KR20060023161A - 스위칭 회로 및 스위칭 회로에서의 반사 전력 결정 방법 - Google Patents

스위칭 회로 및 스위칭 회로에서의 반사 전력 결정 방법 Download PDF

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요한 씨 할베르스타드트
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

적어도 하나의 권선(P1, S1, S2)을 포함하는 변압기(TR1)와, 전력의 소스(60)와 변압기(TR) 사이에 결합되며, 전력의 소스(60)로부터 유도 구성요소(TRi)로 전력을 전달하도록 스위칭 장치(FET1)를 주기적으로 전도하게 하는 구동 회로(100)에 결합되는 스위칭 장치(FET1)를 포함하는 스위칭 회로(50)가 제공된다. 회로(50)는 변압기(TR1)에 존재하는 자화 전류의 측정치를 결정하는 제 1 모니터링 장치(115)와, 스위칭 장치(FET1)에서 발생하는 하드 스위칭의 측정치를 유도하는 제 2 모니터링 장치와, 변압기(TR1)를 통해 자화 전류의 측정치 및 하드 스위칭의 측정치로부터 변환되는 반사 전압의 측정치를 생성하는 신호 처리 장치(140, 150, 160, 170, 175)를 더 포함한다.

Description

스위칭 회로 및 스위칭 회로에서의 반사 전력 결정 방법{DETERMINING REFLECTED POWER}
본 발명은 스위칭 회로에서 반사 전력을 결정하는 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로 본 발명은 양방향 플라이백 컨버터 및 벅 유형 컨버터와 같은 스위칭 회로에서 반사 전력을 결정하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전술한 방법을 이용하는 스위칭 회로, 예컨대, SMPS(switch mode power supplies)에 관한 것이다.
스위칭 회로는 스위치 모드 전원에서 종종 사용되는 양방향 플라이백 컨버터 및 벅 유형 컨버터와 같은 스위치 모드 컨버터로 알려져 있다.
미국 특허 제 6,069,804호는 다중 출력, 다방향 전력 컨버터에 대해 기술한다. 컨버터는 입력 양방향 스위치 및 적어도 하나의 제 1 출력 양방향 스위치를 포함한다. 또한, 컨버터는 입력 권선 및 적어도 하나의 출력 권선을 갖춘 결합된 인덕터를 포함한다. 입력 권선은 입력 전력 소스 및 입력 스위치와 직렬로 연결된다. 각 출력 권선은 연관된 캐패시터와 같은 대응하는 출력 전압 소스 및 그 제각 각의 출력 스위치와 직렬로 연결된다. 또한, 컨버터는 입력 및 적어도 하나의 출력 스위치를 구동하기 위한 이진 상태 제어 신호를 생성하는 클록 신호를 포함한다.
이와 유사하게, 미국 특허 제 6,198,638호는 연속 모드(CCM) 및 비연속 모드(DCM)로 제로 전압 스위칭(ZVS)을 하기 위한 플라이백 회로로서, 그 곳에서 동기 정류를 제공하기 위해 컨버터의 2차측에서 사용되는 MOS 트랜지스터의 기생 다이오드, 예컨대 MOSFET를 충전하는 것과 연관된 전력 손실을 감소시키도록 개조된 회로에 대해 개시한다. 이 회로는 구동기의 펄스 폭 변조부로부터 출력되는 연관된 게이트 구동기 신호를 지연시키도록 동작 가능한 동기 정류기 구동기를 포함한다는 점이 구별된다. 또한, 구동기는 DCM으로의 고정된 주파수 동작 하에서 실질적으로 ZVS를 달성하는데 있어서 전술한 2차측의 기생 다이오드를 충전하는 예에서 발생하는 손실을 감소시키는 구동기 신호를 전도시키도록 동작한다.
본 발명의 제 1 목적은 스위칭 회로에서 반사 전력을 결정하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 제 2 목적은 1차 측면 감지기에 대한 필요성을 없애며 스위칭 회로에서 반사 전력을 결정하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 제 3 목적은, 하드 스위칭이 감소될 수 있는 스위칭 회로를 제공하는 것이다. 본 발명은 독립항에 의해 정의된다. 종속항은 유리한 실시예를 정의한다.
bidifly 컨버터라고도 하는 양방향 플라이백 컨버터에서 컨버터의 2차측으로부터 유도되는 제어 신호를 이용하여 1차 스위치 및/또는 2차 스위치에 대해 적절히 턴 온을 결정할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 반사 에너지라고도 하는 컨버터에서의 리턴 에너지의 크기를 측정함으로써, 컨버터에서 발생하는 1차측 하드 스위칭의 정도를 조절하기에 적합한 제어 신호를 유도할 수 있고, 그 후에 하드 스위칭 검출과 함께 리턴 에너지의 크기는 컨버터에서 거의 소프트 스위칭을 제공하는 것에 유용하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 에너지의 이러한 측정치는 유리하게는, 실제 구현하기에는 고가일 수 있지만, 컨버터의 동작 효율성을 향상시킬 수 있는 스위칭 전류 에뮬레이션을 기초로 한다.
본 발명의 이점은 회로 동작의 제어에 사용하기 위한 회로 동작의 표시를 보다 정확하게 제공할 수 있다는 것이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 회로는 반사 전력의 측정치를 수신하는 피드백 제어 수단을 더 포함하고, 본 발명에 따른 방법은 반사 전력을 기준과 비교하는 단계와, 동작시 회로 내에서 사전결정된 정도의 하드 스위칭이 발생하도록 구동 수단의 일시적 동작을 조절하는 단계를 더 포함한다. 비교적 낮은 하드 스위칭을 채택함으로써, 본 방법은 회로 내에서 발생하는 손실을 감소시키기 위해 이용될 수 있다.
바람직하게, 유도 구성요소에 존재하는 자화 전류의 측정치를 결정할 때, 상기 적어도 하나의 권선 전체에 걸쳐서 나타나는 신호로부터 자화 전류의 측정치를 생성하기 위해서 전류 에뮬레이션을 이용한다. 보다 바람직하게, 전류 에뮬레이션은 자화 전류의 측정치를 생성하기 위해 신호의 임시 적분을 이용하며, 이러한 적분을 이용함으로써, 일렬의 전류 감지 구성요소에 대한 필요성이 없어진다. 보다 바람직하게, 시간 적분은 스위칭 수단의 스위칭 동작과 주기적으로 동기화되어 재설정되며, 이러한 재설정에 의해 에뮬레이션의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이와 다르게, 자화 전류의 측정치는 전류 감지 수단(예를 들어, 저항 전류 감지 수단, 홀 효과 전류 감지 수단 및 유도 결합된 전류 감지 수단 중 하나 이상)을 상기 적어도 하나의 권선과 직렬로 포함함으로써 결정된다. 바람직하게, 감지 수단은 복수의 유도 결합된 센서를 포함하며, 각각의 센서는 그 대응하는 유도 구성요소의 권선과 직렬로 구성되며, 유도 결합된 감지기는 저항 전류 감지 구성요소에 비해 전력 손실을 낮출 수 있다. 보다 바람직하게, 복수의 감지기가 생성하는 전류 유도 신호는 함께 합산되어 그 제각각의 권선의 감기 회수의 상대비를 고려하여 자화 전류의 측정치를 생성한다. 보다 바람직하게, 전류 감지 수단은 적어도 하나의 에어 코어 인쇄 회로 보드에 제조된 감지기를 이용하여 구현되며, 이러한 에어 코어 감지기는 간섭에 강건하고, 제조하기에 고가가 아니며 극도로 정확한 전류 측정치를 제공하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 피드백 제어 수단은, 제 1 기준에 대해서 하드 스위칭의 측정치를 조절하고, 제 2 기준에 대해서 자화 전류의 측정치와 하드 스위칭 에러 신호의 차를 조절하도록 동작 가능하며, 하드 스위칭 에러 신호는 회로의 동작을 조절하기 위해서, 하드 스위칭의 측정치와 제 1 기준과의 차로부터 유도된다.
보다 바람직하게, 제 2 기준은 적어도 하나의 전력의 소스에 의해 제공되는 전력과, 스위칭 수단의 캐패시턴스와, 유도 구성요소에 의해 나타나는 인덕턴스 중 적어도 하나의 함수이다. 이러한 제 2 기준에 의해 반사 전력이 보다 정확히 결정될 수 있게 된다.
본 발명의 특징부는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 임의의 조합으로 결합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이제, 본 발명의 실시예에 대해 단지 예로서 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 동작시 제한된 진폭의 하드 스위칭이 발생하는 종래의 양방향 플라이백 컨버터(bidifly converter)에서 1차 스위치 도전 싸이클의 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 전류 에뮬레이션 방법을 이용하여 제 1 양방향 플라이백 컨버터의 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 전류 에뮬레이션 방법을 이용하는 제 2 양방향 플라이백 컨버터로서, 자체에 전류를 측정하기 위한 컨버터의 각 제 2 회로에 전류 감지기를 포함하는 제 2 양방향 플라이백 컨버터의 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 전류 에뮬레이션 방법을 이용하는 제 3 벅 유형 컨버터로서, 전류 에뮬레이션 특징부를 포함하는 제 3 벅 유형 컨버터의 개략도.
종래의 양방향 플라이백 컨버터, 즉, bidifly 컨버터에서, 1차 권선 및 적어 도 하나의 2차 권선을 포함하는 유도 변압기가 포함되기도 한다. 또한, 오늘날에는 1차 권선을 1차 전원 소스에 순환적으로 반복적으로 결합시키는 1차 스위칭 장치, 예를 들면, MOSFET를 포함할 뿐만 아니라, 그곳에서 동기 정류를 제공하는 2차 스위칭 장치, 예를 들면, 또, MOSFET를 포함한다. 또한, 동작시, 이러한 컨버터는, 변압기에서의 자화 전류가 거의 0 크기에 도달한 후에 어떤 드웰 시간 동안 컨버터의 각 도전 싸이클 내에서 2차 장치를 도전 상태로 유지한다고 공지되어 있다. 드웰 시간이 사용되면, 적어도 하나의 2차 권선에 결합되는 회로로부터 유도되는 에너지는, 1차 스위치의 드레인-소스 캐패시턴스를 충전하여 그곳에서 소프트 스위칭을 제공하도록 차후에 사용되기 위해 변압기에 저장되기 쉬운데, 이러한 소프트 스위칭은, 컨버터에서 전력 방산을 감소시키고, 이에 따라 그 동작 효율성을 향상시키기 쉽다는 점에서 상당히 바람직하다. 소프트 스위칭을 달성하기 위해 컨버터의 각 반복 동작 싸이클 동안에 변압기에 저장될 필요가 있는 에너지의 양은 1차 전력 소스의 전압으로부터 계산 가능하며, 2차 반사 전압 및 드레인-소스 캐패시턴스는 1차 권선에서 1차 스위칭 장치에 의해 나타난다.
또한, 컨버터에 있는 bidifly 스트로크의 단부에 저장되는 에너지는 전체 변압기 전류에 의해 결정된다는 것을 알 수 있었다. 컨버터에 단일의 2차 권선이 제공되는 간단한 경우에, 변압기 전류는 이 단일의 권선에서 흐르는 전류와 동일하다. 적어도 2개의 2차 권선이 있는 경우에, 변압기 전류는, 정규화를 위해 연관된 감기 회수의 비에 의해 크기가 조정되는 적어도 2개의 권선 각각에서의 전류의 합산과 동일하다는 것을 알 수 있었다.
전술한 유형의 종래의 bidifly 컨버터에서, 컨버터의 1차 스우칭 장치(FET1)의 드레인 전극에서 나타나는 즉각적인 전압이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에서 가로축(10)은 시간(T)에 대응하고, 종축(20)은 시간(T)의 드레인 전극 전압에 대응한다. 도시하는 전위차(V1)는 장치가 턴 온되면, 즉, 도전 상태로 구동되면 1차 장치에 제공되는 공급 전압간의 차이다. 또한, 전위(VR)는 반사되는 출력 전압이다. 또한, 전위(VHARD)는 턴 온 된 후에 1차 스위치에서 발생하는 하드 스위칭의 진폭에 대응한다.
연관된 1차 스위칭 장치를 포함하는 bidifly 컨버터의 변압기에서 저장되어 있는 에너지를 결정하는 근사 방법(approximate method)은, 예를 들어, 감지 저항을 이용하여 변압기와 연관되어 있는 하나의 2차 권선에서 흐르는 전류를 측정하고, 이 전류를 사전결정된 기준 전류(Ineg)와 비교하는 것이며, 저장 에너지에 대한 지식으로부터 이에 따라 대략적으로 소프트 스위칭을 달성하도록 1차 장치의 임시 스위칭이 조절될 수 있다. 그 후 수학 관계식, 즉, 수학식 1은 이러한 거의 소프트 스위칭을 달성하는 기준 전류(Ineg)의 적절한 값을 결정할 수 있다.
Figure 112005073799015-PCT00001
여기서, C = 동작시 1차 장치에 의해 나타나는 전체 드레인 캐패시턴스이고, L = 1차 장치쪽으로 참조되는 변압기의 인던턴스이다.
전술한 근사 방법은 그와 연관된 여러가지 문제들을 가지고 있다.
근사 방법과 연관된 첫 번째 문제는 2차 권선에서 흐르는 전류가 감지되어야 한다는 것이다. 감지 저항은 절약을 하기 위해 사용되지만, 저항 내에서의 손실, 이에 따라, 컨버터의 그 효율성의 효과, 저항 전체를 가로질러 컨버터의 제어 회로 내로 입력될 수 있게 나타나는 사용하기 좋은 작은 신호와, 컨버터에서, 동작의 그 스위칭 모드의 결과로서 발생하여 존재하는 주변 회로 잡음간에 예를 들면, 정확도 절충된다.
두 번째 문제는, 변압기가 적어도 2개의 2차 권선을 포함하고, 전류가 2차 권선 중 하나에서만 감지되면, 전류가 감지되지 않은 권선에서 흐르는 전류는 결정 예에서 0, 턴 오프, 즉, 비도통 상태로 제공되지 않으며, 2차 스위치 장치가 컨버터에 포함될 수 있다는 것이다. 이러한 조건에서, 수학식 1로부터 결정될 수 있는 기준 전류(Ineg)의 값은 1차 장치에서 소프트 스위칭을 달성하기에는 부적합하다. 수학식 1로부터의 기준 전류(Ineg)의 값이 이러한 상태이면, 1차 또는 2차 장치에서 바람직하지 않은 하드 스위칭이 발생할 것이고, 2차 장치는 너무 일찍 턴 오프될 것이다. 1차 장치의 이러한 하드 스위칭 및/또는 2차 장치의 부적합한 제어에 의해, 컨버터가 만족스럽게 실행될 수 없고, 예를 들면, 하나 이상의 2차 권선에서 원하는 부하 전류를 전달할 수 없다.
세 번째 문제는, 기준 전류(Ineg)가 수학식 1에서 전압(V1)에 대해서 설명한 공급 전압의 함수라는 것이다. 기준 전류(Ineg)가 비교적 작은 값으로 감소될 수 있도록, 1차 권선쪽으로 참조되는 2차측에서의 실제 전위가 컨버터에서 이용 가능해야 한다. 이러한 실제 전위를 제공하기 위해서, 컨버터 제조 비용을 추가시키는 추가 회로 구성요소가 필요하며, 또한 이 전위는 공급 전압에서의 변동에 대해서 최악의 경우에도 대처하는 크기인 것이 유리하다. 실제로, 절충안으로서, 컨버터는 그 기준 전류(Ineg)에 대해 바람직하게 비교적 큰 값을 가지지만, 컨버터에서는 이와 연관되어 사용이 편리하지 않게 큰 반응 전류가 생기며, 이와 연관되어 전력 손실이 상승된다.
본 발명을 고안하면서, 스위칭 회로, 예를 들면, bidifly 컨버터에서 반사 전력을 결정하는 방법에서의 식별 문제를 해결하려 했으며, 본 방법은 전류를 감지하기 위한 감지 구성요소를 사용하지 않으면서도 거의 바람직하게 구현될 수 있다.
전류 에뮬레이션에서, 전술한 변압기 권선 중 하나에 나타나는 전압은 시간(T)에 대해서 적분된다. 따라서, 본 방법은 인덕턴스(L)를 나타내는 유도 구성요소, 예를 들면, 변압기 또는 인덕터에서의 전류(IL)를 수학식 2에서 제공하는 바와 같이 그 전체에 나타나는 전압(UL)의 측정치를 프로세싱하여 에뮬레이션하도록 동작한다.
Figure 112005073799015-PCT00002
이와 유사하게, 수학식 3에서 제공되는 바와 같이, 그 전체에 걸쳐서 흐르는 연관된 전류(IC)에 의해 캐패시터(C) 전체에 걸쳐서 발생하는 전압(UC)을 결정하는 것을 고려할 수 있다.
Figure 112005073799015-PCT00003
인덕터(L) 전체에 걸쳐서 나타나는 전압(UL)은 인덕터(L)에 연결되어 있는 저항(R1)에 의해 감지 전류로 변환되고, 캐패시터가 저항(R1)에 연결되어 시간에 따라 감지 전류를 적분하는 간단한 회로에서, 캐패시터 전체에 걸쳐서 나타나는 전압 (UC)은 수학식 4로 설명될 수 있다.
Figure 112005073799015-PCT00004
수학식 4의 전압(UC)은 저항(R2)을 캐패시터(C)에 연결함으로써 에뮬레이션 전류(IEM)로 전환될 수 있고, 전류(IEM)는 전류(IL)를 나타내며, 수학식 5에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112005073799015-PCT00005
따라서, 수학식 5에 따라, 에뮬레이션 전류(IEM)는 전압(UL)을 모니터링하고, 인덕터(L)의 인덕턴스에 대응하는 시간 상수(예를 들면, 시간 상수 τ = R1.R2.C가 인덕턴스 L에 대응)를 이용하여 시간(t)에 대해서 적분함으로써 유도 가능하다. 그러나, 수학식 5의 적용에서, 인덕턴스(L)에 대한 값을 모르면, IEM, R1, R2, C에 대한 정보만으로는 (IL)를 결정할 수 없다는 것을 알 수 있을 것이다.
스위칭 회로, 예를 들어, 스위치 모드 컨버터 및 관련된 장치의 문맥에서, 수학식 5에 의해 설명되는 에뮬레이션은 연관된 1차 스위칭 장치에서 발생하는 하드 스위칭의 제어에 적용될 수 있다.
이하, 그 1차 권선이 1차 스위칭 장치를 통해 주 공급 전압에 결합되고, 그 2차 권선이 2차 스위칭 장치를 통해 저장 캐패시터에 결합되는 변압기를 포함하는 bidifly 컨버터를 구상한다. 또한, 이제 이러한 공급 전압과 연결하여 전술에서 설명한 전류 에뮬레이션의 인가에 대해서 설명할 것이다.
2차 장치가 턴 오프, 즉, 비도통 상태로 전환된 후에 1차 장치가 턴 온, 즉, 도통 상태로 전환되면, 이러한 예, 예컨대 변압기에서 흐르는 전류의 에뮬레이션을 얻기 위해 수학식 5에 따른 적분이 시작되는 시점을 정의하는 예에서 변환기 전류는 거의 0으로 피상적으로 추정된다. 실제로, 보다 복잡한 경우는, 즉, 2차 장치의 게이트 전극에 정확한 음의 전류가 인가된 경우에 1차 장치가 스위치 온되는 시점에 변압기에서의 전류가 단지 0 크기인 것과 관련된다.
전류 에뮬레이션을 향상시키기 위해서, 에뮬레이션 전류와 사전결정된 음의 레벨의 합, 예를 들어, 오프셋, 조절 가능한 레벨, 제 2 오프셋 ― 이들에 대해서 는 후술할 것임 ― 과 비교하는 것이 상당히 유리함을 알 수 있었다. 또한, 2차 스위칭 장치가 스위치 오프, 즉, 비도통 상태로 전환되는 예에서, 이들과 에뮬레이션 전류를 비교하는 것도 유리하다. 2차 장치에서의 전류가 필요 이상으로 음이면, 1차 장치의 드레인 전압은 거의 0 값에 도달될 것이고, 그 후 변압기에서 자화 전류는 거의 0 크기일 것이며, 즉, 1차 스위칭 장치에 관해서 종래 기술에 공지되어 있는 "밸리" 도전 특성이 없게 된다. 컴퓨터 기반 회로 모델을 이용하여 이러한 상태를 시뮬레이션할 수 있었다.
따라서, bidifly 컨버터에서의 보다 정확하게 스위칭을 제어하기 위해, 1차 스위칭 장치의 드레인 전극에서 소량의 하드 스위칭과만 연관된 밸리 도전 특성이 달성되도록 추가 제어 루프가 제 2 오프셋을 조절할 필요가 있다. 컨버터의 2차측으로부터 유도되는 신호를 이용하여 1차 장치의 하드 스위칭을 제어하는 것이 바람직하기 때문에, 컨버터의 변압기의 2차 권선으로부터 신호를 수신하도록 동작 가능한 하드 스위칭 검출 회로를 고안하였다. 회로가 동작하면, 1차 장치에 대해 2차측 신호로부터 검출되는 하드 스위칭의 진폭은 원하는 하드 스위칭의 진폭과 비교되어 이들간의 차에 대응하는 에러 신호를 생성한다. 그 후, 에러 신호는 유리하게 적분 및 필터링되어 제 2 오프셋을 생성한다. 유리하게, 사전결정된 음의 오프셋으로부터 제 2 오프셋을 감하여 1차 및/또는 2차 스위칭 장치를 제어하는데 사용하기 위한 최종 신호를 생성한다. 결과적으로, 컨버터는 예를 들면 초기 에너지화 때 그 몇몇 스위칭 싸이클 내에서 컨버터 내에서 흐르는 bidifly 전류를 정확하게 조절하도록 동작될 수 있다.
에뮬레이션 전류 값에 의해, 몇몇 도전 싸이클이 안정될 필요가 있고, 1차 스위칭 장치가 1차 스트로크가 시작될 것을 나타내기 위해 도전 중에 충분히 낮은 드레인 전압을 필요로 하기 때문에, 컨버터의 초기 에너지화에서 충분히 낮은 음의 오프셋이 제공된다. 음의 오프셋은 또한 컨버터에 유리할 수 있는데, 그 이유는 1차 스위칭 장치에 제공되는 정류된 주 공급 전력의 변화를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 보다 응답성이 될 수 있기 때문이다.
본 발명의 방법 및 본 방법을 이용하는 실시예를 보다 더 설명하기 위해, 이제 본 발명의 실시예를 도 2 내지 4를 참조하여 설명할 것이다.
도 2에서, 일반적으로 도면부호(50)로 표시되는 본 발명에 따른 bidifly 컨버터가 도시되어 있다. 컨버터(50)는 1차 권선(P1) 및 변압기에 각각 감겨져 있는 제 1 및 제 2의 2차 권선(S1, S2)을 포함하며, (TR1)로 표시되어 있는 변압기, 예를 들면, 페라이트 코어 변압기를 포함한다. 권선(P1, S1, S2)은 바람직하게 하나 이상의 구리 권선 및 금속 포일 권선, 예를 들면, 알루미늄 및/또는 구리 포일 권선이다. 1차 권선(P1)은 1차 스위칭 장치(FET1)를 통해서 정류된 주 전원(60)에 연결되며, 동작시 1차 스위칭 장치 전체에 걸쳐서 전압(Vmains)을 제공하도록 구성되며, 장치(FET1)의 드레인 전극이 제 1의 2차 권선(S1)에 연결되는 노드 포인트는 (X1)로 표시된다. 1차 장치(FET1)는 게이트 전극에 인가되는 제어 신호에 응답하여 장치(FET1)의 소스 전극과 드레인 전극 사이의 전도를 제어하도록 동작 가능한 게이트 전극을 포함하며, 도시하는 바와 같이, 장치(FET1)는 그 게이트 전극에서 제어기(100)에 연결되어 있다. 또한, 변압기(TR1)의 제 2의 2차 권선(S2)은 정류기 다이오드(D1)를 통해서 저장 캐패시터(C2)에 연결되며, 동작시, 전압(Vout1)은 도시하는 캐패시터(C2) 전체에 걸쳐서 나타난다.
제 1의 2차 권선(S1)은 도시하는 바와 같이 2차 스위칭 장치(FET2)를 통해서 저장 캐패시터(C1)에 결합되며, 동작시, 도시하는 캐패시터(C1) 전체에 걸쳐서 전압(Vout2)이 나타나며, 권선(S1)이 캐패시터(C1)에 연결되는 노드 포인트는 나중에 참조하기 위해 도면부호(X3)로 표시되어 있다. 컨버터(50)는, 전체가 도면부호(110)로 표시되며 점선(105) 내에 포함되어 있는 것으로 도시되어 있는 제 1 제어 회로를 포함하는 점이 종래의 기술과 구별된다. 제 1 제어 회로는 적분기(115), 하드 스위칭 검출기(120), 재설정 회로(130), 신호 필터/적분기(140), 연산 증폭기(150), 기준 전류 오프셋 전압 Inegoffset을 발생하는 음의 오프셋 발생기(160), 비교기(170), 합산 장치(175) 및 마지막으로 설정-재설정 플립플롭(180)을 포함한다.
적분기(115)는 제 1의 2차 권선(S1) 전체에 걸쳐서 노드 포인트(X1, X3)에 결합되는 제 1 및 제 2 지점을 포함한다. 적분기(115)는 그 입력에 제공되는 전위차를 적분하도록 동작할 수 있다. 또한, 적분기(115)는 도시하는 재설정 회로(130)의 대응 출력에 결합되는 재설정 입력(R1)을 포함하며, 재설정 입력(R1)은 변압기(TR1)에서의 자화 전류도 0인 경우에 적분기(115) 내에서의 적분치가 0으로 재설정되도록 동작할 수 있다. 적분기(115)는 또한, 변압기(TR1)에 존재하는 전체 자화 전류의 에뮬레이션에 의해 나타나는 출력(Iemulate1)을 포함하며, 출력(Iemulate1) 은 도시하는 바와 같이 합산 장치(175)의 비반전 장치에 결합된다. 플립플롭(180)의 구동 출력(Q)은 2차 스위치(FET2)의 게이트 전극에 결합되며, 출력(Q)은 또한 노드 포인트(X2)로 표시된다. 노드 포인트(X1, X2)는 하드 스위칭 검출기(120)의 제각각의 입력에 결합되며, 이러한 검출기(120)는 1차 스위칭 장치(FET1)가 도전 상태임을 나타내는 제 1 출력(prim_on) 및 1차 장치(FET1)에서 발생하는 하드 스위칭의 크기를 나타내는 제 2 출력(Vhard)을 포함한다. 출력(Vhard)은 동작 증폭기(150)의 비반전 입력에 연결되며, 증폭기(150)의 반전 입력은 기준 전압(Vref)에 연결된다. 또한, 출력(prim_on)은 재설정 회로(130)의 대응 입력에 결합된다. 연산 증폭기(150)의 출력(E)은 에러 신호에 대응한다. 이러한 출력(E)은 필터/적분기(140)의 대응 입력에 연결된다. 필터/적분기(140)로부터의 출력은 제 2 오프셋이고, 즉, 전술한 바와 같이 합산 장치(175)의 반전 입력에 결합된다. 합산 장치(175)로부터의 출력(Iemulate2)은 비교기(170)의 반전 입력에 결합된다. 이와 유사하게, 전술한(Ineg)에 대응하는 오프셋 발생기(160)로부터의 출력(Inegoffset)은 비교기(170)의 비반전 입력에 결합된다. 동작시, 비교기(170)는 2진 로직 출력(end_bidifly)을 제공하고, 즉, 하이 상태 및 로우 상태를 나타내고, 이 출력은 플립플롭(180)의 재설정 입력(R)에 결합되고, 또한, 재설정 회로(130)의 입력에 결합된다. 플립플롭(180)의 설정 입력은 bidifly 스트로크가 실행되는 때를 나타내는 신호(str_bidifly)를 출력하도록 구성되는 타이밍 발생기(도시하지 않음)에 연결된다.
이제, 컨버터(50)의 동작을 도 2를 참조하여 설명할 것이다.
적분기(115)는 위에서 수학식 5를 참조하여 설명한 방식으로 기능하도록 구성된다. 즉, 적분기(115)는 2차 권선(S1)을 통해서 흐르는 전류의 에뮬레이션을 유도하기 위해서 제 1의 2차 권선(S1) 전체에 걸쳐서 나타나는 전위를 적분하도록 동작할 수 있으며, 에뮬레이션은 심볼(Iemulate1)로 표시된다. 전술한 바와 같이, 적분기(115)는 바람직하게 그 안에서의 드리프트를 방지하도록 재설정되고, 또한 권선(S1) 전체에 걸쳐서 나타나는 순환하는 전위의 원하는 부분을 적분하도록 시간적으로 게이팅된다. 2차 장치(FET2)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에 나타나는 전위차를 프로세싱함으로써, 하드 스위칭 검출기(120)는 1차 장치(FET1)에서 발생하는 하드 스위칭의 측정치를 전술한 방식으로 결정하도록 동작할 수 있다. 증폭기(150)는 사전결정된 정도의 하드 스위칭을 달성하기 위해 전압(Vhard)을 기준 전압(Vref)와 매칭하도록 2차 장치(FET2)의 스위칭을 조절하는 제어 증폭기로서 동작할 수 있다. 에러 신호(E)는 필터/적분기(140)에서 필터링되고 적분되어 전술한 제 2 오프셋 신호를 생성한다. 그 후, 합산 장치(175)로부터의 출력(Iemulate2)은 오프셋 전압(Inegoffset)과 비교되어 플립플롭(180)에 의해 2차 장치(FET2)의 스위칭을 제어한다. 출력 전압(Inegoffset)의 값은 상수 값으로 유지될 수 있다. 이와 다르게, 전압(Inegoffset)의 값은 정류된 주 전압(Vmains), 반전압(Vreverse), 그 1차 권선(P1)에서 변압기(TR1)에 의해 나타나는 인덕턴스(L) 및 1차 장치(FET1)의 드레인-소스 전극의 캐패시턴스(C) 중 적어도 하나의 함수로 이루어진다.
전체적으로, 적분기(115)는 에뮬레이션에 의해 변압기(TR1)에서 자화 전류의 측정치를 유도하도록 동작할 수 있다. 검출기(120)는 1차 장치(FET1)에서 발생하는 하드 스위칭(Vhard)의 측정치를 유도하도록 동작할 수 있다. 회로의 1차 장치(FET1)에서 사전정의된 정도의 하드 스위칭을 달성하기 위해서, 회로는 측정치(Vhard)와 함께 전류 에뮬레이션(Iemulate1)으로부터, 변압기(TR1) 내에서 저장되는 반사 전력의 크기를 결정할 수 있고, 이에 따라, 컨버터(50)에서 정류된 전력의 에러양을 결정할 수 있다.
따라서, 점섬(105) 내에 도시되어 있는 제 1 회로(110)는 다음 기능을 수행하도록 동작할 수 있다.
(a) 예뮬레이션에 의해, 예를 들면, 전술에서 설명한 수학식 5에 따라 변압기(TR1)에서 자화 전류의 측정치를 유도하는 기능,
(b) 2차 권선(S1)으로부터, 하드 스위칭 장치(FET1)에서 발생하는 하드 스위칭의 측정치를 유도하는 기능,
(c) 변압기(TR1)의 2차측으로부터 변압기(TR1)의 1차측으로 발생하는 반사 전력의 측정치를 유도하는 기능,
(d) 동작시 사전결정된 정도의 하드 스위칭을 달성하도록 반사 전력의 측정치로부터 1차 장치(FET1)의 스위칭을 조절하는 기능.
변압기(TR1)의 1차측 상에 감지 장치를 제공할 필요 없이 컨버터(50)에서 기 능 (a) 내지 (d)가 모두 달성될 수 있다. 또한, 컨버터(50)에서 이러한 기능의 이용은 그 동작 효율성을 증가시키고, 즉, 컨버터에서 발생하는 손실을 감소시킬 수있다.
본 발명의 방법은 다른 컨버터 구성에 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 3에서, 본 발명에 따른 정류된 전력을 결정하는 방법을 이용하는 제 2 스위칭 모드 컨버터는 그 전체가 도면 부호(200)로 표시되어 도시되어 있다. 컨버터(200)는 컨버터(50)와 유사하지만, 이 컨버터(200)는 제 2 권선(S1, S2)과 직렬로 제 1 및 제2 전류 감지기(230, 220)를 각각 포함하며, 또한, 컨버터(200)는 그 전체가 도면부호(210)로 표시되어 있으며 점선(205) 내에 포함되어 도시되어 있는 제 2 제어 회로를 포함하는데, 제 2 회로(210)는 컨버터(50)에서 사용되는 제 1 회로(110)와 다소 상이하다. 그러나, 제 2 회로(210)는 제 1 회로(110)에 사용되는 것과 동일한 구성요소, 즉, 하드 스위칭 검출기(120), 증폭기(150), 필터/적분기(140), 발생기(160), 합산 장치(175), 비교기(170) 및 플립플롭(180)을 다수 포함한다.
컨버터(200)에서, 1차 권선(P1)은 컨버터(50)와 유사한 방식으로 1차 스위칭 장치(FET1)를 통해 주 공급 전력(60)에 결합된다. 이와 유사하게, 제 2의 2차 권선(S2)은 컨버터(50)와 유사한 방식으로 다이오드(D1)를 통해 캐패시터(C2)에 결합되며, 제 2의 2차 권선(S2)에서 흐르는 전류(IS2)를 감지하는 제 2 전류 감지기(220)가 포함되는 것만 다르다.
컨버터(200)에서, 제 1의 2차 권선(S1)은 컨버터(50)와 유사한 방식으로 2차 장치(FET2)를 통해 캐패시터(C2)에 결합된다. 그러나 컨버터(200)는 제 1의 2차 권선(S1)을 통해 흐르는 전류(IS1)를 감지하기 위한 제 1 전류 감지기(230)를 추가적으로 포함한다.
제 2 회로(210)는 감지기(230, 220)로부터 제 1 및 제 2 전류를 나타내는 출력 신호(VIS1, VIS2)를 각각 수신하기 위한 합산기 및 스칼라 장치(215)를 포함한다. 합산기 및 스칼라 장치(215)는 합산 장치(175)의 비반전 입력에 결합되는 출력(Imagnetize)를 포함하며, 이 출력은 변압기(TR1)에서의 전체 자화 전류를 나타낸다. 제 2 회로(210)는 그 제 1 입력에서 2차 스위치(FET2)가 제 1의 2차 권선(S1)에 연결되는 접합부에서의 노드 포인트(X1)에 결합되고, 그 제 2 입력에서 도 3에 도시하는 제 2 장치(FET2)의 게이트 전극에 결합되어 있는 플립플롭(180)의 구동 출력(Q)에 결합된다. 검출기(120)로부터의 하드 스위칭을 나타내는 출력(Vhard)은 증폭기(150)의 비반전 입력에 연결되고, 또한, 증폭기의 반전 입력은 기준 전압(Vref)에 결합된다. 증폭기(150)의 에러 출력(E)은 그 출력이 도시하는 합산 장치(175)의 반전 입력에 결합되는 필터/적분기(140)의 입력에 연결된다. 합산 장치(175)로부터의 출력(Iemulate)은 비교기(170)의 비반전 입력에 결합된다. 컨버터(50)와 유사한 방식으로, 컨버터(200)의 비교기(170)의 비반전 입력은 발생기에 연결되어 전술한 바와 같이 기준 전압(Inegoffset)을 제공한다. 비교기(170)로부터의 로직 출력은 플립 플롭(180)의 재설정 입력(R)에 연결되며, 또한, 플립플롭(180)의 설정 입력(S)은 bidifly 스트로크의 시작을 제어하는 신호(strt_bidifly)에 연결된다.
감지기(220, 230)는 바람직하게, 유도 결합된 구성요소, 예를 들면, 페라이트 코어를 이용하는 환상 변압기 유형 구성요소이다. 이와 다르게, 감지기(220, 23)는 극선형 전류 감지를 필요로 하는 에어 코어 장치처럼, 예를 들면 본 명세서에서 그 에어 코어 전류 감지기에 대해서 인용하는 WO 02/082105A1 및 WO 01/11376A1호에 개시되어 있는 형태의 인쇄 회로 보드 전류 감지 구조를 이용하여 구현될 수 있다.
이와 다르게, 하나 이상의 감지기(220, 230)는 고체 홀 효과 장치, 예를 들어, 2개의 2차 권선에서 흐르는 전류를 전달하는 컨덕터 근방에 배치되는 인쇄 회로 보드용으로 적합한 SMP(surface mounting components)로서 구현될 수 있다. 또 다른 하나 이상의 감지기(220, 230)는 감지 저항으로서 구현될 수 있으며, 감지 저항에서 나타나는 전압은 변압기(TR1)의 연관된 2차 권선을 통해 흐르는 대응 전류를 나타낸다.
감지기(220, 230)와 함께 합산기 및 스칼라 장치(215)는 감지기(220, 230)의 측정 민감도 및 2개의 2차 권선(S1, S2)의 상대적인 감은 회수비를 고려하여 전류(IS1, IS2)의 측정치를 합산하도록 동작할 수 있다. 필요하면, 전류 감지기(220, 230)가 2개의 2차 권선(S1, S2)의 상대적인 감은 비를 고려하도록 전류 측정 민감도를 나타내고, 그 후, 신호(Imagnetize)를 생성하도록 감지기(220, 230)를 직렬로 연 결함으로써 합산기 및 스칼라 장치(215)가 분배될 수 있다.
동작시, 합산기 및 스칼라 장치(215)는 전술한 바와 같이, 변압기(TR1)에 존재하는 전체 자화 전류를 나타내는 신호(Imagnetize)를 생성한다. 또한, 하드 스위칭 검출기(120)는 2차 장치(FET2)의 게이트 전극 및 드레인 전극에서 나타나는 전위로부터 1차 스위치(FET1)에서 발생하는 하드 스위칭을 나타내는 신호(Vhard)를 유도하도록 동작할 수 있다. 이에 따라, 제 2 회로(210)는 전류(Imagnetize) 및 신호(Vhard)로부터, 컨버터(200)에서 발생하는 반사 전력의 측정치를 유도할 수 있다. 이러한 측정치는 비교기(170)에서 발생기(160)로부터의 오프셋 전압(Inegoffset)과 비교되어, 1차 장치(FET1)에서 사전결정된 크기의 하드 스위칭을 달성하도록 2차 장치(FET2)에서 시간적 스위칭에 영향을 미친다. 컨버터(200)는 감지기(220, 230)에 의해 실제의 전체 전류를 측정하기 때문에, 변압기(TR1)에서 자화 전류의 에뮬레이션을 사용하지 않아도, 컨버터의 동작을 조절하기 위해 컨버터(200)에서 발생하는 반사 에너지의 측정치를 도출한다.
반사 전력을 결정하는 본 발명의 방법은 전술한 bidifly 컨버터가 아닌 다른 유형의 컨버터에 적용 가능하다. 예를 들어, 도 4에는, 전체가 도면부호(300)로 표시되어 있는 벅 유형 컨버터가 도시되어 있다. 컨버터(300)는 "F"로 표시되는 제 1 및 제 2 단자를 구비하며 단일의 권선(305)이 감겨져 있는 변압기(TR2)를 포함한다. 또한, 변압기(300)는 도시한 바와 같이 제 1 및 제 2 스위칭 장치(FET1, FET2) 전체에 걸쳐서 전압(Vmains)을 생성하도록 동작할 수 있는 정류 주 공급 전력(60)을 추가로 포함한다. 장치(FET1, FET2)간의 접합부(Y)는 권선(F)의 제 1 단자에 연결된다. 권선(F)의 제 2 단자는 캐패시터(C1)의 제 1 전극에 결합된다. 또한, 캐패시터(C1)의 제 2 전극은, 스위칭 장치(FET2)가 주 공급 전력(60)에 결합되는 접합부(Y2)에 결합된다. 예를 들어, 다른 연관되어 있는 구성요소(도시하지 않음)들간에 플립플롭을 이용하여 구현되는 제어 장치(310)는 도시하는 바와 같이 제 1 스위칭 장치(FET1)에 연결된다.
벅 유형 컨버터(300)는 도면부호(315)로 표시되어 있으며 점선(320) 내에 포함되어 도시되어 있는 제 3 제어 회로를 더 포함하는 점이 구별된다. 회로(315)는 전술한 적분기(115), 하드 스위칭 검출기(120), 재설정 회로(130), 필터/적분기(140), 증폭기(150), 오프셋 발생기(160), 비교기(170), 합산 장치(175) 및 플립플롭(180)을 포함한다.
회로(315)의 구성요소 부분은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 함께 연결된다. 즉, 적분기(115)는 권선(F) 양단의 그 2개의 입력에서 결합되며, 또한, 적분기(115)의 재설정 입력은 재설정 회로(130)의 대응 출력(RI)에 연결된다. 이와 유사하게, 하드 스위칭 검출기(120)는 제 1 스위칭 장치(FET1)의 게이트 전극 및 접합부(Y1)에 각각 결합된다. 검출기(120)로부터의 (Vhard) 출력은 동작시, 제 1 장치(FET1)에서 발생하는 하드 스위칭의 크기를 나타내며, 이 출력(Vhard)은 도시하는 바와 같이 증폭기(150)의 비반전 입력에 결합된다. 증폭기의 반전 입력은 전압 기준 (Vref)에 결합된다. 증폭기(150)로부터의 출력(E)은 필터/적분기(140)를 통해 합산 장치(175)의 반전 입력에 결합된다. 비교기(170)는 그 반전 입력에서 합산 장치(175)의 출력(Iemulate)에 연결되고, 그 비반전 입력에서 거의 일정한 기준 전압(Inegoffset)을 제공하도록 구성되는 기준 발생기(160)에 연결된다. 비교기(170)는, 플립플롭(180)의 재설정 입력(R) 및 재설정 회로(130)의 입력에 결합되는 로직 출력을 제공하도록 구성된다. 시작 스트로크 발생기(도시하지 않음)는 플립플롭(180)의 설정 입력(S)에 결합되어 스위칭 장치(FET1, FET2)에서 도전 스트로크의 시작을 나타내기 위한 신호(strt_syncfet_stroke)를 제공한다. 플립 플롭(180)은 도시하는 바와 같이 그 (Q) 출력에서 제 2 스위칭 장치(FET2)의 게이트 전극에 결합된다.
이제, 벅 유형 컨버터(300)의 동작을 도 4를 참조하여 설명할 것이다. 제어기(310)는 그 (Q) 출력에서 제 1 장치(FET1)를 도전 상태로 순환적으로 구동하기 위한 출력 신호(본 발명의 문맥에서, "스트로크"라고도 함)를 제공한다. 제 1 장치(FET1)가 스위치 온, 즉, 도전 상태로 전환되면, 회로(315)는 제 2 장치(FET2)가 오프, 즉, 비도전 상태를 유지하여, 장치(FET1, FET2)를 통해 정류된 공급 전력(60)이 바로 모자라게 되는 것을 방지한다. 제 1 장치(FET1)를 통한 도전에 의해, 권선(F)을 통해 전류(IF)가 흐르게 하여 변압기(TR2) 내에서 자기장이 설정될 수 있게 한다. 제 1 장치(FET1)가 그 후 스위치 오프, 즉, 비도전 상태로 전환되면, 제 2 장치(FET2)는 스위치 온, 즉, 도전 상태로 전환되어, 권선(F) 내에서 자기장이 설정될 수 있어 제 2 장치(FET2)를 통해 캐패시터(C1)를 충전할 수 없게 된다.
장치(FET1, FET2)의 게이트에 인가되는 제어 신호는 장치(FET1, FET2)에서 발생하는 하드 스위칭을 감소시켜, 이에 따라, 컨버터(300)에서의 손실을 감소시킬 수 있도록 구성된다. 또한, 제어 신호는 캐패시터(C1) 전체에 걸쳐서 나타나는 출력 전위에 대한 변동을 감소시키도록 구성된다.
컨버터(300)에서 전술한 제어 신호를 생성하기 위해, 회로(315)는 컨버터(300) 내에서 발생하는 반사 전력의 크기를 결정하고, 이에 따라, 제 2 장치(FET2)를 구동하도록 조정하도록 동작할 수 있다. 적분기(115)는 전술한 수학식 5의 적용에 의해 권선(F) 전체에 걸쳐서 나타나는 전압을 적분하여 권선을 통해 흐르는 전류(IF)의 에뮬레이션 측정치(Imagnetize)를 결정하도록 구성된다. 재설정 회로(130)는 전술한 바와 같이, 주기적으로 적분기(115)를 재설정하고, 적분기(115)에 의해 제공되는 에뮬레이션 전류 측정치가 원하는 대로 되도록 동작할 수 있다. 제 1 장치(FET1)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 나타나는 전압을 모니터링함으로써, 하드 스위칭 검출기(120)는 제 1 장치(FET1) 내에서 발생하는 하드 스위칭의 측정치를 유도하도록 동작할 수 있다.
증폭기(150)는 컨버터(300)에서 사전결정된 정도의 하드 스위칭을 유지하기 위해서, 제어 증폭기로서 기능을 하도록 구성되며, 사전결정된 정도는 증폭기(150)에 존재하는 전압(Vref)의 값에 따라 다르다. 증폭기(150)에 의해 생성되는 에러 신호(E)는 필터/적분기(140)에서 적분되어 제 2 오프셋 신호를 생성하고, 제 2 오 프셋 신호는 에뮬레이션 전류(Imagnetize)로부터 감해져, 발생기(160)로부터의 기준 전압(Inegoffset)에 대해 비교기(170)에서 사용하는 신호(Iemulate)를 생성하여 제 2 장치(FET2)의 스위치 오프를 제어한다. 회로(315)는 그 동작에 의해, 컨버터(300)에서 반사 전력의 측정치를 결정하고, 이 측정치를 피드백 모드로 사용하여 장치(FET1, FET2)의 시간적 동작을 제어하여 컨버터(300) 내에서 사전결정된 정도의 하드 스위칭을 달성할 수 있다. 바람직하게, 사전결정된 정도의 하드 스위칭은 감소된 정도의 하드 스위칭에 대응하여, 컨버터(300)가 이에 대응하는 오늘날 공지되어 있는 컨버터들에 비해 효율적으로 만든다.
전술로부터, 본 발명의 실시예는 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 수정될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 전술에서는 단수를 이용하였으나, 복수를 이용하여 구성될 수도 있다. 또한, "포함한다"와 같은 표현은 다른 아이템의 존재를 배제하지 않는 것으로 구성되어야 한다. 청구의 범위에서, 참조 부호는 그 청구항을 제한하려는 것으로 구성되는 것이 아니다. 구성요소 앞의 단수 표현은 이러한 구성요소의 복수의 존재를 배제하지 않는다. 여러 가지 수단들을 열거하는 장치 청구항에서, 여러 가지의 이러한 수단들은 하나의 동일한 하드웨어 아이템으로 구현될 수 있다. 상호 다른 종속항에서 인용하는 여러 가지 수단들은 이러한 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내는 것이 아니다.

Claims (12)

  1. 스위칭 회로(50;200;300)에서 반사 전력을 결정하는 방법으로서,
    상기 스위칭 회로(50;200;300)는 적어도 하나의 권선과, 적어도 하나의 전력 소스(60)와 상기 적어도 하나의 권선 사이에 결합되는 스위칭 수단을 포함하는 유도 구성요소를 포함하며,
    상기 스위칭 수단은, 상기 적어도 하나의 전력 소스로부터 상기 유도 구성요소로 전력을 전달하도록 상기 스위칭 수단을 주기적으로 전도하게 하는 구동 수단에도 결합되고,
    상기 반사 전력 결정 방법은,
    상기 유도 구성요소에 존재하는 자화 전류의 측정치를 결정하는 단계와,
    상기 스위칭 수단에서 발생하는 하드 스위칭의 측정치를 유도하는 단계와,
    상기 자화 전류의 측정치 및 상기 하드 스위칭의 측정치로부터 상기 유도 구성요소를 통해서 전달되는 반사 전력의 측정치를 결정하는 단계를 포함하는
    반사 전력 결정 방법.
  2. 스위칭 회로(50;200;300)로서,
    적어도 하나의 권선(P1, S1, S2)을 포함하는 유도 구성요소(TR)와,
    적어도 하나의 전력 소스(60)와 상기 적어도 하나의 권선 사이에 결합되며, 상기 적어도 하나의 전력 소스로부터 상기 유도 구성요소로 전력을 전달하도록 스위칭 수단을 주기적으로 전도하게 하는 구동 수단(100)에 결합되는 스위칭 수단(FET1)과,
    상기 유도 구성요소에 존재하는 자화 전류의 측정치를 결정하는 제 1 모니터링 수단(115;220,230,215)과,
    상기 스위칭 수단에서 발생하는 하드 스위칭의 측정치를 유도하는 제 2 모니터링 수단(120)과,
    상기 자화 전류의 측정치 및 상기 하드 스위칭의 측정치로부터 상기 유도 구성요소를 통해서 전달되는 반사 전력의 측정치를 생성하는 프로세싱 수단(140, 150, 160, 170, 175)을 포함하는
    스위칭 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로(15;200;300)는 상기 반사 전력의 측정치를 기준(160)과 비교하고, 동작시 상기 회로 내에서 사전결정된 정도의 하드 스위칭이 발생하도록 상기 구동 수단의 시간 동작을 조절하는 피드백 제어 수단(170, 175)을 더 포함하는
    스위칭 회로.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 모니터링 수단은 상기 적어도 하나의 권선 전체를 가로질러 나타나는 신호로부터의 에뮬레이션에 의해 상기 유도 구성요소에 존재하는 자화 전류의 측정치를 결정하도록 동작 가능한
    스위칭 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 모니터링 수단은 상기 자화 전류의 측정치를 생성하기 위해 상기 신호의 시간적 적분을 이용하도록 동작 가능한
    스위칭 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시간적 적분은 상기 스위칭 수단의 스위칭 동작과 주기적으로 동기화되어 재설정되는 스위칭 회로.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 모니터링 수단은 상기 자화 전류의 측정치를 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 권선과 직렬로 연결된 전류 감지 수단(220, 230)을 포함하는 스위칭 회로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 감지 수단은 복수의 센서(220, 230)를 포함하며, 각각의 센서는 상기 유도 구성요소의 그 대응하는 권선과 직렬로 구성되는 스위칭 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 센서에 의해 생성되는 전류를 나타내는 신호는 그 제각각의 권선의 감은 회수의 상대비를 고려하여 함께 합산되어 상기 자화 전류의 측정치를 생성하는 스위칭 회로.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 피드백 제어 수단은 제 1 기준에 대해서 상기 하드 스위칭의 측정치를 조절하고,
    제 2 기준에 대해서 상기 자화 전류의 측정치 및 하드 스위칭 에러 신호의 차를 조절하도록 구성되며,
    상기 회로의 동작을 조절하기 위해서, 상기 에러 신호는 상기 하드 스위칭의 측정치와 상기 제 1 기준 사이의 차로부터 유도되는
    스위칭 회로.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 기준(160)은 상기 적어도 하나의 전력 소스에 의해 제공되는 전압, 상기 스위칭 수단의 캐패시턴스 및 상기 유도 구성요소에 의해 표시되는 인덕턴스 중 적어도 하나의 함수인 스위칭 회로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    양방향 플라이백 컨버터용 스위칭 회로로서,
    상기 컨버터는 그 유도 구성요소가 상기 스위칭 수단을 통해 상기 전력 소스에 연결되는 1차 권선 및 적어도 하나의 2차 권선을 포함하는 변압기이도록 구성되며, 상기 자화 전류의 측정치 및 상기 하드 스위칭의 측정치가 동작시 상기 적어도 하나의 2차 권선에서 발생하는 신호로부터 생성되는
    스위칭 회로.
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