KR19990047290A - Step-up converter for power factor control - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역률제어용 승압형 컨버터에 관한 것으로, 특히 소프트 스위칭 방법을 채택하여 스위치 및 다이오드의 스위칭 손실을 최소로 하고 전자방해잡음(Electromagnetic interference)을 억제할 수 있도록 한 역률제어용 승압형 컨버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-up converter for power factor control, and more particularly, to a step-up converter for power factor control that minimizes switching losses of switches and diodes and suppresses electromagnetic interference by adopting a soft switching method. .
이를 위해, 본 발명은 입력되는 상용전원을 정류하는 정류수단과, 외부의 제어신호에 따라 정류수단에서 출력된 전원을 받아서 역률제어 기능을 하는 승압형 컨버터수단과, 외부의 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 승압형 컨버터수단에서의 스위칭 손실을 줄이는 소프트 스위칭 셀수단과, 승압형 컨버터수단의 각종 입/출력 신호를 각기 달리 검출하되 효율적으로 제어하기 위한 정보만을 검출하는 검출수단과, 검출수단에서 출력된 신호를 검색하고 그 검색 결과에 따라 상기 승압형 컨버터수단과 소프트 스위칭 셀수단을 각기 제어하는 제어수단으로 구성된다.To this end, the present invention is a rectifying means for rectifying the commercial power input to the input, step-up converter means having a power factor control function by receiving the power output from the rectifying means in accordance with an external control signal, switching operation in accordance with an external control signal A soft switching cell means for reducing switching losses in the boost converter means, a detection means for detecting various input / output signals of the boost converter means differently for efficient control, and an output from the detection means. And a control means for searching for the signal and controlling the boost converter means and the soft switching cell means, respectively.
Description
본 발명은 역률제어용 승압형 컨버터에 관한 것으로, 특히 소프트 스위칭 방법을 채택하여 스위치 및 다이오드의 스위칭 손실을 최소로 하고 전자방해잡음(Electromagnetic interference)을 억제할 수 있도록 한 역률제어용 승압형 컨버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step-up converter for power factor control, and more particularly, to a step-up converter for power factor control that minimizes switching losses of switches and diodes and suppresses electromagnetic interference by adopting a soft switching method. .
종래의 역률제어 기능이 없는 DC 전원회로는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력되는 상용전원을 정류하는 복수의 다이오드로 구성된 정류부(1)와, 상기 정류부(1)를 통해 정류된 직류전원을 일정하게 평활시키는 평활 캐패시터(2)로 구성되어 사용되어지고 있다.As shown in FIG. 1, the DC power supply circuit having no power factor control function according to the related art has a rectifier 1 including a plurality of diodes for rectifying an input commercial power, and a DC power rectified through the rectifier 1. It is comprised and used by the smoothing capacitor 2 which smoothes smoothly.
이 경우 도 2에 도시된 바와 같이 출력전압(Vo)과 입력전류(Vin)를 갖는다.In this case, as illustrated in FIG. 2, the output voltage Vo and the input current Vin are provided.
이회로의 역률은 보통 0.4∼0.7 사이의 수치를 갖으며, 또한 고조파(Harmonice) 성분이 크기 때문에 가정내에서 사용할 수 있는 전력이 다소 감소되는 문제점이 있다.The power factor of this circuit usually has a value between 0.4 and 0.7, and also has a problem in that power available in the home is somewhat reduced because of the large harmonic component.
따라서, 최근에는 역률제어용 회로를 삽입하여 역률 및 고조파를 줄이고 있다.Therefore, recently, a power factor control circuit has been inserted to reduce power factor and harmonics.
그의 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 입력되는 상용전원을 정류하는 복수의 다이오드로 구성된 정류부(10)와, 상기 정류부(101)의 출력을 받아서 역률제어 기능을 하는 상기 정류부(10)의 플러스단에 직렬 연결된 인덕터(L)와, 상기 인덕터(L)의 후단과 상기 정류부(10)의 마이너스단 사이에 병렬 연결된 역병렬 다이오드(D1)를 갖는 스위칭소자(S1)와, 상기 스위칭소자(S1)와 인턱터(L)의 연결점에 연결된 다이오드(D)와, 상기 다이오드(D)의 캐소드와 상기 정류부(10)의 마이너스단 사이에 연결된 필터 캐패시터(C)와, 상기 필터 캐패시터(C)에 병렬로 연결된 부하(20a)로 이루어진 승압형 컨버터부(20)와, 상기 정류부(10)에서 출력되는 전압을 검출하는 입력전압 검출부(30)와, 상기 정류부(101)에서 출력되는 전류를 검출하는 전류 검출부(40)와, 상기 승압형 컨버터부(20)의 출력 전압을 검출하는 출력전압 검출부(50)와, 상기 입력전압 검출부(30)와 전류 검출부(40) 및 출력전압 검출부(50)에서 각각 출력된 신호에 따라 상기 승압형 컨버터부(20)를 제어하는 역률제어부(60)로 구성되어져 있다.As shown in FIG. 3, the rectifier 10 includes a rectifier 10 including a plurality of diodes for rectifying the input commercial power, and the rectifier 10 having a power factor control function by receiving the output of the rectifier 101. A switching element S1 having an inductor L connected in series with a stage, an antiparallel diode D1 connected in parallel between a rear end of the inductor L and a negative end of the rectifying unit 10, and the switching element S1. ) Is parallel to the diode (D) connected to the connection point of the inductor (L), the filter capacitor (C) connected between the cathode of the diode (D) and the negative end of the rectifier 10, and the filter capacitor (C) Step-up converter unit 20 consisting of a load (20a) connected to each other, an input voltage detector 30 for detecting the voltage output from the rectifier 10, and a current for detecting the current output from the rectifier 101 The detector 40 and the boost converter 20 An output voltage detector 50 for detecting an output voltage of the booster; and a boost converter 20 according to signals output from the input voltage detector 30, the current detector 40, and the output voltage detector 50, respectively. It is comprised by the power factor control part 60 to control.
이와 같이 구성된 종래의 역률제어용 승압형 컨버터의 동작을 첨부한 도면 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the conventional power factor control boost converter configured as described above will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
먼저, 입력되는 상용전원을 정류부(10)가 정류하여 입력전원 주파수(50/60Hz)의 두배의 주파수를 갖는 전압을 만든다.First, the rectifying unit 10 rectifies the input commercial power input to make a voltage having a frequency twice the input power frequency (50/60 Hz).
이 전압을 입력으로 해서 승압형 컨버터부(20)내의 스위칭소자(S1)를 스위칭해주면 인덕터(L)에는 입력전압(Vin)과 동상인 전류가 흐르고 상용전원에서 보면 50/60Hz의 입력전압에 동상인 싸인파 전류가 흘러서 역률이 거의 1.0에 가깝다.When the switching element S1 in the boost converter unit 20 is switched by using this voltage, a current in phase with the input voltage Vin flows through the inductor L, and in phase with 50/60 Hz when viewed from a commercial power source. The sine wave current flows, so the power factor is almost 1.0.
이 경우 출력전압은 입력전압(Vin)의 피크치보다 큰전압이 되고 이는 출력전압 검출부(50)를 통해서 검출되어 출력전압이 설정치로 안정되게 동작되도록 역률제어부(60)가 제어해 준다.In this case, the output voltage becomes a voltage larger than the peak value of the input voltage Vin, which is detected by the output voltage detector 50 and controlled by the power factor controller 60 so that the output voltage is stably operated at the set value.
즉, 승압형 컨버터(20)내의 인덕터(L)의 전류가 입력전압(Vin)을 추종하도록 해주는 부분은 입력전압 검출부(30)와 전류검출부(40)의 정보를 가지고 제어를 하는데 상기 입력전압 검출부(30)의 정보는 기준 파형을 제공해 주고, 상기 전류 검출부(40)는 실 제어의 정보를 제공하여 제어하도록 하게 된다.That is, the portion of the step-up converter 20 in which the current of the inductor L follows the input voltage Vin is controlled with the information of the input voltage detector 30 and the current detector 40. Information of the 30 provides a reference waveform, and the current detector 40 is to provide control of the actual control information.
한편, 승압형 컨버터(20)내의 스위칭소자(S1)는 50KHz이상의 높은 주파수로 동작하기 때문에 각 스위칭시에 인덕터(L)의 전류는 전류원과 같은 역할을 한다.On the other hand, since the switching element S1 in the boost converter 20 operates at a high frequency of 50 KHz or more, the current of the inductor L serves as a current source during each switching.
만일, 스위치소자와 다이오드 및 각 수동소자(L,C)가 이상적이라고 가정하면 역률제어용 승압형 컨버터의 미세 동작은 다음과 같다.If it is assumed that the switch element, diode and each passive element (L, C) is ideal, the fine operation of the step-up converter for power factor control is as follows.
먼저, 역률제어부(60)의 제어 신호에 따라 스위칭소자(S1)가 온되면 인덕터(L)에는 입력전압(Vin)이 걸리고 전류가 선형적으로 상승하고 이때, 출력 필터 캐패시터(C)는 부하(20a)에 전원(Power)을 공급하게 된다.First, when the switching element S1 is turned on according to the control signal of the power factor controller 60, the inductor L receives the input voltage Vin and the current rises linearly. At this time, the output filter capacitor C is loaded with the load ( Power is supplied to 20a).
한편, 역률제어부(60)의 제어 신호에 따라 스위칭소자(S1)가 오프되면 다이오드(D)가 도통하여 인덕터(L)에는 출력전압(Vo)-입력전압(Vin)이 위의 경우와는 반대방향으로 인덕터(L)에 걸리고 상기 인덕터(L)의 전류(IL)는 선형적으로 감소한다.On the other hand, when the switching element S1 is turned off according to the control signal of the power factor controller 60, the diode D is turned on so that the output voltage Vo-input voltage Vin is opposite to the inductor L. In the direction of the inductor L and the current I L of the inductor L decreases linearly.
이 경우 입력에서 출력으로 전원(Power)을 공급하여 출력 필터 캐패시터(C)를 충전하게 된다.In this case, power is supplied from the input to the output to charge the output filter capacitor (C).
이와 같은 동작을 반복하여 인덕터(L)의 전류(IL)가 입력전압의 모양을 추종하도록 하여 역률을 개선하는 것이다.This operation is repeated to improve the power factor by allowing the current I L of the inductor L to follow the shape of the input voltage.
도 4는 도 3의 스위칭소자(S1)의 스위칭시 전압 및 전류 파형도를 나타낸 것으로 처음의 전압/전류의 변동은 스위칭소자(S1)가 오프되어 발생하는 것이고 다음의 변동은 스위칭소자(S1)가 온되어 발생하는 것이다.FIG. 4 is a diagram illustrating voltage and current waveforms when the switching device S1 of FIG. 3 is switched. The first change in voltage / current occurs when the switching device S1 is turned off. The next change is the switching device S1. Is turned on.
여기서, 각소자의 전압과 전류의 곱이 각 소자에서 발생하는 스위칭 손실인데 각 소자의 전압 및 전류의 파형이 겹치는 부분이 많아지면 손실이 커진다.Here, the product of the voltage and the current of each device is a switching loss generated in each device, and the loss is increased when the portion of the voltage and current of each device overlaps.
특히, 다이오드(D)에는 도 4에 도시된 바와 같이 반대 방향으로 전류(ID)가 흐르는 역회복 특성을 갖는데 이 역회복 전류는 다이오드(D) - 스위칭소자(S1) - 출력 필터 캐패시터(C) 경로(Path)로 흐르고 이는 스위치소자(S1)와 다이오드(D)의 손실을 상당히 크게 하는 역할을 한다.In particular, the diode D has a reverse recovery characteristic in which the current I D flows in the opposite direction as shown in FIG. 4. The reverse recovery current is a diode D-a switching element S1-an output filter capacitor C. ) Flows into the path, which significantly increases the loss of the switch element S1 and the diode D.
또한, 이러한 피크성 전류는 전자방해잡음(Electromagnetic interference) 발생을 증대시키는 문제점이 있었다.In addition, such a peak current has a problem of increasing the occurrence of electromagnetic interference (Electromagnetic interference).
따라서, 이러한 종래의 역률제어용 승압형 컨버터의 스위칭하는 회로는 효율이 상당히 낮고 또한, 이러한 손실을 방열시켜 주기 위해서는 부피가 큰 방열판 및 큰 풍량의 팬(FAN)을 사용해야 하는 문제점이 있었다.Therefore, the conventional switching circuit of the step-up converter for power factor control has a very low efficiency and has a problem in that a bulky heat sink and a large fan amount (FAN) are used to dissipate such losses.
따라서 본 발명은 소프트 스위칭 방법을 채택하여 스위치 및 다이오드의 스위칭 손실을 최소로 하고 전자방해잡음(Electromagnetic interference)을 억제할 수 있도록 한 역률제어용 승압형 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a step-up converter for power factor control that minimizes switching losses of switches and diodes and suppresses electromagnetic interference by adopting a soft switching method.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 입력되는 상용전원을 정류하는 정류수단과, 외부의 제어신호에 따라 상기 정류수단에서 출력된 전원을 받아서 역률제어 기능을 하는 승압형 컨버터수단과, 외부의 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 상기 승압형 컨버터수단에서의 스위칭 손실을 줄이는 소프트 스위칭 셀수단과, 상기 승압형 컨버터수단의 각종 입/출력 신호를 각기 달리 검출하되 효율적으로 제어하기 위한 정보만을 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단에서 출력된 신호를 검색하고 그 검색 결과에 따라 상기 승압형 컨버터수단과 소프트 스위칭 셀수단을 각기 제어하는 제어수단으로 이루어진다.Technical means of the present invention for achieving this object, the rectifying means for rectifying the input commercial power, the boost converter means having a power factor control function by receiving the power output from the rectifying means in accordance with an external control signal; Soft switching cell means for reducing switching losses in the boost converter means by switching operation according to an external control signal and various input / output signals of the boost converter means Detection means for detecting, and control means for searching for the signal output from the detection means and controlling the boost converter means and the soft switching cell means, respectively, in accordance with the search result.
도 1은 종래의 역률제어 기능이 없는 DC 전원 회로 구성도.1 is a DC power supply circuit configuration without a conventional power factor control function.
도 2는 도 1의 출력 전압 및 입력 전류 파형도.2 is an output voltage and input current waveform diagram of FIG.
도 3은 종래의 역률제어용 승압형 컨버터의 회로 구성도.3 is a circuit diagram of a conventional step-up converter for power factor control.
도 4는 도 1의 스위칭시 전압 및 전류 파형도.4 is a voltage and current waveform diagram of switching in FIG.
도 5는 본 발명에 의한 역률제어용 승압형 컨버터의 회로 구성도.5 is a circuit diagram of a boost converter for power factor control according to the present invention;
도 6은 도 5의 스위칭시 한주기 동안의 스위칭상태 및 전류 전압 파형도.FIG. 6 is a waveform diagram showing switching states and current voltages during one cycle in FIG. 5;
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
100 : 정류부 200 : 승압형 컨버터100: rectifier 200: boost converter
300 : 소프트 스위칭 셀부 400 : 검출부300: soft switching cell unit 400: detection unit
500 : 제어부500: control unit
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 의한 역률제어용 승압형 컨버터의 회로 구성도를 나타낸 것으로서, 입력되는 상용전원을 정류하는 정류부(100)와, 외부의 제어신호에 따라 상기 정류부(100)에서 출력된 전원을 받아서 역률제어 기능을 하는 승압형 컨버터부(200)와, 외부의 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 상기 승압형 컨버터부(200)에서의 스위칭 손실을 줄이는 소프트 스위칭 셀부(300)와, 상기 승압형 컨버터부(200)의 각종 입/출력 신호를 각기 달리 검출하되 효율적으로 제어하기 위한 정보만을 검출하는 검출부(400)와, 상기 검출부(400)에서 출력된 신호를 검색하고 그 검색 결과에 따라 상기 승압형 컨버터부(200)과 소프트 스위칭 셀부(300)을 각기 제어하는 제어부(500)로 구성되어져 있다.5 is a circuit diagram illustrating a power factor-controlled boost converter according to the present invention. The rectifier 100 rectifies an input commercial power and receives power output from the rectifier 100 according to an external control signal. A boost converter 200 having a power factor control function, a soft switching cell unit 300 for reducing switching loss in the boost converter 200 by switching according to an external control signal, and the boost converter The detection unit 400 detects various input / output signals of the unit 200 differently, but only detects information for efficiently controlling the signal, and the signal output from the detection unit 400 is searched and the boost type according to the search result. The control unit 500 controls the converter unit 200 and the soft switching cell unit 300, respectively.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 5 and 6 attached to the operation and effect of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 역률제어를 하는 동작은 종래 기술에서 설명한 바와 같이 동일하게 동작이 이루어지고 단지 손실을 줄이기 위해서 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)가 스위칭시에만 소프트 스위칭 셀부(300)을 동작시켜서 상기 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)와 다이오드(D)의 손실을 최소화시킨다.First, the power factor control operation is performed in the same manner as described in the related art, and the soft switching cell unit 300 operates only when the switching element S1 of the boost type converter unit 200 switches in order to reduce losses. By minimizing the loss of the switching element (S1) and the diode (D) of the boost converter 200.
여기서는 스위칭시 한 주기 동안의 동작을 도 6에 의거하여 설명한다.Here, the operation during one cycle during switching will be described with reference to FIG.
먼저, 각 소자가 이상적이라고 가정하면 초기상태는 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)가 오프되어 있으므로, 다이오드(D)를 통해서 인덕터(L)의 전류를 필터 캐패시터(C)와 부하로 공급하고 있는 상황이다.First, assuming that each device is ideal, since the switching device S1 of the boost converter 200 is turned off in the initial state, the current of the inductor L is passed through the diode D to the filter capacitor C and the load. The situation is supplying.
한편, 제어부(500)의 제어신호에 의해서 상기 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)를 온시키려면 이에 앞서서 소프트 스위칭 셀부(300)의 제 1 보조 스위치(Sa1)가 먼저 온된다.(즉, 도 6의 t0 구간)On the other hand, the first auxiliary switch Sa1 of the soft switching cell unit 300 is first turned on before the switching element S1 of the boost type converter unit 200 is turned on by the control signal of the control unit 500. (I.e., t0 interval in FIG.
그러면, 소프트 스위칭 셀부(300)의 공진 인덕터(Lr)에는 출력전압(V0)이 걸리고 전류(iLr)가 선형적으로 증가한다.Then, the resonant inductor Lr of the soft switching cell unit 300 receives the output voltage V0 and the current iLr increases linearly.
이 전류가 인덕터(L)의 전류(IL)와 같아지면 승압형 컨버터부(200)의 다이오드(D)의 전류(ID)가 영이되고 제 1 보조공진 캐패시터(Cr1)와 Cr1 - Sa1 - Lr의 경로(Path)로 공진을 해서 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)의 전압이 영으로 떨어진다.(즉, 도 6의 t1∼t2 구간)This current is an inductor (L) of the current (I L), and the like when the step-up type, the current (I D) of the diode (D) of the converter unit 200 and the zero first auxiliary resonant capacitor (Cr1) and Cr1 - Sa1 - Resonance occurs in the path of Lr, and the voltage of the switching element S1 of the boost converter 200 falls to zero (ie, the period t1 to t2 in FIG. 6).
그러면, 승압형 컨버터부(200)의 다이오드(D)의 전압은 영에서 출력전압(V0)까지 상승한다.Then, the voltage of the diode D of the boost converter 200 increases from zero to the output voltage V0.
이후, t2 구간부터는 공진 인덕터 전류(ILr)가 D1 - Sa1 - Lr의 경로(Path)로 환류(Freewheeling)한다.Thereafter, the resonant inductor current I Lr is freewheeled in a path of D1-Sa1-Lr from the period t2.
한편, 일정시간 후 소프트 스위칭 셀부(300)의 제 1 보조 스위칭소자(Sa1)가 오프되고, 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)가 온되면 공진 인덕터 전류(ILr)는 Lr - Da2 - Cr2의 경로(Path)로 공진을 하여 영까지 떨어진다.On the other hand, when the first auxiliary switching device Sa1 of the soft switching cell unit 300 is turned off after a predetermined time and the switching device S1 of the boost converter 200 is turned on, the resonant inductor current I Lr is Lr −. Resonance with the path of Da2-Cr2 falls to zero.
따라서, t3 구간에서의 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)와 소프트 스위칭 셀부(300)의 제 1 보조 스위칭소자(Sa1)의 스위칭은 영전압에서 스위칭이 이루어지기 때문에 손실이 거의 없다.Therefore, the switching of the switching element S1 of the boost type converter unit 200 and the first auxiliary switching element Sa1 of the soft switching cell unit 300 in the period t3 has almost no loss since switching is performed at zero voltage. .
한편, 제어부(500)의 제어신호에 의해서 스위칭소자(S1)를 오프시키려면 이에 앞서서 소프트 스위칭 셀부(300)의 제 2 보조 스위칭소자(Sa2)가 먼저 온된다.(도 6의 t5구간)On the other hand, in order to turn off the switching element S1 by the control signal of the control unit 500, the second auxiliary switching element Sa2 of the soft switching cell unit 300 is first turned on (t5 section in FIG. 6).
그러면, 소프트 스위칭 셀부(300)의 제 2 보조공진 캐패시터(Cr2)에 저장된 에너지에 의해서 Cr2 - Sa2 - Lr의 경로(Path)로 공진을 해서 상기 제 2 보조공진 캐패시터(Cr2)의 에너지를 공진 인덕터(Lr)의 전류의 형태로 전달해 준다.Then, the energy stored in the second auxiliary resonance capacitor Cr2 of the soft switching cell unit 300 is resonated in the path of Cr2-Sa2-Lr to convert the energy of the second auxiliary resonance capacitor Cr2 into the resonance inductor. It delivers in the form of (Lr) current.
이후, 상기 제 2 보조공진 캐패시터(Cr2)의 전압이 영이 되면 공진 인덕터 전류(ILr)는 Lr - Da1 - S1의 경로(Path)로 환류한다.Thereafter, when the voltage of the second auxiliary resonance capacitor Cr2 becomes zero, the resonant inductor current I Lr is refluxed in a path of Lr-Da1-S1.
한편, 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)와 소프트 스위칭 셀부(300)의 보조 스위칭소자(Sa2)를 영전압의 조건에서 오프시키려면(도 6의 t6구간) Lr - Da1 - Cr1의 경로(Path)로 공진을 하여 제 1 보조공진 캐패시터(Cr1)의 전압인 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)의 전압이 출력전압(V0)까지 상승하고, 다이오드(D)의 전압은 영으로 떨어진다.On the other hand, to turn off the switching element S1 of the boost type converter unit 200 and the auxiliary switching element Sa2 of the soft switching cell unit 300 under the condition of zero voltage (t6 section in FIG. 6) Lr-Da1-Cr1 By resonating in the path of, the voltage of the switching element S1 of the boost type converter unit 200, which is the voltage of the first auxiliary resonance capacitor Cr1, rises to the output voltage V0, The voltage drops to zero.
이때, 상기 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)의 전압이 출력전압(V0)과 같아지면 다이오드(D)가 도통하여 인덕터(L)의 전류(IL)를 부하로 전해주고, 이때 소프트 스위칭 셀부(300)의 공진 인덕터(Lr)에는 출력전압(V0)이 가해져서 공진 인덕터 전류(ILr)가 선형적으로 감소하여 영으로 된다.At this time, when the voltage of the switching element S1 of the boost converter 200 is equal to the output voltage V0, the diode D conducts and delivers the current I L of the inductor L to the load. At this time, the output voltage V0 is applied to the resonant inductor Lr of the soft switching cell unit 300 so that the resonant inductor current I Lr is linearly reduced to zero.
이후, 제어부(500)에서 다시 승압형 컨버터부(200)의 스위칭소자(S1)를 온시키려는 제어 신호가 나오기 전까지는 이 상태가 유지되어 한주기가 종료된다.Thereafter, the control unit 500 maintains this state until the control signal for turning on the switching element S1 of the boost type converter unit 200 comes back to end one cycle.
이와 같이 각 스위칭시는 항상 영전압 또는 영전류에서 스위칭을 해주어 각 스위칭소자 및 다이오드의 손실을 최소화하게 되는 것이다.As such, each switching always switches at zero voltage or zero current to minimize the loss of each switching element and diode.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 기존의 역률제어용 승압형 컨버터의 문제점인 손실 문제를 소프트 스위칭 방식을 이용하여 거의 영으로 줄이므로서 방열을 위한 방열판과 풍량의 팬(Fan)등의 사용을 제거하여 전체 시스템을 컴팩트(Compact)하게 구성할 수 있는 효과가 있으며, 또한 소프트 스위칭에 의해서 전자방해잡음(Electromagnetic interference) 문제도 상당히 저감할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention eliminates the use of a heat sink and a fan for heat dissipation by reducing the loss problem, which is a problem of the conventional power factor control boost converter, to almost zero using a soft switching method. The overall system can be compactly configured, and the soft switching can also significantly reduce the electromagnetic interference problem.
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| KR1019970065643A KR100277513B1 (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | soft switching Power Factor Correcting Boost Converter |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009145763A1 (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Impedance correction |
| KR101015641B1 (en) * | 2009-06-25 | 2011-02-22 | 엘지이노텍 주식회사 | Converter with soft switching |
| KR101422939B1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-07-23 | 삼성전기주식회사 | Deriver device for power factor correction circuit |
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-
1997
- 1997-12-03 KR KR1019970065643A patent/KR100277513B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| WO2009145763A1 (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Impedance correction |
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