KR102640743B1 - 3상 교류용 스위칭 전원 - Google Patents

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야수히로 마추나가
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엔티엔 가부시키가이샤
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Abstract

3상 교류용 스위칭 전원으로서, 고출력 달성을 가능케 하는 포워드 방식을 채용하고 역률을 양호하게 만든다. 3개의 다리에 1차 코일 및 2차 코일을 갖고 3상 교류의 각 상의 입력단에 각 1차 코일의 일단이 각각 연결된 3상 변압기와, 각 상의 1차 코일에 직렬 연결된 각 상의 스위칭 소자와, 각 상의 2차 코일에 각각 연결된 정류부와, 각 상의 정류부에 연결된 적어도 하나의 리액터와 평활 콘덴서를 포함하는 평활부를 갖는, 3상 교류용 스위칭 전원에 있어서, 각 상의 스위칭 소자는, 각 상의 1차 코일에 인가되는 상전압이 포지티브 전압일 경우에만 온/오프 제어되는 반면 네거티브 전압인 경우에는 오프 상태로 유지되고, 각 상의 스위칭 소자는 동일한 PWM 신호에 의해 온/오프 제어되며, 스위칭 소자로부터 1차 코일에 흐르는 전류를 저지하기 위한 역류 방지 다이오드를 포함한다.

Description

3상 교류용 스위칭 전원
본 발명은 스위칭 전원에 관한 것으로, 특히, 역률이 우수한 3상 교류용 스위칭 전원에 관한 것이다.
교류를 직류로 전력변환시키는 스위칭 전원의 입력단에 특허문헌 1~3의 역률 개선 회로를 이용하는 것이 알려져 있다. 역률 개선 회로는, 예를 들면 정현파 입력 전압과 가능한 한 위상이 일치하는 정현파 전류를 입력시키는 회로이다. 역률 개선 회로는 일반적으로 비절연형 부스트 컨버터로 구성되어 있다. 따라서, 역률 개선 회로의 후단에 절연형 DC/DC 컨버터를 배치하는 투-컨버터 방식으로 하나의 절연형 스위칭 전원을 구성하는 것이 일반적이다. 절연형 DC/DC 컨버터의 대표적인 방식으로, 포워드 방식 및 플라이백 방식이 있다. 고출력 전원에는 포워드 방식이 적합하다.
한편, 특허문헌 4, 5 등과 같이, 역률 개선 기능을 갖춘 절연형 DC/DC 컨버터인 원-컨버터 방식도 알려져 있다. 원-컨버터 방식의 절연형 DC/DC 컨버터는, 부스트 컨버터와 실질적으로 동일한 동작을 하는 플라이백 방식으로 구성되어 있다. 플라이백 방식은 역률 개선 기능이 가지지만 고출력 전원에는 적합하지 않다.
선행기술문헌
특허문헌
특허문헌1: 특개평5-111246호 공보
특허문헌2: 특개2007-37297호 공보
특허문헌3: 특개2015-23722호 공보
특허문헌4: 특개평5-236749호 공보
특허문헌5: 특개2002-300780호 공보
교류의 전파(全波) 정류 전압이 입력되는 경우 역률이 우수한 스위칭 전원으로서, 절연형으로는 플라이백 방식이, 비절연형으로는 부스트 컨버터가 채용된다. 한편, 스위칭 전원의 고출력화를 실현시키기 위해서는, 스위칭의 온(ON) 기간과 오프(OFF) 기간 모두에서 전류를 출력할 수 있는 포워드 방식이 적합하다. 그러나, 포워드 방식의 스위칭 전원에서는, 온 기간에 2차 코일에 발생하는 기전력이 출력 단자에 병렬 연결된 평활 콘덴서(C)의 전압을 초과하는 경우에만 부하 전류를 출력할 수 있다. 따라서, 교류의 전파 정류 전압이 입력되는 경우, 낮은 입력 전압 범위에서는 2차 측에 부하 전류가 흐르지 않기 때문에 그와 쌍을 이루는 1차 측의 입력 전류도 흐르지 않는다. 이 결과, 역률이 악화된다.
이상의 현상으로부터, 본 발명은, 3상 교류용 스위칭 전원에서 고출력화를 실현시킴과 동시에 역률을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음의 구성을 제공한다.
· 본 발명의 제1 태양은, 3개의 다리(脚) 각각에 각각 중첩해서 감겨져 있는 1차 코일과 2차 코일을 갖고, 3상 교류의 각 상의 입력 단자에 각 1차 코일의 일단이 각각 연결된 3상 변압기와,
각 상의 상기 1차 코일에 각각 직렬 연결된 각 상의 스위칭 소자와,
각 상의 상기 2차 코일에 각각 연결된 각 상의 정류부 및 평활부
를 갖는 3상 교류용 스위칭 전원에 있어서,
각 상의 상기 스위칭 소자는, 각 상의 상기 1차 코일에 인가되는 입력 전압이 포지티브 전압일 때 동일한 PWM 신호에 의해 온/오프 제어되는 반면 입력 전압이 네거티브 접인 경우에는 오프 상태로 유지되고,
각 상의 상기 1차 코일에 온 기간에 흐르는 전류의 반대 방향으로 전류가 흐르는 것을 저지하기 위한 각 상의 역류 방지 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
· 상기 제1 태양에 있어서, 온/오프 제어의 온 기간에,
온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 입력 전류가 흐르고, 거기에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 포워드(forward) 전류가 흐르는 반면,
오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 입력 전류가 흐르지 않고, 거기에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 입력 전류가 흐르는 다른 상의 1차 코일로부터의 자속으로 인해 발생한 기전력에 의해 포워드 전류가 흐르도록 구성되는 것이 바람직하다.
· 상기 제1 태양에 있어서, 온/오프 제어의 오프 기간에,
온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 상기 역류 방지 다이오드로 인해 전류가 흐르지 않고, 거기에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 플라이백(flyback) 전류가 흐르는 반면,
오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 상기 역류 방지 다이오드로 인해 전류가 흐르지 않고, 거기에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 플라이백 전류가 흐르도록 구성되는 것이 바람직하다.
· 상기 제1 태양에 있어서, 상기 정류부가 2 쌍의 직렬 연결된 포지티브 측 다이오드와 네거티브 측 다이오드를 갖고, 직렬 연결된 각 쌍의 다이오드의 접속점이 2차 코일의 각 단에 각각 연결되어 있으며,
2 개의 상기 포지티브 측 다이오드 각각의 캐소드에 2 개의 리액터 각각의 일단이 각각 연결되어 있음과 동시에, 2 개의 상기 리액터의 각 타단은 상기 평활 콘덴서의 포지티브 전극단에 연결되어 있으며,
2 개의 상기 네거티브 측 다이오드 각각의 애노드가 상기 평활 콘덴서의 네거티브 전극단에 연결되는 것이 바람직하다.
· 상기 제1 태양에 있어서, 상기 정류부가 2 쌍의 직렬 연결된 포지티브 측 다이오드와 네거티브 측 다이오드를 갖고, 직렬 연결된 각 쌍의 다이오드의 접속점이 2차 코일의 각 단에 각각 연결되어 있으며,
2 개의 상기 네거티브 측 다이오드 각각의 애노드에 2 개의 리액터 각각의 일단이 각각 연결되어 있음과 동시에, 2 개의 상기 리액터의 각 타단은 상기 평활 콘덴서의 네거티브 전극단에 연결되어 있으며,
2 개의 상기 포지티브 측 다이오드 각각의 캐소드가 상기 평활 콘덴서의 포지티브 전극단에 연결되는 것이 바람직하다.
· 본 발명의 제2 태양은, 3 개의 다리(脚) 각각에 각각 감겨져 있는 리액터를 갖고 3상 교류의 각 상의 입력 단자에 각 리액터의 일단이 각각 연결된 3상 리액터와,
각 상의 상기 리액터에 각각 직렬 연결된 각 상의 스위칭 소자와,
각 상의 상기 리액터의 타단에 각각 연결된 각 상의 정류 다이오드와,
각 상의 상기 정류 다이오드에 연결된 평활 콘덴서
를 갖는 3상 교류용 스위칭 전원에 있어서,
각 상의 상기 스위칭 소자는, 각 상의 상기 리액터에 인가되는 입력 전압이 포지티브 전압일 때 동일한 PWM 신호에 의해 온/오프 제어되는 반면 입력 전압이 네거티브 전압인 경우에는 오프 상태로 유지되고,
각 상의 상기 리액터에 온 기간에 흐르는 전류의 반대 방향으로 전류가 흐르는 것을 저지하기 위한 역류 방지 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
· 상기 제2 태양에 있어서, 온/오프 제어의 온 기간에,
온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에는 상기 스위칭 소자를 통과하는 전류가 흐르는 반면,
오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에는 전류가 흐르지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
· 상기 제2 태양에 있어서, 온/오프 제어의 오프 기간에,
온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에 전류가 흐르고 상기 정류 다이오드를 통해 출력되고,
오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에는 상기 역류 방지 다이오드로 인해 전류가 흐르지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
· 상기 태양들 중 어느 하나에 있어서, 상기 역류 방지 다이오드가 상기 1차 코일 또는 상기 리액터와 상기 스위칭 소자 사이에 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 3상 교류용 스위칭 전원은, 스위칭 소자에 대해 소정의 온/오프 제어를 실시함과 동시에, 스위칭 소자에 대한 역류 방지 다이오드를 설치함으로써, 입력 측에 환류(還流)를 방지하고, 3상 변압기 또는 3상 리액터에 가능한 한 자기(磁氣) 에너지를 축적하며, 축적된 자기 에너지를 출력할 수 있다. 또한, 3상 변압기 또는 3상 리액터에 축적된 자기 에너지를 플라이백 전류에 의해 출력함으로써 우수한 역률을 실현시킬 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 발명의 절연형 3상 교류용 스위칭 전원의 제1 실시형태의 회로 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 1a] 도 1의 회로 예에서 생략 된 부분을 나타낸 회로 예이다.
[도 1b] 도 1의 회로 예에서 2차 측의 다른 회로 예를 나타낸 도면이다.
[도 2] 도 2는, 도 1의 회로 예에서 포지티브 전압의 2개 상들의 온 기간의 전류를 나타낸다.
[도 3] 도 3은, 도 2에 나타낸 온 기간 동안의 3상 변압기의 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
[도 4] 도 4는, 도 1의 회로 예에서 포지티브 전압의 2개 상들의 오프 기간의 전류를 나타낸다.
[도 5] 도 5는, 도 1의 회로 예에서의 개략적인 타이밍도이다.
[도 6] 도 6은, 본 발명의 비절연형 3상 교류용 스위칭 전원의 제2 실시형태의 회로 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 7] 도 7은, 도 6의 회로 예에서 포지티브 전압의 2개 상들의 온 기간의 전류를 나타낸다.
[도 8] 도 8은, 도 6에 나타낸 온 기간 동안의 3상 리액터의 상태를 모식 적으로 나타낸 도면이다.
[도 9] 도 9는, 도 6의 회로 예에서 포지티브 전압의 2개 상들의 오프 기간의 전류를 나타낸다.
[도 10] 도 10은, 도 6의 회로 예에서의 개략적인 타이밍도이다.
이하, 예로 나타낸 도면을 참조하여, 본 발명의 3상 교류용 스위칭 전원의 실시형태를 설명한다.
(1) 제1 실시형태 (절연형)
(1-1) 제1 실시형태의 회로 예의 구성
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 절연형 3상 교류용 스위칭 전원의 회로 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1a는, 도 1의 회로 예에서 생략된 점선으로 둘러싸인 부분의 일 예를 상세히 나타낸 회로 예이다.
<3상 변압기(T)의 1차 측의 구성>
도 1의 3상 교류용 스위칭 전원은, 3상 교류 전압이 입력 단자(R, S, T)에 입력된다. 여기에서 삼상 교류 전압은, 예를 들어, 계통 전원의 50Hz 또는 60Hz 또는 각종 발전장치에서 생성되는 수 Hz 내지 수 kHz 정도의 주파수를 갖는 정현파이다.
변압기(T)는 3 개의 다리(脚)를 가진 3상 변압기이다. 3 개의 다리 각각에 1차 코일 N1과 2차 코일 N2, 1차 코일 N3와 2차 코일 N4, 및 1차 코일 N5와 2차 코일 N6가 각각 동일한 극성에 중첩해서 감겨져 있다(코일의 감김 시작단을 검은 동그라미로 표시하였음). 각 상의 1차 코일(N1, N2, N3)의 일단은 각 상의 입력 단자에 각각 연결되어 있다.
각 상의 1차 코일(N1, N2, N3)의 타단에는 직렬 연결된 각 상의 역류 방지 다이오드(D1, D2, D3) 및 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3)가 각각 연결되어 있다. 각 상의 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3)는, 각 상의 1차 코일(N1, N2, N3)에 흐르는 전류를 도통시키거나 또는 차단하기 위해, 각각의 제어 단자에 PWM 신호가 입력됨으로써 온/오프 제어된다. 스위칭 소자(Q1, Q2, Q3)는 여기에서 n 채널 MOSFET(이하, 'FET'로 칭함)이며, 제어 단자는 게이트이다. PWM 신호의 주파수는 3상 교류의 주파수보다 높은 수십 kH ~ 수백 kH이다.
또한, 스위칭 소자는 MOSFET이 아닌 IGBT 또는 바이폴라 트랜지스터일 수도 있다(이하의 실시형태에 있어서도 동일함).
역류 방지 다이오드(D1, D2, D3)의 극성은 FET(Q1, Q2, Q3)의 바디 다이오드(body diode)의 극성과 반대 방향이다. 즉, 도시된 예의 경우, 애노드가 각 상의 1차 코일(N1, N2, N3)의 타단에, 캐소드가 FET(Q1, Q2, Q3)의 드레인에 연결되어 있다. 각 상의 역류 방지 다이오드(D1, D2, D3)는, 도시된 위치뿐만 아니라, 각 상의 입력 단자(R, S, T)로부터 1차 코일(N1, N3, N5)을 거쳐 접지단에 이르는 전류 경로 상에 삽입될 수 있다.
또한, 각 상의 입력 단자와 접지단 사이에는 환류 다이오드(D16, D17, D18)가 각각 연결되어 있다. 이러한 환류 다이오드(D16, D17, D18)는, 애노드가 각 상의 공통 접지단에 연결되어 있고 캐소드가 각 상의 입력 단자에 연결되어 있다. 따라서, 변압기(T)의 1차 코일(N1, N2, N3)로의 각 상의 입력 전압은 환류 다이오드(D16, D17, D18)에 의해 네거티브 전압 측이 클램프(clamp)된다.
<스위칭 소자의 온/오프 제어회로의 구성>
도 1a는, 도 1의 회로에서 부호 10, 20, 30의 부분들의 예를 상세하게 나타낸 회로도이다. 이 부분들은 동일한 구성을 갖기 때문에, 예를 들어 R-상의 회로를 설명한다. 도시하지 않은 제어부에 의해 PWM 신호(Vg)가 생성된다. PWM 신호(Vg)는 각 상에 공통인 하나의 전압 신호이며, 소정의 주파수와 듀티 비(duty ratio)를 갖는다. 이 PWM 신호(Vg)의 입력단은 p형 트랜지스터(Q11)의 이미터(emitter)에 연결되어 있다. 트랜지스터 Q11의 콜렉터(collector)는 FET(Q1)의 게이트에 연결되어 있다. 한편, R-상의 입력 전압의 분압이 n형 트랜지스터(Q12)의 베이스(base)에 인가된다. 트랜지스터 Q12의 콜렉터는 저항을 통해 트랜지스터 Q11의 베이스에 연결되고, 이미터는 접지되어 있다.
R-상의 입력 전압이 네거티브 전압인 경우, 트랜지스터 Q11은 오프 상태이며, 따라서 트랜지스터 Q12도 오프 상태이다. 이때, PWM 신호(Vg)는 차단되어 FET(Q1) 게이트에 인가되지 않는다. 따라서 R-상의 입력 전압이 네거티브 전압인 경우, FET(Q1)는 오프 상태로 유지된다.
R-상의 입력 전압이 포지티브 전압인 경우, 트랜지스터 Q11 및 트랜지스터 Q12가 온 상태가 됨으로써 PWM 신호(Vg)가 FET(Q1)의 게이트에 인가된다. 따라서, R-상의 입력 전압이 포지티브 전압인 경우 FET(Q1)는 PWM 신호(Vg)에 의해 온/오프 제어된다.
이와 같이, 본 회로는 3상 교류의 각 상의 입력 전압이 포지티브 전압일 경우에만 각 상의 스위칭 소자가 온/오프 제어되며, 각 상의 입력 전압이 네거티브 전압인 경우에는 각 상의 스위칭 소자가 오프 상태로 유지된다.
<3상 변압기의 2차 측의 구성>
3상 변압기(T)의 2차 측에는, 정류부 및 그 후단의 평활부가 각 상마다 배치되어 있다. 각 상의 회로 구성은 동일하기 때문에, R-상을 예로 들어 2차 측의 회로 구성을 설명한다. 정류부는 4 개의 다이오드(D4, D5, D6, D7)로 이루어진 브리지 정류 회로를 기본으로 하는 형태이다. 제1 쌍의 포지티브 측 다이오드(D4)와 네거티브 측 다이오드(D6)가 직렬로 연결되어 있고, 제2 쌍의 포지티브 측 다이오드(D5)와 네거티브 측 다이오드(D7)가 직렬로 연결되어 있다. 직렬 연결된 제1 쌍의 다이오드들(D4, D6)의 접속점은 2차 코일(N2)의 일단에 연결되어 있고, 직렬 연결된 제2 쌍의 다이오드들(D5, D7)의 접속점은 2차 코일(N2)의 타단에 연결되어 있다.
통상의 브리지 정류 회로와는 달리, 도 1의 구성에서는, 포지티브 측 다이오드(D4, D5)의 캐소드가 서로 연결되어 있지 않다. 어느 한 포지티브 측 다이오드(D4)의 캐소드는 제1 리액터(L1)의 일단에 연결되어 있고, 다른 한 포지티브 측 다이오드(D5)의 캐소드는 제2 리액터(L2)의 일단에 연결되어 있다. 제1 리액터(L1)와 제2 리액터(L2) 각각의 인덕턴스는 실질적으로 동일한 값을 갖는다.
제1 리액터(L1) 및 제2 리액터(L2) 각각의 타단은 평활 콘덴서(C)의 포지티브 전극단에 연결되어 있으며, 이 지점(point)은 포지티브 출력 단자(p)이기도 하다.
또한, 2 개의 네거티브 측 다이오드(D6, D7) 각각의 애노드는 평활 콘덴서(C)의 네거티브 전극단에 연결되어 있으며, 이 지점은 네거티브 출력 단자(n)이기도 하다.
<3상 변압기 2차 측의 다른 실시형태>
도 1b는, 도 1의 회로에서 2차 측의 정류부 및 평활부의 다른 구성 예이다. R-상의 부분에 대해서만 나타내지만, 다른 2개 상들에 대해서도 동일한 구성이다. 도 1b의 구성에 있어서 정류부도 도 1과 같이 4 개의 다이오드(D4~D7)로 이루어진 브리지 정류 회로를 기본으로 하는 형태이다. 제1 쌍의 포지티브 측 다이오드(D4)와 네거티브 측 다이오드(D6)가 직렬로 연결되어 있고, 제2 쌍의 포지티브 측 다이오드(D5)와 네거티브 측 다이오드(D7)가 직렬로 연결되어 있다. 직렬 연결된 제1 쌍의 다이오드들(D4, D6)의 접속점은 2차 코일(N2)의 일단에 연결되어 있고, 직렬 연결된 제2 쌍의 다이오드들(D4, D6)의 접속점은 2차 코일(N2)의 타단에 연결되어 있다.
도 1b의 구성에는, 네거티브 측 다이오드(D6, D7)의 애노드가, 통상의 브리지 정류 회로와는 달리, 서로 연결되어 있지 않다. 어느 한 네거티브 측 다이오드(D6)의 애노드는 제1 리액터(L1)의 일단에 연결되어 있고, 다른 한 네거티브 측 다이오드(D7)의 애노드는 제2 리액터(L2)의 일단에 연결되어 있다. 제1 리액터(L1)와 제2 리액터(L2) 각각의 인덕턴스는 실질적으로 동일한 값을 갖는다.
제1 리액터(L1) 및 제2 리액터(L2) 각각의 타단은 평활 콘덴서(C)의 네거티브 전극단에 연결되어 있으며, 이 지점은 네거티브 출력 단자(n)이기도 하다.
또한, 2 개의 포지티브 측 다이오드(D4, D5) 각각의 캐소드는 평활 콘덴서(C)의 포지티브 전극단에 연결되어 있으며, 이 지점은 포지티브 출력 단자(p)이기도 하다.
3상 교류용 스위칭 전원의 제1 실시형태의 2차 측 회로는, 도 1 및 도 1b에 도시된 회로 외에도 다양하게 구성할 수 있다. 2차 측 회로는 기본적으로 포워드 형식으로 구성하는 것이 바람직하다. 온(ON) 기간에 포워드(forward) 전류가 흐르고, 오프(OFF) 기간에 외부 리액터의 자기 에너지를 방출하는 리액터 전류가 흐름과 동시에 2차 코일에 발생하는 역기전력에 의해 플라이백(flyback) 전류가 흐를 수 있는 구성을 갖추고 있으면 된다. 2차 코일에 플라이백 전류가 흐르는 동작에 대해서는 아래에서 설명한다.
(1-2) 제1 실시형태의 동작
도 2 ~ 도 5를 참조하여 제1 실시형태의 회로 예의 동작을 설명한다. 도 5의 (a)는, 3상 변압기(T)로의 3상 교류의 입력 전압 파형을 나타낸다. 도 5의 (a)와 같이, 3개의 상들 중 2개 상들이 포지티브 전압이고 1개 상이 네거티브 전압인 기간과, 3개의 상들 중 1개 상이 포지티브 전압이고 2개 상이 네거티브 전압인 기간이 있다. 이 두 기간들의 동작에 본질적인 차이는 없으므로, 이들 중 어느 한 기간에 대해 설명하면, 다른 기간의 동작도 이해될 수 있다.
이하에서는, 3개의 상들 중 2개 상들이 포지티브 전압이고 1개 상이 네거티브 전압인 기간을 예로 들어, 도 5의 (a)에 점선으로 나타낸 범위의 동작을 설명한다. 즉, R-상과 S-상이 포지티브 전압이고 T-상이 네거티브 전압일 때이다. 도 5의 (b)~(m)은, 이 범위를 확대하여 모식적으로 나타낸 타이밍도이다. 이 범위에서는 R-상과 S-상의 스위칭 소자들이 동일한 PWM 신호에 의해 온/오프 제어되는 한편, T-상의 스위칭 소자는 계속 오프 상태로 유지된다. 이하, R-상과 S-상의 온/오프 제어의 온 기간 및 오프 기간의 동작을 설명한다.
<R-상, S-상 : 온 기간 (T-상은 오프 상태로 유지) 의 동작>
도 2는, R-상 및 S-상의 FET(Q1, Q2)의 온 기간 동안 도 1의 회로에 흐르는 전류를 화살표가 있는 실선으로 나타낸다. 도 3은, 이 온 기간의 3상 변압기(T)의 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, FET(Q1)이 온으로 되면, R-상의 1차 코일(N1)에 전류(i1)가 흐른다(도 5의 (c) 참조). 이 전류(i1)는 역류 방지 다이오드(D1)의 순방향으로 흐르고, 환류 다이오드(D18)을 통해 입력 단자 T로 환류한다. 1차 코일(N1)에 전류(i1)가 흐르는 결과, 상호 유도에 의해 2차 코일(N2)에 기전력(전압을 의미함)이 발생하여 전류(i2)가 흐른다. 전류(i2)는, 다이오드(D7) → 2차 코일(N2) → 다이오드(D4) → 리액터(L1)의 경로로 흘러 출력 단자(p)로부터 출력되어 부하에 공급된다(도 5의 (d), (e) 참조). 전류(i2)는 변압기(T)의 상호 유도에 의한 포워드(forward) 전류이다. 전류(i2)에 의해 제1 리액터(L1)가 여자(勵磁)되어 자기 에너지가 축적된다. 다이오드 D5, D6는 역방향으로 바이어스되기 때문에 전류가 흐르지 않는다.
여기서, 정상 상태에서의 평활 콘덴서(C)는 리플(ripple) 변동을 제외하고는 거의 일정한 전압으로 충전되어 있다. 따라서, 전류(i2)는 2차 코일(N2)의 기전력이 평활 콘덴서(C)의 전압을 초과하는 경우에만 흐를 수 있다. R-상의 입력 전압이 작은 범위에서는 2차 코일(N2)의 기전력도 작기 때문에 포워드 전류(i2)는 출력 단자에 출력되지 않는다. 이것은 포워드 동작의 특징이며, 역률을 저하시키게 된다.
S-상에서도 R-상과 동일하게 동작한다. 1차 코일(N3)에 전류(i3)가 흐르고(도 5의 (g) 참조), 환류 다이오드(D18)를 통해 입력 단자 T로 환류한다. 2차 코일(N4)에는 포워드 전류(i4)가 흘러 제1 리액터(L3)를 통해서 출력 단자(p)에 출력된다(도 5의 (h), (i) 참조).
여기서, 도 3을 참조하면, 3상 변압기(T)에서 1차 코일(N1, N3)에 전류(i1, i3)가 흐름으로써 자속(Ø1, Ø2)이 발생하고 코어를 통해 T-상의 1차 코일(N5) 및 2차 코일(N6)이 감겨져 있는 다리로 흐른다. 이 결과, 1차 코일(N5)에는 역류 방지 다이오드(D3)가 순방향으로 바이어스되는 기전력이 발생하지만, FET(Q3)가 오프이기 때문에 1차 코일(N5)에는 전류가 흐르지 않는다(도 5의 (k) 참조). 반면, 2차 코일(N6)에 발생한 기전력에 의해 도 2에 나타낸 전류 i5가 흐른다. 전류 i5는 다이오드(D14) → 2차 코일(N6) → 다이오드(D13) → 리액터(L6)의 경로로 흘러 출력 단자(p)로부터 출력되어 부하에 공급된다(도 5의 (l), (m) 참조). 전류 i5는 포워드 전류이다.
<R-상, S-상 : 오프 기간 (T-상은 오프 상태로 유지) 의 동작>
다음으로, 도 4는, R-상 및 S-상의 FET(Q1, Q2)의 오프 기간 동안 도 1의 회로에 흐르는 전류를 화살표가 있는 점선으로 나타낸다.
R-상에 관해서는, FET(Q1)이 오프로 되면, 1차 코일(N1)의 전류(i1)가 차단되어 1차 코일(N1) 및 2차 코일(N2)에 역기전력이 각각 발생한다. 1차 코일(N1)의 역기전력은 FET(Q1)의 바디 다이오드에 대해 순방향 바이어스이지만, 역류 방지 다이오드(D1)가 전류 경로에 삽입되어 있기 때문에 전류는 흐르지 않는다(도 5의 (c) 참조). 즉, 입력 측으로의 환류는 저지된다. 이 결과, 만일 역류 방지 다이오드(D1)가 없는 경우에는 입력 측으로 반환되는 에너지가 3상 변압기(T)에 머물게 된다.
반면, 2차 코일(N2)의 역기전력에 의해, 감김 시작단이 저전위, 감김 끝단이 고전위가 된다. 제1 리액터(L1)는 온 기간과 동일한 방향의 전류를 유지하려고 하기 때문에, 다이오드(D6) → 다이오드(D4) → 리액터(L1)의 경로로 전류(i6)가 흘러 출력 단자(p)에 출력되어 부하에 공급된다(도 5의 (e) 참조). 이에 따라, 온 기간에 제1 리액터(L1)에 축적되었던 자기 에너지가 방출된다. 다이오드 D7은 역방향으로 바이어스된다.
또한, 2차 코일(N2)의 역기전력에 의해, 다이오드 D6가 순방향으로 바이어스되고, 다이오드(D6) → 2차 코일(N2) → 다이오드(D5) → 리액터(L2)의 경로로 전류(ifb)가 흘러 출력 단자(p)에 출력되어 부하에 공급된다(도 5의 (d), (f) 참조). 전류 ifb는, 3상 변압기(T)의 상호 유도에 의한 것이 아니라, 1차 측의 역류 방지 다이오드(D1)에 의해 환류가 저지됨에 따라 3상 변압기(T)에 보유되고 있던 자기 에너지의 방출에 의한 것이다. 따라서 전류 ifb는 플라이백 전류이다.
플라이백 전류(ifb)는, 포워드 전류(i2)와는 달리, 입력 전압이 작아 2차 코일(N2)에 발생하는 역기전력이 작은 경우에도 역기전력의 크기에 따른 크기로 출력 단자(p)로 출력된다. 따라서, 정현파의 입력 전압에서는, 입력 전압이 작은 범위에서도 플라이백 전류(ifb)가 흐름으로써 역률이 개선된다. 이 회로는 기본적으로 포워드 형식이지만, 플라이백 전류(ifb)도 흐를 수 있기 때문에 역률 개선 기능을 구비하고 있다. 이것은, 1차 측에 역류 방지 다이오드(D1)를 설치함으로써 실현되고 있다.
또한, 본 회로는 입력 측으로의 환류가 없는 대신에 2차 코일(N2)에 플라이백 전류(ifb)가 흐름으로써 3상 변압기(T)의 자기 리셋(magnetic reset)이 이루어진다. 따라서, 본 회로에 있어서도, 3상 변압기(T)의 자기 포화(magnetic saturation)를 피할 수 있다.
S-상에서도 R-상과 동일하게 동작한다. 1차 코일(N3)의 전류가 차단되면 1차 코일(N3)에 역기전력이 발생하지만, 역류 방지 다이오드(D2)에 의해 환류가 저지된다(도 5의 (g)). 반면, 2차 측은, 제1 리액터(L3)의 자기 에너지를 방출하는 전류(i7)가 흐르는 한편(도 5의 (i) 참조), 2차 코일(N4)에 발생한 역기전력에 의해 플라이백 전류(ifb)가 흘러 제2 리액터(L4)를 통해 출력 단자(p)에 출력된다(도 5의 (h), (j) 참조).
T-상에 관해서는, 도 3에 나타낸 온 기간에 다른 상들의 다리로부터 흘러 들어 오던 자속(Ø1, Ø2)이 소실됨으로써, 1차 코일(N5) 및 2차 코일(N6)에 역기전력이 발생한다. 1차 코일(N5)에 발생되는 역기전력은 역류 방지 다이오드(D3)의 역방향 바이어스이기 때문에 전류가 흐르지 않는다(도 5의 (k) 참조). 반면, 2차 코일(N6)에 발생한 역기전력에 의해 플라이백 전류(ifb)가 흘러 제1 리액터(L5)를 통해서 출력 단자(p)에 출력된다(도 5의 (l), (n) 참조).
이상의 도 1의 회로의 동작에서, 오프 기간에 각 상의 2차 코일(N2, N4, N6)에 각각 흐르는 플라이백 전류(ifb)는, 1차 측에 역류 방지 다이오드(D1, D2, D3)를 설치함으로써 3상 변압기(T)에 보유되고 있던 자기 에너지가 방출되는데 따른 것이다. 이에 따라 2 차측으로의 전력 전달 효율이 향상된다. 또한, 플라이백 전류(ifb)는 2차 코일(N2, N4, N6)의 역기전력의 크기에 상관없이 출력되기 때문에, 역률이 개선된다.
또한, 3개의 상들 중 1개의 상이 포지티브 전압이고 2개의 상들이 네거티브 전압인 기간, 예를 들어 R-상이 포지티브 전압이고 S-상 및 T-상이 네거티브 전압인 기간 동안에는, S-상 동작이 상술한 네거티브 전압의 T-상의 동작과 동일하다. R-상의 동작 및 T-상의 동작은 각각 상술한 바와 같다.
(2) 제2 실시형태 (비절연형)
(2-1) 제2 실시형태의 회로 예의 구성
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 비절연형 3상 교류용 스위칭 전원의 회로 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6에는 생략되어 있지만, 점선으로 둘러싸인 부호 10, 20, 30으로 나타낸 부분들은 도 1a에 나타낸 회로와 동일한 구성을 갖는다.
도 6의 3상 교류용 스위칭 전원은, 3상 교류 전압이 입력 단자(R, S, T)에 입력된다. 3상 리액터(3ØR)는 3개의 다리를 갖는다. 3개의 다리 각각에 리액터(L11, L12, L13)가 각각 감겨 있다. 각 상의 리액터(L11, L12, L13) 일단은 각 상의 입력 단자(R, S, T)에 각각 연결되어 있다. 각 상의 리액터(L11, L12, L13)의 타단에는 직렬 연결된 각 상의 역류 방지 다이오드(D21, D22, D23) 및 스위칭 소자(Q21, Q22, Q23)가 각각 연결되어 있다.
각 상의 스위칭 소자(Q21, Q22, Q23)는, 각 상의 리액터(L11, L12, L13)에 흐르는 전류를 도통시키거나 차단하기 위해, 각각의 제어 단자에 PWM 신호가 입력됨으로써 온/오프 제어된다. 스위칭 소자(Q21, Q22, Q23)는 여기에서는 n 채널 MOSFET(이하, 'FET'로 칭함)이며, 제어 단자는 게이트이다.
역류 방지 다이오드(D21, D22, D23)의 극성은 FET(Q21, Q22, Q23)의 바디 다이오드의 극성과는 반대 방향이다. 즉, 도시된 예의 경우, 애노드가 각 상의 리액터(L11, L12, L13)의 타단에 연결되어 있고, 캐소드가 각 상의 FET(Q21, Q22, Q23)의 드레인에 연결되어 있다.
또한, 각 상의 입력 단자와 접지단 사이에는 환류 다이오드(D27, D28, D29)가 각각 연결되어 있다. 이러한 환류 다이오드(D27, D28, D29)는, 애노드가 각 상의 공통 접지단에 연결되어 있고, 캐소드가 각 상의 입력 단자에 연결되어 있다. 따라서, 리액터(L11, L12, L13)로의 각 상의 입력 전압은 환류 다이오드(D27, D28, D29)에 의해 네거티브 접압 측이 클램프(clamp)된다.
또한, 각 상의 리액터(L11, L12, L13)의 타단에는 각 상의 정류 다이오드(D24, D25, D26)의 애노드가 각각 연결되어 있다. 각 상의 정류 다이오드(D24, D25, D26)의 캐소드는 평활 콘덴서(C)의 포지티브 전극단에 연결되어 있으며, 이 지점(point)은 포지티브 출력 단자(p)이기도 하다. 각 상의 FET(Q21, Q22, Q23)의 소스(source)는 평활 콘덴서(C)의 네거티브 전극단에 연결되어 있으며, 이 지점은 접지단인 동시에 네거티브 출력 단자(n)이기도 하다.
(2-2) 제2 실시형태의 동작
도 7 ~ 도 10을 참조하여 제2 실시형태의 회로 예의 동작을 설명한다. 도 10의 (a)는, 상술한 도 5의 (a)와 같이, 3상 리액터(3ØR)로의 3상 교류의 입력 전압 파형을 나타낸다. 3개의 상들 중 2개 상들이 포지티브 전압이고 1개 상이 네거티브 전압인 기간과 3개의 상들 중 1개 상이 포지티브 전압이고 2개 상들이 네거티브 전압인 기간이 있는데, 이 기간들의 동작에 실질적인 차이는 없다.
이하, 예로서, 도 10의 (a)에 점선으로 나타낸 범위의 동작을 설명한다. 즉, R-상과 S-상이 포지티브 전압이고 T-상이 네거티브 전압일 때이다. 도 10의 (b) ~ (e)는 이 범위를 확대하여 모식적으로 나타낸 타이밍도이다. 이 범위에서는, R-상과 S-상의 스위칭 소자가 동일한 PWM 신호에 의해 온/오프 제어되는 한편, T-상의 스위칭 소자는 계속 오프 상태로 유지된다. 이하, R-상과 S-상의 온/오프 제어에 있어서의 온 기간 및 오프 기간의 동작을 설명한다.
<R-상, S-상 : 온 기간 (T-상은 오프 상태로 유지) 의 동작>
도 7은, R-상 및 S-상의 FET(Q21, Q22)의 온 기간 동안 도 6의 회로에 흐르는 전류를 화살표가 있는 실선으로 나타낸다. 도 8은, 이 온 기간의 3상 리액터(3ØR)의 상태를 나타내는 개략적 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, FET(Q21)이 온으로 되면, R-상의 리액터(L11)에 전류(i1)가 흐른다(도 10의 (c) 참조). 이 전류(i1)는 역류 방지 다이오드(D21)의 순방향으로 흐르고, 환류 다이오드(D29)를 통해 입력 단자 T로 환류한다. 리액터(L11)는 여자(勵磁)되어 자기 에너지가 축적된다.
S-상에서도 R-상과 동일하게 동작한다. 리액터(L12)에 전류(i2)가 흐르고(도 10의 (d) 참조), 환류 다이오드(D29)를 통해 입력 단자 T로 환류한다. 리액터(L12)는 여자(勵磁)되어 자기 에너지가 축적된다.
여기서, 도 8을 참조하면, 3상 리액터(3ØR)에서, 온 기간에 리액터(L11, L12)에 전류(i1, i2)가 흐름으로써 자속(Ø1, Ø2)이 발생하고 코어를 통해 T-상의 리액터(L13)의 감겨져 있는 다리로 흐른다. 이 결과, 리액터(L13)에는 역류 방지 다이오드(D23)가 순방향으로 바이어스되는 기전력이 발생하지만, FET(Q23)가 오프이기 때문에 FET(Q23)에는 전류가 흐르지 않는다(도 10의 (e) 참조). 그 대신에, 리액터(L13)에 발생한 기전력에 의해, 도 7에 나타낸 전류 i5가 흐른다(도 8에는 전류 i5가 표시되어 있지 않음). 전류 i5는 다이오드(D29) → 리액터(L13) → 다이오드(D26) → 의 경로로 흘러 출력 단자(p)로부터 출력되어 부하에 공급된다(도 10의 (e) 참조). 전류 i5는 포워드 전류이다. 이에 따라, 리액터(L13)에 자속이 축적된다.
<R 상, S 상 : 오프 기간 (T-상은 오프 상태로 유지) 의 동작>
다음으로, 도 9는, R-상 및 S-상의 FET(Q21, Q22)의 오프 기간 동안 도 1의 회로에 흐르는 전류를 화살표가 있는 점선으로 나타낸다.
R-상에 관해서는, FET(Q21)이 오프로 되면 리액터(L11)의 전류(i1)가 차단되어 역기전력이 발생한다. 리액터(L11)의 역기전력에 의해, 다이오드 D24를 통해 플라이백 전류(ifb)가 흘러 출력된다. (도 10의 (c) 참조). 이에 따라, 온 기간에 리액터(L11)에 축적되었던 자기 에너지가 방출된다. 또한, 제2 실시형태는 비절연형이지만, 절연형에서의 플라이백 전류에 상당하는 전류를 편의상 「플라이 백 전류」로 칭하기로 한다.
플라이백 전류(ifb)는, 입력 전압이 작아 리액터(L11)에 발생하는 역기전력이 작은 경우에도 역기전력의 크기에 따른 크기로 출력 단자(p)로 출력된다. 따라서, 정현파 입력 전압의 경우, 입력 전압이 작은 범위에서도 플라이백 전류(ifb)가 흐르기 때문에 역률이 양호하다.
S-상에서도 R-상과 동일하게 동작한다. 리액터(L12)의 전류(i2)가 차단되면 리액터(L12)에 역기전력이 발생하고, 다이오드(D25)를 통해 플라이백 전류(ifb)가 흘러 출력된다. (도 10의 (d) 참조). 이에 따라, 온 기간에 리액터(L12)에 축적되었던 자기 에너지가 방출된다.
T-상에 관해서는, 도 8에 나타낸 온 기간에 다른 상들의 다리로부터 흘러 들어 오던 자속(Ø1, Ø2)이 소실됨으로써, 리액터(L13)에 역기전력이 발생한다. 리액터(L13)에 발생되는 역기전력은 역류 방지 다이오드(D3)의 역방향 바이어스이기 때문에 전류가 흐르지 않는다(도 10의 (e) 참조). 이에 따라, 리액터(L13)에 자기 에너지가 보유된다.
또한, 온 기간에 T-상의 리액터(L13)에 축적된 자기 에너지 및 오프 기간에 T-상의 리액터(L13)에 보유된 자기 에너지는, 오프 기간에 R-상 및 S-상의 리액터(L11, L12)로부터 플라이백 전류(ifb)가 출력됨으로써 방출된다.
만일 역류 방지 다이오드(D3)가 없으면, 오프 때 리액터(L13)에 환류가 흘러버리기 때문에 3상 리액터(3ØR)의 자속이 감소되기 어렵게 되고, 축적되었던 자기 에너지를 방출하기 어려워진다. 역류 방지 다이오드(D3)가 존재함으로써 3상 리액터(3ØR)에 축적된 에너지를 플라이백 전류(ifb) 의해 방출하기 용이해진다.
(5) 정리
본 발명의 3상 교류용 스위칭 전원은, 절연형의 경우, 기본적으로 포워드 방식의 동작을 가짐으로써 고출력에 적용 가능하다. 또한, 입력 전압이 네거티브 전압인 상의 스위칭 소자가 오프로 유지되는 동시에 스위칭 소자와 직렬 연결된 역류 방지 다이오드를 설치함으로써 소정의 전류가 저지되고, 이에 따라, 변압기에 축적되었던 자기 에너지가 플라이백 전류에 의해 방출된다. 플라이백 전류가 흐름으로써 역률이 개선된다. 따라서, 고출력의 원-컨버터 방식의 절연형 스위칭 전원으로 적합하다. 역률 개선 기능을 제공하고 회로 구성을 단순화할 수 있는 동시에, 절연형이기 때문에 안전성이 확보된다.
또한, 도 1 및 도 1b의 회로에 도시된 바와 같이, 변압기의 2차 측에서 통상의 포워드 방식의 리액터를 병렬 2 회로로 분할함으로써, 전류 공급 능력이 증가 함과 동시에, 1차 측의 구동 부담이 경감된다.
또한, 본 발명의 3상 교류용 스위칭 전원은, 비절연형의 경우, 입력 전압이 네거티브 전압인 상의 스위칭 소자가 오프로 유지되는 동시에 스위칭 소자와 직렬 연결된 역류 방지 다이오드를 설치함으로써 소정의 전류가 저지되고, 이에 따라, 3상 리액터에 축적되었던 자기 에너지가 플라이백 전류에 의해 방출된다. 플라이백 전류가 흐름으로써 우수한 역률이 얻어진다.
이상에서 설명한 본 발명의 절연형 스위칭 전원은, 도시된 구성 예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 부합하는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
p 포지티브 출력단
n 네거티브 출력단
T 변압기
N1, N3, N5 1차 코일
N2, N4, N6 2차 코일
Q1, Q2, Q3 MOSFET
D1, D2, D3 역류 방지 다이오드
D4~D18 다이오드
L1, L3, L5 제1 리액터
L2, L4, L6 제2 리액터
R, S, T 3상 입력 단자
3ØR 3상 리액터
L11, L12, L13 리액터
Q21, Q22, Q23 MOSFET
D21, D22, D23 역류 방지 다이오드
D24~D29 다이오드
C 평활 콘덴서

Claims (10)

  1. 3 개의 다리(脚) 각각에 각각 중첩해서 감겨져 있는 1차 코일과 2차 코일을 갖고, 3상 교류의 각 상의 입력 단자에 각 1차 코일의 일단이 각각 연결된 3상 변압기와,
    각 상의 상기 1차 코일에 각각 직렬 연결된 각 상의 스위칭 소자와,
    각 상의 상기 2차 코일에 각각 연결된 각 상의 정류부 및 평활부
    를 갖는 3상 교류용 스위칭 전원에 있어서,
    각 상의 상기 스위칭 소자는, 각 상의 상기 1차 코일에 인가되는 입력 전압이 포지티브 전압일 때 동일한 PWM 신호에 의해 온/오프 제어되는 반면 입력 전압이 네거티브 전압인 경우에는 오프 상태로 유지되고,
    각 상의 상기 1차 코일에 온 기간에 흐르는 전류의 반대 방향으로 전류가 흐르는 것을 저지하기 위한 각 상의 역류 방지 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  2. 제1항에 있어서,
    온/오프 제어의 온 기간에,
    온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 입력 전류가 흐르고, 상기 1차 코일에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 포워드(forward) 전류가 흐르는 반면,
    오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 입력 전류가 흐르지 않고, 상기 1차 코일에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 입력 전류가 흐르는 다른 상의 1차 코일로부터의 자속으로 인해 발생한 기전력에 의해 포워드 전류가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    온/오프 제어의 오프 기간에,
    온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 상기 역류 방지 다이오드로 인해 전류가 흐르지 않고, 상기 1차 코일에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 플라이백(flyback) 전류가 흐르는 반면,
    오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 1차 코일에는 상기 역류 방지 다이오드로 인해 전류가 흐르지 않고, 상기 1차 코일에 중첩해서 감겨져 있는 상기 2차 코일에는 플라이백 전류가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정류부가 2 쌍의 직렬 연결된 포지티브 측 다이오드와 네거티브 측 다이오드를 갖고, 직렬 연결된 각 쌍의 다이오드의 접속점이 2차 코일의 각 단에 각각 연결되어 있으며,
    상기 평활부는 평활 콘덴서를 갖고,
    2 개의 상기 포지티브 측 다이오드 각각의 캐소드에 2 개의 리액터 각각의 일단이 각각 연결되어 있음과 동시에, 2 개의 상기 리액터의 각 타단은 상기 평활 콘덴서의 포지티브 전극단에 연결되어 있으며,
    2 개의 상기 네거티브 측 다이오드 각각의 애노드가 상기 평활 콘덴서의 네거티브 전극단에 연결된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정류부가 2 쌍의 직렬 연결된 포지티브 측 다이오드와 네거티브 측 다이오드를 갖고, 직렬 연결된 각 쌍의 다이오드의 접속점이 2차 코일의 각 단에 각각 연결되어 있으며,
    상기 평활부는 평활 콘덴서를 갖고,
    2 개의 상기 네거티브 측 다이오드 각각의 애노드에 2 개의 리액터 각각의 일단이 각각 연결되어 있음과 동시에, 2 개의 상기 리액터의 각 타단은 상기 평활 콘덴서의 네거티브 전극단에 연결되어 있으며,
    2 개의 상기 포지티브 측 다이오드 각각의 캐소드가 상기 평활 콘덴서의 포지티브 전극단에 연결된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  6. 3 개의 다리(脚) 각각에 각각 감겨져 있는 리액터를 갖고, 3상 교류의 각 상의 입력 단자에 각 리액터의 일단이 각각 연결된 3상 리액터와,
    각 상의 상기 리액터에 각각 직렬 연결된 각 상의 스위칭 소자와,
    각 상의 상기 리액터의 타단에 각각 연결된 각 상의 정류 다이오드와,
    각 상의 상기 정류 다이오드에 연결된 평활 콘덴서
    를 갖는 3상 교류용 스위칭 전원에 있어서,
    각 상의 상기 스위칭 소자는, 각 상의 상기 리액터에 인가되는 입력 전압이 포지티브 전압일 때 동일한 PWM 신호에 의해 온/오프 제어되는 반면 입력 전압이 네거티브 전압인 경우에는 오프 상태로 유지되고,
    각 상의 상기 리액터에 온 기간에 흐르는 전류의 반대 방향으로 전류가 흐르는 것을 저지하기 위한 역류 방지 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  7. 제6항에 있어서,
    온/오프 제어의 온 기간에,
    온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에는 상기 스위칭 소자를 통과하는 전류가 흐르는 반면,
    오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에는 전류가 흐르지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    온/오프 제어의 오프 기간에,
    온/오프 제어되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에 전류가 흐르고 상기 정류 다이오드를 통해 출력되고,
    오프 상태로 유지되는 각 상의 상기 스위칭 소자에 직렬 연결된 상기 리액터에는 상기 역류 방지 다이오드로 인해 전류가 흐르지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 역류 방지 다이오드는 상기 1차 코일과 상기 스위칭 소자 사이에 연결된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 역류 방지 다이오드는 상기 리액터와 상기 스위칭 소자 사이에 연결된 것을 특징으로 하는,
    3상 교류용 스위칭 전원.
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