 갖고, 정격 전압 약 250V의 다이오드를 제1 및 제2다이오드(D1, D2)로 사용할 수 있다. As shown in FIG. 7, the combined inductor rectifier phase shift full-bridge converter according to the comparative example having a turns ratio of the first transformer (T1) of about 2.57:1 has an input voltage (Vi) of about 200V, about 300V, and about 400V. ) have a duty ratio (DR) of about 0.5, about 0.265, and about 0.185, respectively, and diode voltage stresses (Vd1, Vd2) of about 83V, about 143V, and about 204V, respectively, so an input voltage of about 200V to about 400V. (Vi) and have diode voltage stresses (Vd1, Vd2) of about 83V to about 204V, and diodes with a rated voltage of about 250V can be used as the first and second diodes (D1, D2).

반면에, 약 6.42:1의 제1변압기(T1)의 권선비를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)는, 약 200V, 약 300V, 약 400V의 입력전압(Vi)에 대하여 각각 약 0.29, 약 0.13, 약 0의 부스트 듀티비(BDR)를 갖고 각각 약 112V, 약 141V, 약 61.5V의 다이오드 전압 스트레스(Vd1, Vd2)를 가지므로, 약 200V 내지 약 400V의 입력전압(Vi) 범위에서 약 61.5V 내지 약 112V의 다이오드 전압 스트레스(Vd1, Vd2)를 갖고, 정격 전압 약 200V의 다이오드를 제1 및 제2다이오드(D1, D2)로 사용할 수 있다.On the other hand, the combined inductor rectifier phase shift full-bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention with a turns ratio of the first transformer T1 of about 6.42:1 has an input voltage of about 200V, about 300V, and about 400V ( With respect to Vi), it has a boost duty ratio (BDR) of about 0.29, about 0.13, and about 0, respectively, and diode voltage stresses (Vd1, Vd2) of about 112V, about 141V, and about 61.5V, respectively, so about 200V to about 400V. It has diode voltage stresses (Vd1, Vd2) of about 61.5V to about 112V in the input voltage (Vi) range, and diodes with a rated voltage of about 200V can be used as the first and second diodes (D1, D2).

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)는, 약 200V 내지 약 400V의 입력전압(Vi)에 대하여 약 0.3으로부터 약 0으로 선형적으로 감소하는 부스트 듀티비(BDR)로 약 56V의 출력전압(Vo)을 출력할 수 있는데, 예를 들어, 약 200V 내지 약 300V의 입력전압(Vi)에 대하여 약 0.3 내지 약 0.1의 부스트 듀티비(BDR)로 약 56V의 출력전압(Vo)을 출력하고, 약 300V 내지 약 400V의 입력전압(Vi)에 대하여 약 0.1 내지 약 0의 부스트 듀티비(BDR)로 약 56V의 출력전압(Vo)을 출력할 수 있다. Here, the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention has a boost duty ratio ( BDR) can output an output voltage (Vo) of about 56V. For example, for an input voltage (Vi) of about 200V to about 300V, an output voltage (Vo) of about 56V can be output with a boost duty ratio (BDR) of about 0.3 to about 0.1. An output voltage (Vo) can be output, and an output voltage (Vo) of about 56V can be output with a boost duty ratio (BDR) of about 0.1 to about 0 with respect to an input voltage (Vi) of about 300V to about 400V.

즉, 듀티비(DR)를 0.5로 고정하고 부스트 듀티비(BDR)를 조절하는 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)는, 듀티비(DR)를 조절하고 부스트 듀티비(BDR)를 0으로 고정하는 비교예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터에 비하여, 전체 입력전압(Vi) 범위(예를 들어, 약 200V 내지 약 400V)에서 상대적으로 높은 권선비(예를 들어, 약 6.42:1)를 갖고 상대적으로 낮은 다이오드 전압 스트레스(예를 들어, 약 61.5V 내지 약 112V)를 갖고, 그 결과 상대적으로 낮은 정격 전압의 다이오드(예를 들어, 약 200V)를 사용할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있다.That is, the combined inductor rectifier phase shift full-bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention, which fixes the duty ratio (DR) at 0.5 and adjusts the boost duty ratio (BDR), adjusts the duty ratio (DR) and adjusts the boost duty ratio (DR). Compared to the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter according to the comparative example in which the duty ratio (BDR) is fixed to 0, the turns ratio (e.g., For example, about 6.42:1) and have relatively low diode voltage stress (e.g., about 61.5 V to about 112 V), which results in the use of diodes with relatively low voltage ratings (e.g., about 200 V). and can reduce manufacturing costs.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터(110)에서는, 제1 및 제4입력구간(Tq1, Tq4)을 동일하게 설정하고 제2 및 제3입력구간(Tq2, Tq3)을 동일하게 설정하고 듀티비(DR)를 0.5로 고정하고 권선비를 상대적으로 높은 값으로 설정한 상태에서 부스트 듀티비(BDR)를 조절하여 출력전압(Vo)을 출력함으로써, 스위치 전압 스트레스가 출력전압(Vo)으로 고정되고 다이오드 전압 스트레스가 감소되어 효율이 향상되고 제조비용이 절감된다. As such, in the combined inductor rectifier phase shift full bridge converter 110 according to an embodiment of the present invention, the first and fourth input sections (Tq1, Tq4) are set to be the same, and the second and third input sections (Tq2, By setting Tq3) the same, fixing the duty ratio (DR) to 0.5, and setting the turns ratio to a relatively high value, the output voltage (Vo) is output by adjusting the boost duty ratio (BDR), so that the switch voltage stress is reduced. The output voltage (Vo) is fixed and diode voltage stress is reduced, improving efficiency and reducing manufacturing costs.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the technical spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.

110: 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터
Vi: 입력전압 Q1 내지 Q4: 제1 내지 제4입력스위치
Lm: 자화인덕터 T1, T2: 제1 및 제2변압기
D1, D2: 제1 및 제2다이오드 Lo1, Lo2: 제1 및 제2출력인덕터
S1, S2: 제1 및 제2출력스위치 Co: 출력커패시터
Ro: 출력저항 Vo: 출력전압
110: Combined inductor rectifier phase shift full bridge converter
Vi: input voltage Q1 to Q4: first to fourth input switches
Lm: magnetized inductor T1, T2: first and second transformers
D1, D2: first and second diodes Lo1, Lo2: first and second output inductors
S1, S2: First and second output switches Co: Output capacitor
Ro: output resistance Vo: output voltage

Claims (10)

입력전압의 고전위단자 및 저전위단자 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2입력스위치와;
상기 입력전압의 상기 고전위단자 및 상기 저전위단자 사이에 직렬로 연결되는 제3 및 제4입력스위치와;
상기 제1 내지 제4입력스위치에 연결되는 제1변압기와;
상기 제1변압기의 1차측에 연결되는 자화인덕터와;
상기 제1변압기의 2차측에 연결되는 제1 및 제2다이오드와;
상기 제1 및 제2다이오드에 연결되는 제2변압기와;
상기 제2변압기의 1차측 및 2차측에 각각 연결되는 제1 및 제2출력인덕터와;
상기 제2변압기의 상기 1차측 및 상기 2차측 사이에 직렬로 연결되는 제1 및 제2출력스위치와;
상기 제1 및 제2출력스위치에 병렬로 연결되는 출력커패시터 및 출력저항
을 포함하고,
상기 제1입력스위치가 턴-온 되는 제1입력구간과 상기 제4입력스위치가 턴-온 되는 제4입력구간은 서로 동일하고,
상기 제2입력스위치가 턴-온 되고 제2입력구간과 상기 제3입력스위치가 턴-온 되는 제3입력구간은 서로 동일하고,
상기 제1출력스위치가 턴-온 되는 제1출력구간은 상기 제1 및 제2입력구간과 중첩하고,
상기 제2출력스위치가 턴-온 되는 제2출력구간은 상기 제1 및 제2입력구간과 중첩하는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터.
first and second input switches connected in series between the high potential terminal and the low potential terminal of the input voltage;
third and fourth input switches connected in series between the high potential terminal and the low potential terminal of the input voltage;
a first transformer connected to the first to fourth input switches;
a magnetized inductor connected to the primary side of the first transformer;
first and second diodes connected to the secondary side of the first transformer;
a second transformer connected to the first and second diodes;
first and second output inductors respectively connected to the primary and secondary sides of the second transformer;
first and second output switches connected in series between the primary side and the secondary side of the second transformer;
An output capacitor and an output resistance connected in parallel to the first and second output switches.
Including,
The first input section in which the first input switch is turned on and the fourth input section in which the fourth input switch is turned on are the same,
The second input section in which the second input switch is turned on and the third input section in which the third input switch is turned on are the same,
The first output section in which the first output switch is turned on overlaps with the first and second input sections,
The second output section in which the second output switch is turned on overlaps the first and second input sections. A combined inductor rectifier phase shift full bridge converter.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2출력구간의 합에 대한 상기 제2 및 제3입력구간과 제2출력구간이 중첩되는 제1부스트구간 또는 상기 제1 및 제4입력구간이 중첩되는 제2부스트구간의 비율인 부스트 듀티비는 0 내지 0.3인 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터.
According to claim 1,
The ratio of the first boost section overlapping the second and third input sections and the second output section or the second boost section overlapping the first and fourth input sections to the sum of the first and second output sections. A coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter with a boost duty ratio of 0 to 0.3.
제 2 항에 있어서,
상기 입력전압이 200V 내지 300V인 경우 상기 부스트 듀티비는 0.3 내지 0.1이고,
상기 입력전압이 300V 내지 400V인 경우 상기 부스트 듀티비는 0.1 내지 0인 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터.
According to claim 2,
When the input voltage is 200V to 300V, the boost duty ratio is 0.3 to 0.1,
When the input voltage is 300V to 400V, the boost duty ratio is a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter of 0.1 to 0.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2입력구간의 합 또는 상기 제3 및 제4입력구간의 합에 대한 상기 제1 및 제4입력구간의 중첩구간 또는 상기 제2 및 제3입력구간의 중첩구간의 비율인 듀티비는 0.5인 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터.
According to claim 1,
Duty is the ratio of the overlapping section of the first and fourth input sections or the overlapping section of the second and third input sections to the sum of the first and second input sections or the sum of the third and fourth input sections. Coupled inductor rectifier phase shift full bridge converter with a ratio of 0.5.
제 1 항에 있어서,
상기 제1입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-온 되고 상기 제2입력스위치는 턴-오프 되고,
상기 제2입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2입력스위치는 턴-온 되고,
상기 제3입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-온 되고 상기 제4입력스위치는 턴-오프 되고,
상기 제4입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제4입력스위치는 턴-온 되고,
상기 제1출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-온 되고 상기 제2출력스위치는 턴-오프 되고,
상기 제2출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2출력스위치는 턴-온 되는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터.
According to claim 1,
During the first input period, the first input switch is turned on and the second input switch is turned off,
During the second input period, the first input switch is turned off and the second input switch is turned on,
During the third input period, the third input switch is turned on and the fourth input switch is turned off,
During the fourth input period, the third input switch is turned off and the fourth input switch is turned on,
During the first output period, the first output switch is turned on and the second output switch is turned off,
A combined inductor rectifier phase shift full bridge converter in which the first output switch is turned off and the second output switch is turned on during the second output period.
제 1 항에 있어서,
상기 제1다이오드의 양극은 상기 제1변압기의 상기 2차측의 제1단자, 상기 제2다이오드의 음극에 연결되고, 상기 제1다이오드의 음극은 상기 제2변압기의 상기 1차측의 제1단자, 상기 제1출력인덕터의 제1단자에 연결되고,
상기 제2다이오드의 양극은 상기 제2변압기의 상기 2차측의 제1단자, 상기 제2출력인덕터의 제1단자에 연결되고, 상기 제2다이오드의 음극은 상기 제1변압기의 상기 2차측의 상기 제1단자, 상기 제1다이오드의 상기 양극에 연결되는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터.
According to claim 1,
The anode of the first diode is connected to the first terminal of the secondary side of the first transformer and the cathode of the second diode, and the cathode of the first diode is connected to the first terminal of the primary side of the second transformer. Connected to the first terminal of the first output inductor,
The anode of the second diode is connected to the first terminal of the secondary side of the second transformer and the first terminal of the second output inductor, and the cathode of the second diode is connected to the secondary side of the first transformer. A first terminal, a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter connected to the anode of the first diode.
제1 내지 제4입력스위치, 제1 및 제2변압기, 자화인덕터, 제1 및 제2다이오드, 제1 및 제2출력인덕터, 제1 및 제2출력스위치, 출력커패시터, 출력저항을 포함하는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 구동방법에 있어서,
제1입력구간 동안 상기 제1입력스위치를 턴-온 하는 단계와;
상기 제1입력구간으로부터 이격되는 제2입력구간 동안 상기 제2입력스위치를 턴-온 하는 단계와;
상기 제2입력구간과 동일한 제3입력구간 동안 상기 제3입력스위치를 턴-온 하는 단계와;
상기 제3입력구간으로부터 이격되고 상기 제1입력구간과 동일한 제4입력구간 동안 상기 제4입력스위치를 턴-온 하는 단계와;
상기 제1 내지 제4입력구간에 중첩되는 제1출력구간 동안 상기 제1출력스위치를 턴-온 하는 단계와;
상기 제1출력구간으로부터 이격되고 상기 제1 내지 제4입력구간에 중첩되는 제2출력구간 동안 상기 제2출력스위치를 턴-온 하는 단계
를 포함하는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 구동방법.
A combination including first to fourth input switches, first and second transformers, magnetized inductors, first and second diodes, first and second output inductors, first and second output switches, output capacitors, and output resistance. In the driving method of the inductor rectifier phase shift full bridge converter,
turning on the first input switch during a first input period;
turning on the second input switch during a second input section spaced from the first input section;
turning on the third input switch during a third input period identical to the second input period;
turning on the fourth input switch during a fourth input section that is spaced from the third input section and is the same as the first input section;
turning on the first output switch during a first output section overlapping the first to fourth input sections;
Turning on the second output switch during a second output section that is spaced from the first output section and overlaps the first to fourth input sections.
Driving method of a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 및 제2출력구간의 합에 대한 상기 제2 및 제3입력구간과 제2출력구간이 중첩되는 제1부스트구간 또는 상기 제1 및 제4입력구간이 중첩되는 제2부스트구간의 비율인 부스트 듀티비는 0 내지 0.3인 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 구동방법.
According to claim 7,
The ratio of the first boost section overlapping the second and third input sections and the second output section or the second boost section overlapping the first and fourth input sections to the sum of the first and second output sections. Driving method of a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter with an in boost duty ratio of 0 to 0.3.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 및 제2입력구간의 합 또는 상기 제3 및 제4입력구간의 합에 대한 상기 제1 및 제4입력구간의 중첩구간 또는 상기 제2 및 제3입력구간의 중첩구간의 비율인 듀티비는 0.5인 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 구동방법.
According to claim 7,
Duty is the ratio of the overlapping section of the first and fourth input sections or the overlapping section of the second and third input sections to the sum of the first and second input sections or the sum of the third and fourth input sections. Driving method of a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter with a ratio of 0.5.
제 7 항에 있어서,
상기 제1입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-온 되고 상기 제2입력스위치는 턴-오프 되고,
상기 제2입력구간 동안 상기 제1입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2입력스위치는 턴-온 되고,
상기 제3입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-온 되고 상기 제4입력스위치는 턴-오프 되고,
상기 제4입력구간 동안 상기 제3입력스위치는 턴-오프 되고 상기 제4입력스위치는 턴-온 되고,
상기 제1출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-온 되고 상기 제2출력스위치는 턴-오프 되고,
상기 제2출력구간 동안 상기 제1출력스위치는 턴-오프 되고 상기 제2출력스위치는 턴-온 되는 결합 인덕터 정류기 위상천이 풀브리지 컨버터의 구동방법.

According to claim 7,
During the first input period, the first input switch is turned on and the second input switch is turned off,
During the second input period, the first input switch is turned off and the second input switch is turned on,
During the third input period, the third input switch is turned on and the fourth input switch is turned off,
During the fourth input period, the third input switch is turned off and the fourth input switch is turned on,
During the first output period, the first output switch is turned on and the second output switch is turned off,
A method of driving a combined inductor rectifier phase shift full bridge converter in which the first output switch is turned off and the second output switch is turned on during the second output period.

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