KR20040001631A - 단일 전력단 고역률 컨버터 - Google Patents

단일 전력단 고역률 컨버터 Download PDF

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KR20040001631A
KR20040001631A KR1020020036899A KR20020036899A KR20040001631A KR 20040001631 A KR20040001631 A KR 20040001631A KR 1020020036899 A KR1020020036899 A KR 1020020036899A KR 20020036899 A KR20020036899 A KR 20020036899A KR 20040001631 A KR20040001631 A KR 20040001631A
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김진홍
정규범
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아프로시스템스 주식회사
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Abstract

본 발명은 단일 전력단 고역률 컨버터에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 외부로부터 인가된 입력전압을 필터링하는 입력필터 회로; 상기 입력필터 회로를 통해 필터링된 입력전압을 정류하는 정류회로; 부하전압과 부하전류를 센싱하는 PWM 제어회로에서 출력된 PWM 신호에 의해 스위치를 온시켜 제1 인덕터에 전류가 출력되어 고역률 동작이 이루어지도록 하는 고역률 전력 회로; 및 상기 고역률 전력회로를 통해 출력된 고역률과 출력전압을 제어하는 출력 제어회로를 포함하는 단일 전력단 고역률 컨버터에 있어서, 상기 정류회로는 +입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제1 정류 다이오드와, -입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제2 정류 다이오드와, +입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제3 정류 다이오드와, -입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제4 정류 다이오드로 구성되는데, 상기 제3 정류 다이오드 및 제4 정류 다이오드는 제1 인덕터에서 발생하는 잡음을 저감하고 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구 다이오드를 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

단일 전력단 고역률 컨버터{SINGLE STAGE HIGH POWER FACTOR CONVERTER}
본 발명은 가전제품, 측정장비, 산업용 제품에 사용되는 전원장치에 적용하기 위한 단일 전력단 고역률 컨버터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원장치의 사용에 있어서 고역률화를 위해 단일 스위치를 사용하고, 불연속 전류를 포함하는 매우 큰 고주파 노이즈 전류를 효과적으로 저감할 수 있도록 하기 위하여 입력필터를 개선하는 동시에 링크 커패시터 전압을 저감시킬 수 있도록 개선한 단일 전력단 고역률 컨버터에 관한 것이다.
일반적인 컨버터 전원 시스템은 입력 전원부, 제어부 및 컨버터 부분으로 구성된다. 이때, 상기 입력 전원부는 입력 다이오드 정류기에 의하여 입력전압을 정류함으로써 컨버터의 DC 전원을 얻게 된다. 그러나, 다이오드 정류기는 입력전류의 역률 저하와 고주파 발생 등의 여러 가지 문제점이 발생하게 된다.
직류 전원을 출력으로 하는 컨버터 회로에서 고역률을 이루기 위해서 일반적으로 사용되는 방법이 도 1에 도시되어 있다. 상기 도 1을 참조하면, AC 입력전원, 입력필터, 다이오드 정류기, 고역률 회로, DC/DC 컨버터가 순차적으로 연결되어 구성된다. 즉, 기존의 컨버터에 고역률 회로를 추가한 것이다.
이 방법은 사용하고자 하는 컨버터에 고역률 회로가 추가되어 제품의 가격이 상승하고 제품의 무게 및 크기가 커지는 문제점이 발생하고 있다.
최근에는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 한 개의 스위치(Q1)를 사용하여, 고역률 제어용 IC가 필요 없도록 하는 컨버터 기술이 제시되고 있다. 이때, 도 2에서 역률제어가 스위치(Q1)의 동작에 의해 자동으로 이루어지므로 역률제어를 위한 별도의 제어기는 필요 없게 된다.
그러나, 상기 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같은 단일 스위치를 갖는 회로에서는, 스위치(Q1)의 스위칭 동작으로 인해 불연속 전류를 포함하는 매우 큰 고주파 노이즈 전류가 발생되고, DC단에서 고주파 전류의 효과적인 필터링이 어려운 문제점이 있었다.
더욱 상세히 설명하면, 종래 기술에 의한 단일 스위치(Q1)를 갖는 고역률 컨버터의 경우, 다이오드 정류기의 각 정류 다이오드(DR1,DR2,DR3,DR4)는 저가의 상용 다이오드를 사용하게 되는데, 이 경우 정류 다이오드가 고속으로 스위칭 되면 그 스위칭 동작에 따라 스위칭 손실이 매우 증가하고, 각 정류 다이오드의 스위칭 노이즈는 더욱 증가하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 기존의 단일 스위치를 사용한 고역률 컨버터의 단점인 스위치(Q1)의 스위칭으로 인해 발생하는 불연속 전류를 포함하는 매우 큰 고주파 노이즈 전류를 효과적으로 저감할 수 있는 단일 전력단 고역률 컨버터를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전력회로와 고가의 고역률 IC를 포함하지 않고 고역률을 이루면서 출력전압을 동시에 제어할 수 있도록 하는 단일 전력단 고역률 컨버터를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 잡음을 저감하고, 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구다이오드를 구비함으로써 노이즈의 저감에도 불구하고 회로가 파괴되지 않고 원활히 동작할 수 있는 단일 전력단 고역률 컨버터를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 단일 전력단 고역률 컨버터는, 외부로부터 인가된 입력전압을 필터링하는 입력필터 회로; 상기 입력필터 회로를 통해 필터링된 입력전압을 정류하는 정류회로; 부하전압과 부하전류를 센싱하는 PWM 제어회로에서 출력된 PWM 신호에 의해 스위치를 온시켜 제1 인덕터에 전류가 출력되어 고역률 동작이 이루어지도록 하는 고역률 전력 회로; 및 상기 고역률 전력회로를 통해 출력된 고역률과 출력전압을 제어하는 출력 제어회로를 포함하는 단일 전력단 고역률 컨버터에 있어서, 상기 정류회로는 +입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제1 정류 다이오드와, -입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제2 정류 다이오드와, +입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제3 정류 다이오드와, -입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제4 정류 다이오드로 구성되는데, 상기 제3 정류 다이오드 및 제4 정류 다이오드는 제1 인덕터에서 발생하는 잡음을 저감하고 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구 다이오드를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 단일 전력단 고역률 컨버터는, 외부로부터 인가된 입력전압을 필터링하는 입력필터 회로; 상기 입력필터 회로를 통해 필터링된 입력전압을 정류하는 정류회로; 부하전압과 부하전류를 센싱하는 PWM 제어회로에서 출력된 PWM 신호에 의해 스위치를 온시켜 제1 인덕터에 전류가 출력되어 고역률 동작이 이루어지도록 하는 고역률 전력 회로; 및 상기 고역률 전력회로를 통해 출력된 고역률과 출력전압을 제어하는 출력 제어회로를 포함하는 단일 전력단 고역률 컨버터에 있어서, 상기 정류회로는 +입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제1 정류 다이오드와, -입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제2 정류 다이오드와, +입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제3 정류 다이오드와, -입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제4 정류 다이오드로 구성되는데, 상기 제1 정류 다이오드 및 제2 정류 다이오드는 제1 인덕터에서 발생하는 잡음을 저감하고 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구 다이오드를 사용하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 PWM 제어회로는 고역률 전력회로에 포함된 제1 인덕터에 커플링되어 전원을 발생시키는 인덕터 수단, 또는 출력 제어회로에 포함된 제2 인덕터에 커플링되어 전원을 발생시키는 인덕터 수단 중 어느 하나로부터 제어전원을 공급받는 것이 바람직하다.
도 1은 종래 기술에 의한 고역률 컨버터의 구성을 나타내는 블록도
도 2는 종래 기술에 의하여 한 개의 스위치를 구비한 고역률 컨버터의 구성을 나타내는 회로도
도 3은 본 발명에 의한 단일 전력단 고역률 컨버터의 구성을 나타내는 블록도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 전력단 고역률 컨버터의 구성을 나타내는 회로도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 전력단 고역률 컨버터의 구성을 나타내는 회로도
도 6은 도 4의 제1 인덕터에서 제어전원을 발생시키는 구성을 설명하기 위한 도면
도 7은 도 4의 제2 인덕터에서 제어전원을 발생시키는 구성을 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 단일 전력단 고역률 컨버터에서 전압 및 전류 센싱부를 도시한 회로도
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 : AC전원 10 : 입력필터회로
20 : 정류회로 40 : 고역률 전력회로
50 : 출력제어회로 60 : 부하
70 : PWM 제어회로
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하에서의 본 발명은 가전제품, 측정장비, 산업용 제품에 사용되는 전원장치에 적용하기 위한 단일 전력단 고역률 컨버터를 바람직한 실시예로써 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에 따른 단일 전력단 고역률 컨버터에 대해 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 3은 본 발명에 의한 단일 전력단 고역률 컨버터의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 전력단 고역률 컨버터의 구성을 나타내는 회로도이다.
상기 첨부도면 도 3 및 도 4를 참조하면, 참조번호 5는 외부로부터 인가되는 AC전원을 나타내고, 10은 상기 AC전원(5)으로부터 입력된 전압에 포함된 불필요한 부분을 필터링하는 입력필터 회로를 나타내며, 20은 상기 입력필터 회로(10)를 통해 필터링된 입력전압에 대한 정류를 수행하기 위한 정류회로를 나타낸다.
이때, 상기 정류회로(20)는 +입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제1 정류 다이오드(DR1)와, -입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제2 정류 다이오드(DR2)와, +입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제3 정류 다이오드(DR3)와, -입력단에 캐소드단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제4 정류 다이오드(DR4)를 포함하는 다이오드 브릿지로 구성된다.
한편, 상기 제3 정류 다이오드(DR3) 및 제4 정류 다이오드(DR4)는 제1 인덕터(L1)에서 발생하는 잡음을 저감하고 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구 다이오드를 사용한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제1 정류다이오드(DR1) 및 제2 정류 다이오드(DR2)를 고속복구 다이오드로 사용하여 제 1 인덕터(L1)에서 발생하는 잡음을 저감하고 역방향으로 흐르는 전류를 방지할 수 있음은 물론이다.
또한, 참조번호 40은 입력되는 PWM 제어신호에 따라 고역률 동작을 수행하는 고역률 전력회로를 나타내고, 50은 상기 고역률 전력회로(40)를 통해 출력된 출력전압을 제어하는 출력제어 회로를 나타내고, 60은 부하를 나타내고, 70은 부하전압과 부하전류를 센싱하여 그 결과에 따라 상기 고역률 전력회로(40)에 PWM 제어신호를 출력하는 PWM 제어회로를 나타낸다.
또한, 상기 고역률 전력회로(40)에는 LC 회로를 이루는 제1 인덕터(L1) 및 DC 링크 커패시터(C3)와, 출력전압을 부하(60)에 맞는 전압으로 변환시키는 변압기(T)와, 상기 변압기(T)의 1차측에 연결되고 상기 PWM 제어회로(70)의 PWM 제어신호에 따라 온/오프 동작하는 스위치(Q1)와, 상기 정류회로(20)의 출력전압(Vs)이 낮은 경우에도 제1 인덕터(L1)를 통해 전류가 흐르도록 하여 입력역률을 높이는 기능을 수행하는 제2 다이오드(D2) 및 제2 커패시터(C2)가 포함된다.
또한, 상기 출력제어 회로(50)는 DC-DC 컨버터로 구성되는데, 상기변압기(T)의 2차측 출력단에 연결되어 역전류를 방지하는 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)와, 상기 PWM 제어회로(70)의 제어전원을 얻기 위해 변압기(T)의 2차측 출력단에 연결된 제2 인덕터(L2)와, 부하(60)의 입력단에 연결된 제4 커패시터(C4)가 포함된다.
이때, 상기 PWM 제어회로(70)는 출력전압을 제어하는 기존의 IC를 포함하는 PWM 제어기를 나타내며, PWM 제어로 스위치(Q1)에 의해 자동으로 이루어지므로 역률제어를 위한 별도의 제어기는 필요없다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 스위치(Q1)의 스위칭으로 인하여 제1 인덕터(L1)에 불연속 전류를 포함하는 매우 큰 고주파 노이즈 성분이 포함될 수 있는데, 이 노이즈 전류는 정류회로(20)에서 필터링해 주는 것이 효과적이다. 따라서 본 발명에서는 정류회로(20)에 고속복구다이오드를 사용하여 노이즈를 효과적으로 저감하는 것이다. 이때, 상기 고속복구다이오드는 제1 인덕터(L1)의 역방향 전류를 방지하고 부하 및 입력전압의 변동에 따라서 회로가 파괴되지 않고 원활하게 동작하도록 한다.
상기의 동작이 이루어지는 중에, 상기 출력제어 회로(50)와 PWM 제어회로(70)의 동작은 일반적인 경우와 동일한 동작을 수행한다. 즉, 상기 PWM 제어회로(70)의 동작을 살펴보면, 출력전압과 상기 스위치(Q1)에 흐르는 전류 중 부하(60)에 전달되는 전류를 센싱하여 그 결과에 따라 이루어진다. 이때, 상기 스위치(Q1)에는 부하(60)로 전달되는 전류 외에 제2 커패시터(C2)에 흐르는 전류가 포함되어 있으므로 전류센싱부를 이용하여 부하(60) 측에 전달되는 성분만을 센싱해야 한다.
따라서, 전류의 센싱은 회로의 출력 측에서 수행될 수 있으며, 변압기(T)의 1차 측에서 센싱할 수도 있다. 즉, 전류센싱부1,2는 스위치(Q1)의 전류가 PWM 출력전류 외에 고역률을 위해 제2 커패시터(C2)의 전류가 포함되므로 이를 제거하기 위한 것이다.
한편, 상기 고역률 전력회로(40)의 동작을 살펴보면, 제2 다이오드(D2)와 제2 커패시터(C2)가 없다면 이는 일반 LC 필터회로가 되며, DC 링크 커패시터(C3)의 전압이 정류전압(Vs) 보다 낮은 경우 상기 DC 링크 커패시터(C3)는 제1 인덕터(L1)를 통하여 충전되며, 상기 DC 링크 커패시터(C3)의 전압 보다 정류전압(Vs)이 낮으면 전류가 흐르지 않게 된다. 이 경우 입력역률은 매우 낮게 된다.
상기 입력역률을 높이려면 정류전압(Vs)이 낮은 경우에도 정류전압(Vs)과 거의 비례한 전류를 제1 인덕터(L1)를 통하여 흘려주면 가능하게 된다. 이 기능을 상기 제2 다이오드(D2)와 제2 커패시터(C2)가 수행하게 된다.
이 경우 스위치(Q1)가 온(ON) 되면 상기 제2 커패시터(C2)의 전압은 초기에 입력 정류전압(Vs) 보다 낮으므로 제1 인덕터(L1)의 전류는 제2 다이오드(D2)를 통하여 흐르지 않고 제2 커패시터(C2)를 거쳐 스위치(Q1)를 통하여 흐르게 되어 제1 인덕터(L1) 전류를 상승시킨다.
한편, 상기 제1 인덕터(L1) 전류의 상승은 상기 제2 커패시터(C2)의 전압이 입력전압 즉, 정류전압(Vs)과 같아질 때까지 이루어진다. 이때, 상기 제1인덕터(L1) 전류는 제2 커패시터(C2)의 전압이 DC 링크 커패시터(C3)의 전압과 같아질 때까지 상기 제2 커패시터(C2)를 통하여 흐른다. 즉, 상기 제2 커패시터(C2)의 전압이 DC 링크 커패시터(C3)의 전압보다 크면 바로 제2 다이오드(D2)가 턴 온(TURN ON) 하여 제1 인덕터(L1)의 전류는 제2 커패시터(C2)로 흐르지 않고 제2 다이오드(D2)를 거쳐 DC 링크 커패시터(C3)를 충전시킨다.
또한, 상기 스위치(Q1)가 턴 오프(TURN OFF) 된 경우는 변압기(T)의 자화 인덕터 전류가 제2 커패시터(C2)로 방전되면서 상기 제2 커패시터(C2)의 전압을 반대로 충전시키게 된다. 이때, 제1 인덕터(L1)의 전류가 "0"이 될 수 있는 데, 상기 노이즈 저감을 위해 연결된 고속복구다이오드에 의해 변압기(T)와 제1 인덕터(L1)에는 정류전압과 DC링크 전압과의 차 전압이 걸리게 된다.
이는 상기 변압기(T)가 포화현상을 일으킬 수 있다는 것을 의미하며, 이를 방지하는 기능이 상기 고속복구다이오드에 의해 수행된다. 즉, 고속다이오드가 없다면 부하변동이나 입력전압의 갑작스런 변동이 있을 경우 변압기(T)를 포화시킬 수 있어서 제2 다이오드(D2)와 스위치(Q1)의 파괴원인이 된다.
따라서, 상기 고속복구다이오드가 없는 회로는 이와 같은 단점으로 인하여 거의 사용이 불가능한 원인이 되고 있다.
상기 DC 링크 커패시터(C3)의 전압은 무부하에서는 매우 낮지만 부하(60)가 증가하면서 서서히 증가하여 최대가 된 후 부하가 더 증가하면 다시 낮아지는 특성을 갖는다. 이때, DC 링크 커패시터(C3)의 DC 링크 전압의 최대값은 제2 다이오드(D2)와 제2 커패시터(C2)가 없는 기존의 LC 필터 만 있는 회로에 비해서더 높은 값을 갖는다.
한편, 상기 첨부도면 도 6 및 도 7은 DC 링크 커패시터(C3) 전압의 상승을 줄이기 위해서 사용된 회로를 나타내는 도면으로서, 도 6은 제1 인덕터(L1)에서 제어전원을 발생시키는 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 제2 인덕터(L2)에서 제어전원을 발생시키는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
상기 첨부도면 도 6을 참조하면, 제1 인덕터(L1)에 커플링하여 PWM 제어회로(70)의 전원을 얻는 과정을 보여준다. 이때, 제1 인덕터(L1)에 전류가 흐르기 시작하면 커플링된 회로인 제어회로 전원에 전력을 공급해 주게 된다. 이때, 제어회로인 부하(60)는 전력이 매우 작지만 스위치(Q1)의 온/오프(ON/OFF) 직후인 기간 중 제1 인덕터(L1)의 전압 변동이 이루어진다. 즉, 제2 커패시터(C2)에 전류가 흐르는 기간 중 짧은 구간동안에만 제어회로에 전력을 공급한다. 이는 DC 링크 커패시터(C3)의 전압을 크게 상승시키는 낮은 부하에서는 DC 링크 전압상승을 크게 낮출 수 있다는 것을 의미한다.
따라서, 회로의 특성 상 제어전원을 변압기(T)가 아닌 제1 인덕터(L1) 또는 제2 인덕터(L2)로부터 얻는 회로는 DC 링크 커패시터(C3)의 전압을 저감할 수 있는 큰 장점이 있다.
첨부도면 도 8은 전류 센싱부를 중심으로 회로를 구성한 것이다.
상기 첨부도면 도 8을 참조하면, PWM 제어회로(70)에서 PWM 제어신호를 출력하기 위해서는 전압 및 전류를 센싱해야 되는데, 그를 위하여 전압센싱부, 전류센싱부1, 전류센싱부2가 구비된다. 스위치(Q1)의 전류는 PWM 제어회로(70)의 전류모드 제어를 위해 필요한 데, 스위치(Q1)의 전류는 고역률 전력회로(40)의 전류가 추가되어 사용이 불가능하다. 따라서, 전류 센싱부1,2는 회로의 특성상 도 8에서와 같이 변압기 1차 측 또는 변압기 2차 측에서 센싱해야 한다. 또한, 전압센싱부는 출력제어회로(50)의 출력단에서 센싱을 수행한다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 단일 전력단 고역률 컨버터를 적용하면, 전력회로와 고가의 고역률 IC를 포함하고 있지 않지만, 고역률을 이루면서 출력전압을 동시에 제어할 수 있기 때문에 전체 시스템의 크기, 무게 및 제품가격을 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 단일 스위치를 사용함으로써 발생하는 불연속 고주파 노이즈를 포함하는 노이즈 전류를 DC부에서 효과적으로 제거하도록 함으로써 입력필터회로의 부담을 줄일 수 있게 되는 효과가 있으며, DC 링크 전압을 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 잡음을 저감하고, 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구다이오드를 구비함으로써 노이즈의 저감에도 불구하고 회로가 파괴되지 않고 원활히 동작할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 외부로부터 인가된 입력전압을 필터링하는 입력필터 회로(10); 상기 입력필터 회로를 통해 필터링된 입력전압을 정류하는 정류회로(20); 부하전압과 부하전류를 센싱하는 PWM 제어회로(70)에서 출력된 PWM 신호에 의해 스위치(Q1)를 온(on)시켜 제1 인덕터(L1)에 전류가 출력되어 고역률 동작이 이루어지도록 하는 고역률 전력 회로(40); 및 상기 고역률 전력회로를 통해 출력된 고역률과 출력전압을 제어하는 출력 제어회로(50)를 포함하는 단일 전력단 고역률 컨버터에 있어서,
    상기 정류회로는 +입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제1 정류 다이오드(DR1)와, -입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제2 정류 다이오드(DR2)와, +입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제3 정류 다이오드(DR3)와, -입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제4 정류 다이오드(DR4)로 구성되는데,
    상기 제3 정류 다이오드(DR3) 및 제4 정류 다이오드(DR4)는 제1 인덕터에서 발생하는 잡음을 저감하고 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구 다이오드를 사용하는 것을 특징으로 하는 단일 전력단 고역률 컨버터.
  2. 외부로부터 인가된 입력전압을 필터링하는 입력필터 회로(10); 상기 입력필터 회로를 통해 필터링된 입력전압을 정류하는 정류회로(20); 부하전압과 부하전류를 센싱하는 PWM 제어회로(70)에서 출력된 PWM 신호에 의해 스위치(Q1)를 온(on)시켜 제1 인덕터(L1)에 전류가 출력되어 고역률 동작이 이루어지도록 하는 고역률 전력 회로(40); 및 상기 고역률 전력회로를 통해 출력된 고역률과 출력전압을 제어하는 출력 제어회로(50)를 포함하는 단일 전력단 고역률 컨버터에 있어서,
    상기 정류회로는 +입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제1 정류 다이오드(DR1)와, -입력단에 애노드 단이 연결되고 +출력단에 캐소드 단이 연결된 제2 정류 다이오드(DR2)와, +입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제3 정류 다이오드(DR3)와, -입력단에 캐소드 단이 연결되고 -출력단에 애노드 단이 연결된 제4 정류 다이오드(DR4)로 구성되는데,
    상기 제1 정류 다이오드(DR1) 및 제2 정류 다이오드(DR2)는 제1 인덕터에서 발생하는 잡음을 저감하고 역방향으로 흐르는 전류를 방지하기 위하여 고속복구 다이오드를 사용하는 것을 특징으로 하는 단일 전력단 고역률 컨버터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 PWM 제어회로(70)는 고역률 전력회로(40)에 포함된 제1 인덕터(L1)에 커플링되어 전원을 발생시키는 인덕터 수단, 또는 출력 제어회로(50)에 포함된 제2 인덕터(L2)에 커플링되어 전원을 발생시키는 인덕터 수단 중 어느 하나로부터 제어전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 단일 전력단 고역률 컨버터.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010027702A (ko) * 1999-09-15 2001-04-06 구자홍 역률제어용 승압형 컨버터
JP2001095251A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Sony Corp スイッチング電源回路
JP2002034250A (ja) * 2000-07-12 2002-01-31 Sony Corp スイッチング電源回路
KR20020059641A (ko) * 2000-08-28 2002-07-13 타실로 다우너 ; 랄프 프레준 ; 요아힘 베르너 역률 보상용 정류기 회로

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010027702A (ko) * 1999-09-15 2001-04-06 구자홍 역률제어용 승압형 컨버터
JP2001095251A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Sony Corp スイッチング電源回路
JP2002034250A (ja) * 2000-07-12 2002-01-31 Sony Corp スイッチング電源回路
KR20020059641A (ko) * 2000-08-28 2002-07-13 타실로 다우너 ; 랄프 프레준 ; 요아힘 베르너 역률 보상용 정류기 회로

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