KR20080020276A - Dc-to-dc conversion apparatus adopting sllc series resonant converter - Google Patents

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Abstract

A DC-to-DC conversion apparatus adopting SLLC(Secondary Logical Link Control) series resonant converter is provided to obtain a high voltage gain characteristic by adding a parallel inductor to a secondary side of a transformer. A series resonant converter circuit includes a plurality of main switching elements(Q1~Q4) and a transformer(TR). The transformer has a primary winding and a secondary winding to generate induction voltage by current interruption of the main switching elements. A resonant device is connected to the secondary winding of the transformer in series. The transformer does not have a gap. The resonant device includes a capacitor and a primary leakage inductance and a secondary leakage inductance of the transformer. A first terminal of the capacitor is connected to the secondary winding of the transformer and a second terminal thereof is connected to an output side.

Description

SLLC 직렬공진 컨버터회로 및 이 회로를 채용한 직류변환 장치 {DC-to-DC conversion apparatus adopting SLLC series resonant converter} SLC serial resonant converter circuit and DC converter using this circuit {DC-to-DC conversion apparatus adopting SLLC series resonant converter}

도 1은 종래의 전압형 풀브리지 직류 변환장치의 개략 회로도.1 is a schematic circuit diagram of a conventional voltage full bridge DC converter.

도 2는 도 1과 같은 전압형 직류 변환장치의 동작 파형도.2 is an operation waveform diagram of a voltage DC converter as shown in FIG. 1.

도 3은 전류형 직류 변환장치의 개략 회로도.3 is a schematic circuit diagram of a current-type DC converter.

도 4는 도 3과 같은 전류형 직류 변환장치의 동작 파형도.4 is an operation waveform diagram of the current-type DC converter as shown in FIG.

도 5는 1차측에 직렬공진 커패시터가 적용된 종래의 LLC 직렬공진 컨버터의 회로도. 5 is a circuit diagram of a conventional LLC series resonant converter to which a series resonant capacitor is applied on a primary side.

도 6은 2차측에 직렬공진커패시터와 병렬인덕터(L2)가 적용된 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터의 일실시예 회로도.Fig. 6 is a circuit diagram of an embodiment of the SLLC series resonant converter of the present invention to which a series resonant capacitor and a parallel inductor L 2 are applied on the secondary side.

도 7은 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터의 일실시예의 동작 파형도.7 is an operational waveform diagram of an embodiment of the SLLC series resonant converter of the present invention.

도 8~12는 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터의 일실시예의 작용을 설명하기 위한 동작모드 설명도.8 to 12 are operation mode explanatory diagrams for explaining the operation of one embodiment of the SLLC series resonant converter of the present invention.

도 13은 도 6의 등가회로도.13 is an equivalent circuit diagram of FIG. 6.

도 14는 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터의 다른 실시예를 나타내는 회로도.14 is a circuit diagram showing another embodiment of the SLLC series resonant converter of the present invention.

도 15는 도 14의 등가회로도.15 is an equivalent circuit diagram of FIG. 14.

도 16은 도 15에 대한 전압이득 특성곡선.16 is a voltage gain characteristic curve for FIG.

도 17은 도 14에 나타낸 실시예에 있어서의 1차측 단자전압(Vab)과 전류(IT1) 및 2차측 공진전류(ID)와 병렬인덕터 전압(VL2) 간의 실험파형도(50V/div., 50A/div., 500V/div., 2.5A/div., 4㎲/div).FIG. 17 is an experimental waveform diagram (50V /) between the primary terminal voltage V ab and the current I T1 , the secondary resonant current I D , and the parallel inductor voltage V L2 in the embodiment shown in FIG. 14. div., 50 A / div., 500 V / div., 2.5 A / div., 4 μs / div).

도 18은 도 14에 나타낸 실시예의 시제품 사진.18 is a prototype photograph of the embodiment shown in FIG. 14.

도 19는 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터의 또다른 실시예도.19 shows another embodiment of the SLLC series resonant converter of the present invention.

도 20은 상기 도 19의 변형 실시예 회로도.20 is a circuit diagram of the modified embodiment of FIG.

도 21은 도 19의 등가회로.21 is an equivalent circuit of FIG.

도 22는 도 19와 도 20에 나타낸 회로의 입출력전압 이득특성곡선.22 is an input / output voltage gain characteristic curve of the circuit shown in FIGS. 19 and 20. FIG.

도 23은 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터의 또다른 실시예로서, 승압형 푸시풀 직류 변환장치의 주회로를 나타내는 회로도.Fig. 23 is a circuit diagram showing a main circuit of a boost type push-pull DC converter as another embodiment of the SLLC series resonant converter of the present invention.

도 24는 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터의 또다른 실시예로서, 승압형 하프브릿지 직류 변환장치의 주회로를 나타내는 회로도.24 is a circuit diagram showing a main circuit of a boost type half bridge DC converter as another embodiment of the SLLC series resonant converter of the present invention.

도 25는 본 발명에 램프 부하를 사용하는 경우의 응용례 회로도.Fig. 25 is a circuit diagram of an application example when using a lamp load in the present invention.

본 발명은, 직류변환 장치, 즉 DC/DC 컨버터에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 SLLC 직렬공진 컨버터회로 및 이를 주회로로서 적용한 직류변환 장치 에 관한 것이다.The present invention relates to a direct current conversion device, that is, a DC / DC converter. More specifically, the present invention relates to a SLLC series resonant converter circuit and a direct current converter using the same as a main circuit.

낮은 입력전압을 높은 출력전압으로 변환하는 고주파 승압형 직류 변환장치에 있어서 종래의 컨버터 주회로는 일반적으로 전압형 컨버터(Voltage-Fed Converter)와 전류형 컨버터(Current-Fed Converter)로 나눌 수 있다. In the high frequency step-up DC converter that converts a low input voltage to a high output voltage, a conventional converter main circuit can be generally divided into a voltage-fed converter and a current-fed converter.

도 1은 전압형 Full Bridge 직류 변환장치의 회로를 예시하고, 도 2는 전압형 Full Bridge 직류 변환장치의 동작 파형도를 나타낸다[참고: Vlako Vlatkovic, Juan A. Sabate, Raymond B. Redley, Fred C. Lee, Bo H Cho "Small-Signal Analysis of the Phase-Shifted PWM Converter", IEEE Trans. Power Electron. vol.7, no1, pp.128-135, 1992; Lai, J.S "A High-Performance V6 Converter for Fuel Cell Power Conditioning System" Vehicle Power and Propulsion, 2005 IEEE Conference , sept 2005, pp 624-630].FIG. 1 illustrates a circuit of a voltage full bridge DC converter, and FIG. 2 shows an operating waveform diagram of the voltage full bridge DC converter. [Reference: Vlako Vlatkovic, Juan A. Sabate, Raymond B. Redley, Fred C Lee, Bo H Cho "Small-Signal Analysis of the Phase-Shifted PWM Converter", IEEE Trans. Power Electron. vol. 7, no, pp. 128-135, 1992; Lai, J.S "A High-Performance V6 Converter for Fuel Cell Power Conditioning System" Vehicle Power and Propulsion, 2005 IEEE Conference, sept 2005, pp 624-630].

전압형 컨버터는 일반적으로, 중대용량에서 전압형 Full Bridge 직류 변환장치가 위상전이(Phase-shift) PWM 방식적용에 의해 1차측 브리지(Bridge) 주 스위칭소자(S1, S2, S3, S4)에 안정한 영전압 스위칭동작을 제공함으로써 스위칭손실을 저감시킬 수 있기 때문에 승압형 직류 변환장치로 많이 적용되고 있다. 하지만 전압형 Full Bridge 직류 변환장치는 승압을 위해 높은 변압기 턴수비(Turn ratio)를 요구하기 때문에 변압기 누설인덕턴스 증가에 의한 듀티손실 (△D)이 발생하게 된다. Voltage converters are generally stable to primary bridge main switching devices (S1, S2, S3, S4) by applying a phase-shift PWM method in a medium-to-high voltage voltage full bridge DC converter. Since the switching loss can be reduced by providing the zero voltage switching operation, it is widely applied as a boost type DC converter. However, the voltage-type full bridge DC converter requires a high transformer turn ratio for boosting, resulting in a duty loss (ΔD) due to an increase in the transformer leakage inductance.

Figure 112006063139888-PAT00001
Figure 112006063139888-PAT00001

이때 출력전압은

Figure 112006063139888-PAT00002
,
Figure 112006063139888-PAT00003
이다.At this time, the output voltage
Figure 112006063139888-PAT00002
,
Figure 112006063139888-PAT00003
to be.

듀티손실(△D) 구간 동안에 흐르는 순환전류는 2차측에 에너지를 전달하지 못하고 단지 1차측 브리지(Bridge) 주 스위칭소자를 통해서 흐르므로 도통손실만 증가시켜 효율특성이 떨어지게 하는 문제점을 갖는다. Since the circulating current flowing during the duty loss period DELTA D does not transfer energy to the secondary side but only flows through the primary bridge main switching element, only the conduction loss increases, resulting in a decrease in efficiency characteristics.

한편, 도 3은 전류형 직류 변환장치의 회로도, 도 4는 전류형 직류 변환장치 동작 파형을 나타낸다. [참고: L. Zhu, K. Wang, F.C. Lee, J. Lai, "Design Considerations of Start-up Process for Active-Clamp Isolated Full-Bridge Boost Converter", VPEC Seminar, 1999] 3 is a circuit diagram of a current-type DC converter, and FIG. 4 shows operation waveforms of the current-type DC converter. [Note: L. Zhu, K. Wang, F.C. Lee, J. Lai, "Design Considerations of Start-up Process for Active-Clamp Isolated Full-Bridge Boost Converter", VPEC Seminar, 1999]

전류형 컨버터는 입력단에 승압인덕터(L)를 부착하여 단락구간 동안 승압인덕터(L)에 에너지를 축적하고, 전달구간 동안에 입력전압(Vin)과 승압인덕터(L)에 축적된 전압의 합을 변압기 1차측에 인가해 줌으로써 에너지를 전달하게 된다. 이때 승압인덕터(L)에 흐르는 전류는 적은 리플전류를 갖는 소정 DC 전류이므로 낮은 입력 전압 및 대전류를 공급하는 직류 DC-DC 승압기로서 바람직한 특징을 갖는다. The current converter attaches a boost inductor (L) to the input terminal to accumulate energy in the boost inductor (L) during the short-circuit period, and converts the sum of the voltage accumulated in the input voltage (Vin) and the boost inductor (L) during the transfer period. It is applied to the primary side to transfer energy. At this time, since the current flowing through the boost inductor L is a predetermined DC current having a small ripple current, it has a desirable feature as a DC DC-DC booster supplying a low input voltage and a large current.

하지만, 도 3 및 도 4에 있어서 승압인덕터(L)를 통해 흐르던 전류가 주 스위칭소자(S1, S2, S3, S4)의 턴오프시 스위칭소자 내의 기생 커패시턴스와 기생진동(Ringing)현상을 일으키고 스위칭소자의 전압 스트레스를 증가시킨다. 이를 해결하기 위해 스위칭소자의 DC 연결부 양단에 RCD 스너버회로(Snubber)를 부착하여 스위칭소자의 턴오프시 승압 인덕터에 흐르는 전류경로를 스너버다이오드와 스너버커패시터를 통해 흐르게 함으로써, 스위칭소자에 인가되는 서지 전압을 억제(Clamp) 할 수 있다. However, in FIG. 3 and FIG. 4, the current flowing through the boost inductor L causes parasitic capacitance and parasitic vibration in the switching element when the main switching elements S1, S2, S3, and S4 turn off, and is switched. Increase the voltage stress of the device. To solve this problem, an RCD snubber circuit is attached to both ends of the DC connection of the switching element so that the current path flowing through the boost inductor through the snubber diode and the snubber capacitor is applied to the switching element when the switching element is turned off. The surge voltage can be clamped.

그러나 이와 같은 RC 혹은 RCD스너버 회로의 적용은 방전시 스너버 커패시터에 충전된 에너지를 스너버 저항을 통해 소비하게 되므로 스위칭주파수가 높을수록 스위칭손실이 커져서 에너지 변환효율을 저감시킨다. However, the application of the RC or RCD snubber circuit consumes the energy charged in the snubber capacitor through the snubber resistor during discharge, so the higher the switching frequency, the greater the switching loss, thereby reducing the energy conversion efficiency.

앞에서 소개한 종래의 주회로에 대한 특성 및 문제점을 감안하여, 승압모드와 강압모드 둘 다 동작될 수 있고 상대적으로 좁은 주파수 제어범위에서 넓은 범위의 입출력 전압제어를 할 수 있으며, 스위칭 동작영역에서 모든 스위칭소자들이 소프트 스위칭 할 수 있는 등의 여러 장점들을 갖고 있는 LLC 직렬공진 컨버터 적용 승압형 직류 변환장치가 제안되었다. 도 5에 이러한 컨버터회로를 나타내었다. [참고: Bo. Yang, F.C. Lee, A.J. Zhang, "LLC Resonant converter for Front End DC/DC Conversion," IEEE-APEC'2002, Vol. 2, pp. 1108-1112, 2002; Guisong Huang, Alpha J. Zhang, Yilei Gy, "LLC Series Resonant DC-TO-DC Converter", Patent No.: US 6,344,9779 B1, Feb. 5, 2002] In consideration of the characteristics and problems of the conventional main circuit described above, both the boost mode and the step-down mode can be operated, and a wide range of input / output voltage control can be performed in a relatively narrow frequency control range. A step-up DC converter using an LLC series resonant converter has been proposed, which has several advantages such as soft switching of switching elements. This converter circuit is shown in FIG. [Note: Bo. Yang, F.C. Lee, A.J. Zhang, "LLC Resonant converter for Front End DC / DC Conversion," IEEE-APEC'2002, Vol. 2, pp. 1108-1112, 2002; Guisong Huang, Alpha J. Zhang, Yilei Gy, "LLC Series Resonant DC-TO-DC Converter", Patent No .: US 6,344,9779 B1, Feb. 5, 2002]

LLC 직렬공진 컨버터는 전력밀도 및 효율특성을 더욱 증가시키기 위해 개발된 것으로서, 인덕터와 변압기를 하나의 변압기로 일체화시킨 변압기를 사용하고 있다. 그러나 도 5의 LLC 직렬공진 컨버터는 낮은 입력전압에서 높은 출력전압으로 전압을 승압시켜 동작되므로, LLC 직렬공진 컨버터의 공진수단 중 하나인 직렬공진커패시터를 1차측에 사용하는한 1차측에 흐르는 대전류로 인해 직렬공진 커패시터가 열화되어 특성변화가 생길 수 있고 커패시터의 크기 증가에 따른 고집적화의 어려움 및 적용 단가 상승 등에 따라 1차측에 사용하기에는 여러 문제점이 따른다. The LLC series resonant converter was developed to further increase power density and efficiency characteristics, and uses a transformer integrating an inductor and a transformer into one transformer. However, since the LLC series resonant converter of FIG. 5 is operated by stepping up a voltage from a low input voltage to a high output voltage, a large current flowing to the primary side as long as a series resonant capacitor, which is one of the resonance means of the LLC series resonant converter, is used on the primary side. Due to the deterioration of the series resonant capacitor may cause a change in characteristics, there are a number of problems to use in the primary side due to the difficulty of high integration due to the increase in the size of the capacitor and the increase in the application cost.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LLC 직렬공진 컨버터의 공진수단을 변압기의 2차측에 위치시킴으로써 공진수단의 크기 및 단가를 저감할 수 있는 SLLC 직렬공진 컨버터회로 및 이를 채용한 직류변환장치를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a SLLC series resonant converter circuit that can reduce the size and cost of the resonator means by placing the resonator means of the LLC series resonant converter on the secondary side of the transformer and It is to provide a DC converter adopting this.

본 발명의 다른 목적은, LLC 직렬공진 컨버터의 1차측 주스위칭소자의 영전압 스위칭을 위한 전류가 흐르도록 하기 위해 변압기 2차측에 병렬인덕터를 추가함으로써 높은 전압이득특성을 얻을 수 있는 SLLC 직렬공진 컨버터회로 및 이를 채용한 직류변환장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a high voltage gain characteristic by adding a parallel inductor on the secondary side of a transformer to allow current for zero voltage switching of a primary juice switching element of an LLC series resonant converter. It is to provide a circuit and a DC converter employing the same.

발명의 개요Summary of the Invention

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 새로운 구성의 SLLC 직렬공진 컨버터회로를 개시한다. 이하, 본 발명의 컨버터 회로에 사용된 LLC 직렬공진 회로를 종래의 것과 구별하기 위하여 SLLC(Secondary LLC) 직렬공진 회로라 명명하기로 한다.In order to achieve the above object, the present invention discloses a SLLC series resonant converter circuit of a novel configuration. Hereinafter, in order to distinguish the LLC series resonant circuit used in the converter circuit of the present invention from the conventional one, it will be referred to as a SLLC (Secondary LLC) series resonant circuit.

이 컨버터회로의 제1특징에 따른 SLLC 직렬공진 컨버터회로는, 다수의 주스위칭소자와, 이 주스위칭소자의 전류단속에 의해 유도전압을 발생하기 위하여 1차측 권선과 2차측권선을 갖는 변압기를 포함하는데, 상기 변압기의 2차측권선에 직 렬로 연결되는 공진수단을 포함하고 있다. The SLLC series resonant converter circuit according to the first aspect of the converter circuit includes a plurality of juice switching elements and a transformer having a primary winding and a secondary winding to generate an induced voltage by the current interruption of the juice switching element. It includes a resonating means connected in series with the secondary winding of the transformer.

상기 공진수단은 상기 변압기의 2차측권선의 일단에 제1단이 연결되고 제2단은 출력측에 연결되는 커패시터를 포함하여, 상기 변압기의 1차측 누설인덕턴스와 2차측 누설인덕턴스와 함께 공진작용을 한다. The resonator means includes a capacitor having a first end connected to one end of the secondary winding of the transformer and a second end connected to an output side, and resonating with the primary leakage inductance and the secondary leakage inductance of the transformer. .

또한, 상기 공진수단은 상기 커패시터의 제2단에 연결되는 병렬인덕터를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the resonator means preferably further comprises a parallel inductor connected to the second end of the capacitor.

또한, 상기 공진수단은 상기 커패시터의 제2단 및 상기 병렬인덕터와의 연결부 및 출력단 사이에 연결되는 직렬인덕터를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the resonating means may further include a series inductor connected between the output terminal and the connection portion and the second end of the capacitor and the parallel inductor.

본 발명에 따른 컨버터회로의 제2특징에 따른 SLLC 직렬공진 컨버터회로는, 다수의 주스위칭소자와, 이 주스위칭소자의 전류단속에 의해 유도전압을 발생하기 위하여 1차측 권선과 2차측권선을 갖는 변압기를 포함하는데, 상기 변압기의 2차측권선에 직렬로 연결되는 공진수단을 포함하고, 공진수단과 직렬로, 갭을 갖고 있는 LCTR(Loosely Coupled Transformer) 변압기를 연결하여 사용하는 것을 특징으로 한다. The SLLC series resonant converter circuit according to the second aspect of the converter circuit according to the present invention has a plurality of juice switching elements and a primary winding and a secondary winding to generate an induced voltage by the current interruption of the juice switching elements. It includes a transformer, comprising a resonating means connected in series to the secondary side winding of the transformer, in series with the resonating means, characterized in that for use by connecting a LCTR (Loosely Coupled Transformer) transformer having a gap.

상기 공진수단은 상기 변압기의 2차측권선의 일단에 제1단이 연결되고 제2단은 출력측에 연결되는 커패시터를 포함한다. The resonating means includes a capacitor having a first end connected to one end of the secondary side winding of the transformer and a second end connected to an output side.

이 컨버터회로에서는 상기 커패시터는 상기 LCTR의 자화인덕턴스 (

Figure 112006063139888-PAT00004
)및 누설인덕턴스(
Figure 112006063139888-PAT00005
)와 함께 공진작용을 한다.In this converter circuit, the capacitor is a magnetizing inductance of the LCTR (
Figure 112006063139888-PAT00004
) And leakage inductance (
Figure 112006063139888-PAT00005
Resonance with

이상에서 설명한 SLLC 직렬공진 컨버터회로는 각종 방식의 직류변환 장치, 즉, 입력단에 입력되는 제1전압의 직류를 제2전압의 직류로 변환하여 출력단으로 출력하는 DC/DC컨버터에 채용 가능하다. 상기 SLLC 직렬공진 컨버터회로를 채용가능한 직류변환 장치로는, 풀브릿지(full bridge), 하프브릿지(half bridge), 푸쉬풀(push-pull) 형식을 예로 들 수 있다. The SLLC series resonant converter circuit described above can be employed in various types of DC converters, that is, DC / DC converters for converting the direct current of the first voltage input to the input terminal into the direct current of the second voltage and outputting the output to the output terminal. Examples of the DC converter that can adopt the SLLC series resonant converter circuit include full bridge, half bridge, and push-pull types.

이렇게 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터회로를 채용한 직류변환 장치에 있어서는, 입력단에 입력되는 직류전압에 의한 DC 바이어싱 현상이 발생할 수 있으므로, 이를 막기 위하여 컨버터회로의 변압기의 1차측권선에 블로킹 커패시터를 추가로 연결하는 것이 바람직하다. As described above, in the DC converter adopting the SLLC series resonant converter circuit of the present invention, a DC biasing phenomenon may occur due to the DC voltage input to the input terminal. Therefore, in order to prevent this, a blocking capacitor is placed on the primary winding of the transformer of the converter circuit. It is preferable to connect further.

이상에서 설명한 본 발명의 구성을 보다 더 가시적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the present invention described above more visually as follows.

도 6에서와 같이 SLLC 직렬공진 컨버터의 공진수단을 변압기(TR) 2차측에 위치시켜 주회로를 구성함으로써, 직렬공진용 커패시터(CS)의 크기 및 단가를 저감할 수 있다. 그리고 일반적인 변압기처럼 자화인덕턴스(Magnetizing Inductance)를 가능한한 크게 하기 위해 변압기(TR)에 갭(Gap)을 두지 않았으며 1차측 누설인덕턴스(Ll1)와 2차측 누설인덕턴스(Ll2)를 직렬공진수단로서 사용하는 권선방법을 적용하였다. 특히, 1차측의 Bridge 주스위칭소자(

Figure 112006063139888-PAT00006
,
Figure 112006063139888-PAT00007
,
Figure 112006063139888-PAT00008
,
Figure 112006063139888-PAT00009
)의 영전압 스위칭을 위한 전류를 흘리기 위해 2차측에 병렬인덕터(L2)를 추가하여 SLLC 직렬공진 컨버터의 특성을 얻도록 하였다. 이와 같이 병렬인덕터(L2)의 추가에 의해, 이 병렬인덕터(L2) 값에 따라 높은 전압 이득특성을 갖게 되어 변압기의 적은 턴수비에도 높은 출력전압을 얻을 수 있고 넓은 입력전압 범위와 모든 부하 범위에서 사용 가능한 장점이 있다. 따라서 본 발명에서 제안한 SLLC 직렬공진 컨버터는 변압기(TR)의 1, 2차측 누설인덕턴스 및 변압기(TR) 2차측에 설치한 커패시터(CS)와의 직렬공진과 병렬인덕터(L2)의 추가로 도 5의 종래 LLC 직렬공진 컨버터에서 발생되는 문제점을 해결할 수 있다. As shown in FIG. 6, the resonating means of the SLLC series resonant converter is positioned on the secondary side of the transformer TR to configure the main circuit, thereby reducing the size and cost of the series resonant capacitor C S. In order to make magnetizing inductance as large as possible in general transformers, no gap is placed on the transformer TR, and the primary leakage inductance L l1 and the secondary leakage inductance L l2 are connected in series. The winding method used as is applied. In particular, the bridge juice switching element on the primary side (
Figure 112006063139888-PAT00006
,
Figure 112006063139888-PAT00007
,
Figure 112006063139888-PAT00008
,
Figure 112006063139888-PAT00009
The parallel inductor (L 2 ) was added to the secondary side to obtain the characteristics of the SLLC series resonant converter. Thus to obtain a high output voltage by the addition of the parallel inductor (L 2), the parallel inductor (L 2) is given a high gain characteristic according to the value in the low-turn defense of the transformer and a wide input voltage range, and all the load There are advantages available in the range. Therefore, the SLLC series resonant converter proposed in the present invention further shows a series resonance and a parallel inductor (L 2 ) between the primary and secondary leakage inductance of the transformer (TR) and the capacitor (C S ) installed on the secondary side of the transformer (TR). 5 can solve the problems occurring in the conventional LLC series resonant converter.

본 발명의 일실시예에 따른 직류 변환장치의 동작설명Description of the operation of the DC converter according to an embodiment of the present invention

본 발명에서 제안한 SLLC 직렬공진 컨버터를 적용한 직류 변환장치의 일실시예에 따른 승압형 DC/DC 컨버터에 대한 동작모드를 시간별로 구분하여 살펴본다. 도 7의 파형도는 규준화된 주파수(

Figure 112006063139888-PAT00010
)가 1보다 낮은 불연속모드(Discontinuous Conduction Mode) 영역에서 동작했을 때의 본 발명의 직렬공진 컨버터의 동작파형이다. 이 동작파형들은 변압기 1차측 단자전압
Figure 112006063139888-PAT00011
, 변압기 2차측 전류
Figure 112006063139888-PAT00012
, 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00013
, 2차측 공진전류
Figure 112006063139888-PAT00014
, 병렬인덕터 양단전압
Figure 112006063139888-PAT00015
를 나타내고 있으며 반주기의 동작모드를 5가지 모드로 나누었다. 각 모드의 동작은 도 8~12에 나타내었다. The operation mode of the boost type DC / DC converter according to the embodiment of the DC converter applying the SLLC series resonant converter proposed by the present invention will be described by time. 7 shows the normalized frequency (
Figure 112006063139888-PAT00010
) Is an operating waveform of the series resonant converter of the present invention when operating in a discontinuous conduction mode region lower than one. These operating waveforms are the primary voltage of the transformer
Figure 112006063139888-PAT00011
Transformer secondary current
Figure 112006063139888-PAT00012
Parallel inductor current
Figure 112006063139888-PAT00013
, Secondary side resonant current
Figure 112006063139888-PAT00014
, Voltage across parallel inductor
Figure 112006063139888-PAT00015
The half cycle operation mode is divided into five modes. The operation of each mode is shown in Figs.

Mode 1(

Figure 112006063139888-PAT00016
) : 도 8에서, 모드 1은 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00017
,
Figure 112006063139888-PAT00018
가 턴오프되고 2차측의 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00019
가 1차측으로 유도(Reflected)되어 흐르는 변압기 전류 IT1에 의해 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00020
,
Figure 112006063139888-PAT00021
,
Figure 112006063139888-PAT00022
,
Figure 112006063139888-PAT00023
의 출력커패시터가 충·방전을 끝마치는 직후의 동작시점이다.
Figure 112006063139888-PAT00024
시점 이후 일정하게 흐르는 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00025
가 변압기 1차측으로 유도되어 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00026
에 접속된 다이오드(바디다이오드)와 변압기 1차측을 통해 부전류(Negative Current)가 흐른다. 따라서 변압기 1차측 단자 전압은 극성이 변하여 입력전압
Figure 112006063139888-PAT00027
이 인가되고 변압기 2차측 전압
Figure 112006063139888-PAT00028
도 극성이 변한다. 이때 공진전류
Figure 112006063139888-PAT00029
가 정류다이오드
Figure 112006063139888-PAT00030
를 도통하여 흐르므로 병렬인덕터 L2에 출력전압 Vo이 인가되고 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00031
가 부(Negative)의 피크값에서 선형적으로 일정 기울기로 상승하며 흐른다. t1 시점에서 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00032
의 바디다이오드를 통해 흐르는 부전류 때문에 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00033
가 영전압 스위칭(Zero Voltage Switching) 동작 상태에서 턴온(Turn-on)하게 된다. Mode 1 (
Figure 112006063139888-PAT00016
In Figure 8, mode 1 is the juice switching device
Figure 112006063139888-PAT00017
,
Figure 112006063139888-PAT00018
Is turned off and the parallel inductor current on the secondary side
Figure 112006063139888-PAT00019
Switching element due to transformer current I T1 flowing through which is induced to the primary side
Figure 112006063139888-PAT00020
,
Figure 112006063139888-PAT00021
,
Figure 112006063139888-PAT00022
,
Figure 112006063139888-PAT00023
This is the point of operation right after the output capacitor of has finished charging and discharging.
Figure 112006063139888-PAT00024
Parallel Inductor Current Flows Constantly After Time
Figure 112006063139888-PAT00025
Is switched to the transformer primary and the juice switching element
Figure 112006063139888-PAT00026
Negative current flows through the diode (body diode) connected to the transformer and the primary side of the transformer. Therefore, the voltage of the primary terminal of the transformer is changed in polarity,
Figure 112006063139888-PAT00027
Is applied to the transformer secondary voltage
Figure 112006063139888-PAT00028
The polarity also changes. Resonant current
Figure 112006063139888-PAT00029
Rectification Diode
Figure 112006063139888-PAT00030
Flows through and the output voltage V o is applied to the parallel inductor L 2 and the parallel inductor current
Figure 112006063139888-PAT00031
Flows linearly with a constant slope from the negative peak value. Juice switching element at time t 1
Figure 112006063139888-PAT00032
Due to the negative current flowing through the body diode
Figure 112006063139888-PAT00033
Turn-on during zero voltage switching operation.

Mode 2(

Figure 112006063139888-PAT00034
) : 도 9에서, t1 시점에서 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00035
는 영전압 스 위칭으로 턴온(Turn-on)하고 주스위칭소자를 통해 입력전압(Vin)이 변압기에 인가되므로 변압기 1차측 전류
Figure 112006063139888-PAT00036
이 정방향으로 흐르기 시작한다. 모드 1과 모드 2에서 직렬공진은 변압기(TR) 1차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00037
과 2차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00038
, 그리고 2차측 직렬공진 커패시터
Figure 112006063139888-PAT00039
에 의해 이루어지게 되며, 정류다이오드
Figure 112006063139888-PAT00040
는 계속 도통하고 있으며 부하측으로 흐르는 공진전류
Figure 112006063139888-PAT00041
는 점차 상승하고 있다. 이때 병렬인덕터 L2는 직렬공진용 변압기(TR)의 1, 2차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00042
,
Figure 112006063139888-PAT00043
에 비해 큰 값의 인덕턴스를 가지므로 직렬공진특성에 큰 영향을 주지 않는다. 이 모드가 끝나는 시점은 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00044
가 정(Positive)방향으로 바뀌는 시점 t2이다. Mode 2 (
Figure 112006063139888-PAT00034
9: juice switching device at time t 1
Figure 112006063139888-PAT00035
Is turned on with zero voltage switching and the input voltage (V in ) is applied to the transformer through the juice switching device, so the transformer primary current
Figure 112006063139888-PAT00036
This begins to flow in the forward direction. In mode 1 and mode 2, the series resonance causes the primary leakage inductance of the transformer (TR).
Figure 112006063139888-PAT00037
And secondary leakage inductance
Figure 112006063139888-PAT00038
, And secondary-side series resonant capacitor
Figure 112006063139888-PAT00039
Rectified diode
Figure 112006063139888-PAT00040
Continues to conduct and the resonant current flowing to the load side
Figure 112006063139888-PAT00041
Is gradually rising. At this time, the parallel inductor L 2 is the leakage inductance of the primary and secondary side of the series resonance transformer (TR).
Figure 112006063139888-PAT00042
,
Figure 112006063139888-PAT00043
Since it has a large value of inductance compared to, it does not affect the series resonance characteristics. At the end of this mode, the parallel inductor current
Figure 112006063139888-PAT00044
Is the time t 2 when the positive direction changes.

Mode 3(

Figure 112006063139888-PAT00045
) : 도 10에서, 모드 3은 모드 2와 같은 특성을 나타내고 있다. 다만 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00046
가 선형적인 일정 기울기를 가지고 정(Positive) 전류로서 흐르며, 이 모드가 끝나는 시점은 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00047
와 변압기(TR) 2차측 전류
Figure 112006063139888-PAT00048
가 같고, 부하측에 더 이상 공진전류가 흐르지 않으며 직렬공진이 끝나는 시점이다.Mode 3 (
Figure 112006063139888-PAT00045
In Fig. 10, mode 3 shows the same characteristics as mode 2. Parallel inductor current
Figure 112006063139888-PAT00046
Flows as a positive current with a constant linear slope, and the end of this mode is the parallel inductor current.
Figure 112006063139888-PAT00047
And transformer (TR) secondary side current
Figure 112006063139888-PAT00048
Is the same, resonant current no longer flows to the load side and it is the point when series resonance ends.

Mode 4(

Figure 112006063139888-PAT00049
) : 도 11에서, 모드 4는
Figure 112006063139888-PAT00050
시점에서 공진이 끝나는 시점으로, 2차측 공진전류
Figure 112006063139888-PAT00051
는 흐르지 않고 변압기(TR) 2차측 정류다이오드
Figure 112006063139888-PAT00052
는 출력전압(Vo)으로 역바이어스 되어 있다. 이 모드 동안에 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00053
는 턴온되어 있으므로 입력전압(Vin)이 변압기에 인가되어 있고 이 모드동작에서 공진수단은 변압기(TR) 1차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00054
과 2차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00055
그리고 2차측 직렬공진 커패시터
Figure 112006063139888-PAT00056
및 병렬인덕터
Figure 112006063139888-PAT00057
에 의해 이루어지게 된다. 이 모드는 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00058
가 턴오프시 끝나게 된다.Mode 4 (
Figure 112006063139888-PAT00049
In Figure 11, mode 4 is
Figure 112006063139888-PAT00050
Secondary resonance current at the end of resonance at that point
Figure 112006063139888-PAT00051
Rectifier diode for transformer (TR) secondary
Figure 112006063139888-PAT00052
Is reverse biased to output voltage (V o ). Juice switching element during this mode
Figure 112006063139888-PAT00053
Since is turned on, the input voltage (V in ) is applied to the transformer and in this mode of operation, the resonator means the primary leakage inductance of the transformer (TR).
Figure 112006063139888-PAT00054
And secondary leakage inductance
Figure 112006063139888-PAT00055
And secondary series resonant capacitor
Figure 112006063139888-PAT00056
And parallel inductors
Figure 112006063139888-PAT00057
Will be done by This mode is juice switching device
Figure 112006063139888-PAT00058
Ends at turn-off.

Mode 5(

Figure 112006063139888-PAT00059
) : 도 12에서, 모드 5는
Figure 112006063139888-PAT00060
시점에서 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00061
가 턴오프될 때 시작한다. 일정하게(Constant) 흐르는 병렬인덕터 전류
Figure 112006063139888-PAT00062
가 1차측으로 유도(Reflected)되어 흐르는 변압기 1차측 전류
Figure 112006063139888-PAT00063
에 의해 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00064
의 출력 커패시터가 순간적으로 충·방전을 개시하여 끝마친 후 주 스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00065
의 바디다이오드를 통해 흐르며 이때 변압기(TR)의 1차측 단자전압 극성(Vab)이 바뀌게 된다. Mode 5 (
Figure 112006063139888-PAT00059
In Figure 12, mode 5 is
Figure 112006063139888-PAT00060
Juice switching device
Figure 112006063139888-PAT00061
Starts when is turned off. Constant Flowing Inductor Current
Figure 112006063139888-PAT00062
Primary current flows through which is reflected to primary side
Figure 112006063139888-PAT00063
By juice switching element
Figure 112006063139888-PAT00064
The main switching element after the output capacitor of the capacitor starts charging and discharging momentarily
Figure 112006063139888-PAT00065
Flow through the body diode of the primary terminal voltage polarity (V ab ) of the transformer (TR) is changed.

Mode 6(

Figure 112006063139888-PAT00066
) : 다음 반주기에 대한 동작모드는 모드 1 이후의 동작모드와 같으므로 설명을 생략한다. 위의 동작모드설명과 제 9도의 동작파형에서 볼 수 있듯이 모든 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00067
는 턴온/오프시 영전압에서 스위칭됨을 확인할 수 있다. 즉, 주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00068
턴온/오프시의 영전압 스위칭은 병렬인덕터
Figure 112006063139888-PAT00069
에 저장된 에너지에 의해 흐르는 전류가 1차측으로 유도(Reflected)되어 흐르는 전류
Figure 112006063139888-PAT00070
에 의해 결정되므로 부하에 관계없이 영전압 스위칭을 이룰 수 있다. 또한 변압기 2차측 공진전류
Figure 112006063139888-PAT00071
는 불연속으로 흐르기 때문에 출력다이오드
Figure 112006063139888-PAT00072
,
Figure 112006063139888-PAT00073
,
Figure 112006063139888-PAT00074
,
Figure 112006063139888-PAT00075
의 역회복 특성에 따른 스위칭 손실을 저감할 수 있다. 위의 사항들을 고려할 때 본 발명에서 제안된 SLLC 승압형 컨버터는 낮은 전압정격의 스위칭소자 사용과 스위칭손실 저감 등을 통하여 효율을 개선할 수 있는 특징을 갖는다. Mode 6 (
Figure 112006063139888-PAT00066
): The operation mode for the next half cycle is the same as the operation mode after Mode 1, and thus description is omitted. As shown in the operation mode description above and in the operating waveforms of FIG.
Figure 112006063139888-PAT00067
It can be seen that the switch at zero voltage when turned on / off. That is, juice switching device
Figure 112006063139888-PAT00068
Zero voltage switching at turn on / off
Figure 112006063139888-PAT00069
Current flowing through the current flowing by the energy stored in the primary side
Figure 112006063139888-PAT00070
It is determined by, so zero voltage switching can be achieved regardless of the load. Also, transformer secondary side resonant current
Figure 112006063139888-PAT00071
Output diode because it flows discontinuously
Figure 112006063139888-PAT00072
,
Figure 112006063139888-PAT00073
,
Figure 112006063139888-PAT00074
,
Figure 112006063139888-PAT00075
The switching loss due to the reverse recovery characteristic can be reduced. Considering the above, the SLLC boost converter proposed in the present invention has the characteristics of improving efficiency through the use of a low voltage rating switching element and reducing switching losses.

본 발명에 따른 회로의 입출력전압 이득특성I / O voltage gain characteristics of the circuit according to the present invention

본 발명에서 제안된 회로의 입출력전압 이득특성을 구하기 위해 도 6에 나타낸 2차측 SLLC 직렬공진 컨버터에 대한 등가회로를 도 13에 나타냈다.An equivalent circuit of the secondary side SLLC series resonant converter shown in FIG. 6 is shown in FIG. 13 to obtain the input / output voltage gain characteristics of the circuit proposed in the present invention.

또한, 본 발명에서 제안된 회로에 대한 실험적 구현과 변압기손실 저감을 위해 도 14에 나타낸 바와 같이 변압기 2개를 이용한 주회로구성 회로로써, 변압기 1차측은 병렬로 연결하여 변압기의 1차측 전류를 1/2로 줄였으며, 변압기의 2차측은 직렬로 연결하여 적은 턴수비에도 요구되는 출력전압을 얻을 수 있게 하였다. 이에 대한 등가회로는 도 15에 나타냈다. In addition, as shown in Figure 14 for the experimental implementation of the proposed circuit and to reduce the transformer loss in the main circuit configuration circuit using two transformers, the transformer primary side is connected in parallel to the primary current of the transformer 1 It was reduced to / 2, and the secondary side of the transformer was connected in series so that the required output voltage was obtained even at a low turn ratio. The equivalent circuit for this is shown in FIG.

도 13과 도 15의 등가회로에서

Figure 112006063139888-PAT00076
주스위칭소자
Figure 112006063139888-PAT00077
의 스위칭 동작에 의해서 얻어진 1차측 구형파 단자전압을 권선비를 고려하여 2차측으로 반영한 등가전원이며,
Figure 112006063139888-PAT00078
Figure 112006063139888-PAT00079
(도 13),
Figure 112006063139888-PAT00080
(도 15),
Figure 112006063139888-PAT00081
(도 13),
Figure 112006063139888-PAT00082
(도 15)는 2차측 공진을 위한 직렬 커패시터와 턴수비(
Figure 112006063139888-PAT00083
)를 고려하여 2차측으로 반영한 변압기(TR) 1차측 누설인덕턴스와 2차측 누설인덕턴스이다. 그리고
Figure 112006063139888-PAT00084
는 변압기 2차측에 추가한 병렬인덕터이고,
Figure 112006063139888-PAT00085
는 부하저항, 정류다이오드 및 커패시터 필터를 등가화한 등가 AC부하저항이다. In the equivalent circuit of FIG. 13 and FIG. 15
Figure 112006063139888-PAT00076
A main switching element
Figure 112006063139888-PAT00077
Equivalent power source that reflects the primary square wave terminal voltage obtained by the switching operation to the secondary side in consideration of the winding ratio.
Figure 112006063139888-PAT00078
Wow
Figure 112006063139888-PAT00079
(FIG. 13),
Figure 112006063139888-PAT00080
(FIG. 15),
Figure 112006063139888-PAT00081
(FIG. 13),
Figure 112006063139888-PAT00082
Figure 15 shows a series capacitor for the secondary side resonance Turn-rate
Figure 112006063139888-PAT00083
) Is the primary leakage inductance and secondary leakage inductance of the transformer (TR) reflected to the secondary side. And
Figure 112006063139888-PAT00084
Is the parallel inductor added to the transformer secondary,
Figure 112006063139888-PAT00085
Equivalent AC load resistance equals load resistance, rectifier diode and capacitor filter.

도 13과 도 15의 등가회로에서 식(2-1)과 식(2-3)의

Figure 112006063139888-PAT00086
는 변압기 등가모델을 이용하여 변압기(TR) 2차측에서 권선 비(
Figure 112006063139888-PAT00087
)를 고려하여 바라본 1차측 누설인덕턴스와 2차측 누설인덕턴스 및 2차측 자화인덕턴스의 관계로 등가누설인덕턴스를 얻을 수 있다. 하지만 이러한 등가누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00088
는 2차측 자화인덕턴스가 권선비를 고려한 1차측 누설인덕턴스보다 매우 크므로 (
Figure 112006063139888-PAT00089
Figure 112006063139888-PAT00090
Figure 112006063139888-PAT00091
), 해석의 용이성을 위해 식 (2-2) 및 식 (2-4)와 같이 간략화된 등가 누설인덕턴스로 나타내었다. In the equivalent circuit of FIG. 13 and FIG. 15 Of formula (2-1) and formula (2-3)
Figure 112006063139888-PAT00086
Is the ratio of winding ratio on the secondary side of transformer (TR)
Figure 112006063139888-PAT00087
Equivalent leakage inductance can be obtained in relation to primary leakage inductance, secondary leakage inductance and secondary magnetization inductance. But these equivalent leakage inductance
Figure 112006063139888-PAT00088
Since the secondary magnetization inductance is much larger than the primary leakage inductance considering the turns ratio,
Figure 112006063139888-PAT00089
Figure 112006063139888-PAT00090
Figure 112006063139888-PAT00091
For simplicity, the simplified equivalent leakage inductance is shown in equations (2-2) and (2-4).

Figure 112006063139888-PAT00092
(1)
Figure 112006063139888-PAT00092
(One)

Figure 112006063139888-PAT00093
(2-1)
Figure 112006063139888-PAT00093
(2-1)

Figure 112006063139888-PAT00094
(2-2)
Figure 112006063139888-PAT00094
(2-2)

Figure 112006063139888-PAT00095
(2-3)
Figure 112006063139888-PAT00095
(2-3)

Figure 112006063139888-PAT00096
(2-4)
Figure 112006063139888-PAT00096
(2-4)

그리고 본 발명에서는 각각 도 6과 도 14를 등가화한 도 13과 도 15의 등가회로에서 등가 AC부하저항(Req)이 단락일 때의 주파수, 즉 공진주파수

Figure 112006063139888-PAT00097
과 개방일 때의 주파수, 즉 코너 주파수(corner frequency)
Figure 112006063139888-PAT00098
를 식(3)과 식(4)에 정의하였다. In the present invention, in the equivalent circuit of Figs. 13 and 15, which is equivalent to Figs. 6 and 14, respectively, the frequency when the equivalent AC load resistance Req is a short circuit, that is, the resonance frequency
Figure 112006063139888-PAT00097
And frequency when open, ie corner frequency
Figure 112006063139888-PAT00098
Is defined in equations (3) and (4).

Figure 112006063139888-PAT00099
(3)
Figure 112006063139888-PAT00099
(3)

Figure 112006063139888-PAT00100
(4)
Figure 112006063139888-PAT00100
(4)

규준화된 공진 주파수

Figure 112006063139888-PAT00101
은 공진 주파수
Figure 112006063139888-PAT00102
과 스위칭 주파수
Figure 112006063139888-PAT00103
의 비이고, A는 병렬인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00104
와 등가누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00105
의 비이다. 그리고 Q는 Quality Factor이다. Normalized Resonance Frequency
Figure 112006063139888-PAT00101
Silver resonant frequency
Figure 112006063139888-PAT00102
Switching frequency
Figure 112006063139888-PAT00103
Is the ratio of and A is the parallel inductance
Figure 112006063139888-PAT00104
Equivalent Leakage Inductance
Figure 112006063139888-PAT00105
Is rain. And Q is the quality factor.

Figure 112006063139888-PAT00106
(5)
Figure 112006063139888-PAT00106
(5)

Figure 112006063139888-PAT00107
(6)
Figure 112006063139888-PAT00107
(6)

Figure 112006063139888-PAT00108
(7)
Figure 112006063139888-PAT00108
(7)

그리고 임피던스 관계 및 위의 수식(1)∼(7)를 바탕으로 얻어진 입·출력에 대한 전압이득(M) 특성은 식(8)에 의해 얻었다.The voltage gain (M) characteristics for the input and output obtained based on the impedance relationship and the above equations (1) to (7) were obtained by equation (8).

Figure 112006063139888-PAT00109
(8)
Figure 112006063139888-PAT00109
(8)

전압이득 특성

Figure 112006063139888-PAT00110
(식(8))으로부터 알 수 있듯이 전압이득은 등가누설인덕턴스인 직렬공진인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00111
와 2차측 병렬인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00112
의 비(A) 및 부하 Quality factor(Q)와 규준화된 주파수
Figure 112006063139888-PAT00113
값에 의존한다. 이러한 경우 규준화된 공진 주파수
Figure 112006063139888-PAT00114
및 Q 변화에 대해 전압이득(M) 변화를 알아보기 위해 식(8)을 이용하여 시뮬레이션한 결과를 도 16에 나타내었다. Voltage gain characteristic
Figure 112006063139888-PAT00110
As can be seen from equation (8), the voltage gain is the series resonance inductance, which is equivalent leakage inductance.
Figure 112006063139888-PAT00111
And secondary parallel inductance
Figure 112006063139888-PAT00112
Ratio (A) and load quality factor (Q) and normalized frequency
Figure 112006063139888-PAT00113
Depends on the value Normalized resonant frequency in this case
Figure 112006063139888-PAT00114
And the results of the simulation using the equation (8) to find the change in the voltage gain (M) against the Q change is shown in FIG.

도 16은 등가 누설인덕턴스

Figure 112006063139888-PAT00115
와 변압기 2차측 병렬인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00116
의 비인 A가 0.3일 때 규준화된 주파수
Figure 112006063139888-PAT00117
과 Q 변화에 대한 전압이득 특성 곡선이다. 등가누 설인덕턴스와 병렬인덕턴스 비(A)가 클수록 즉 병렬 인덕턴스가 작아질수록 전압이득이 높아지며 스위칭 동작을 하기 위한 규준화된 주파수의 스위칭 범위가 협소해진다. 이러한 협소한 스위칭 주파수 범위와 높은 전압이득 특성은 병렬인덕턴스 값이 감소하여야 하므로, 병렬인덕터에 흐르는 전류를 증가시킬 뿐만 아니라 도통 손실을 증가시키는 원인이 된다. 따라서 중부하에서도 주어진 입력 전압변동 범위에 대한 1차측 스위칭소자가 영전압 스위칭을 이룰 수 있는 병렬 인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00118
값과 병렬인덕터 전류를 구하기 위해 A와 Q 값을 적절하게 사용해야 한다. Figure 16 shows equivalent leakage inductance
Figure 112006063139888-PAT00115
And transformer secondary parallel inductance
Figure 112006063139888-PAT00116
Normalized frequency when A = 0.3
Figure 112006063139888-PAT00117
Voltage gain characteristic curves for and Q changes. The larger the equivalent leakage inductance and the parallel inductance ratio (A), that is, the smaller the parallel inductance, the higher the voltage gain and the narrower the switching range of the normalized frequency for switching operation. Such a narrow switching frequency range and high voltage gain characteristics cause the parallel inductance value to be reduced, which not only increases the current flowing through the parallel inductor, but also increases the conduction loss. Therefore, even in heavy loads, the parallel inductance of the primary switching element can achieve zero voltage switching for a given input voltage range.
Figure 112006063139888-PAT00118
The A and Q values should be used appropriately to find the value and parallel inductor current.

또한 본 발명에서 제안된 변압기 2차측 LLC 직렬공진 컨버터 적용 승압형 직류 변환장치는 도 16에서 볼 수 있듯이 ZVS(Zero Voltage Switching, 영전압 스위칭) 영역 중에서도 스위칭 동작영역이 규준화된 주파수

Figure 112006063139888-PAT00119
이 1보다 낮은 주파수에서 사용하고 있으며, 이러한 경우 주스위칭소자의 영전압 스위칭(ZVS) 뿐만 아니라 변압기 2차측 정류 다이오드의 영전류 스위칭(ZCS: Zero Current Switching)을 얻을 수 있고, 입출력전압 이득특성도 1보다 큰 승압모드에서 동작된다.In addition, the voltage booster type DC converter applying the transformer secondary side LLC series resonant converter proposed in the present invention has a frequency in which the switching operation region is normalized among ZVS (Zero Voltage Switching) regions as shown in FIG. 16.
Figure 112006063139888-PAT00119
It is used at a frequency lower than 1, and in this case, not only the zero voltage switching (ZVS) of the juice switching element but also the zero current switching (ZCS) of the secondary rectifier diode of the transformer can be obtained, and the input / output voltage gain characteristics are also obtained. Operates in boost mode greater than one.

또한, 규준화된 주파수

Figure 112006063139888-PAT00120
이 1보다 높은 주파수 영역에서는 입출력전압이득특성이 1보다 적은 강압모드로 동작되고 주회로 스위치는 ZVS에서 동작된다. Also, normalized frequency
Figure 112006063139888-PAT00120
In the frequency region higher than 1, the input / output voltage gain characteristic is operated in the step-down mode with less than 1, and the main circuit switch is operated in ZVS.

구체적인 스펙을 적용한 실제 적용례Actual application example with specific specification

입력전압Input voltage 22∼30VDC22 to 30 VDC 출력전압Output voltage 400VDC400 VDC 출력전류Output current 2.5A2.5 A 주스위칭 주파수Juice switching frequency 70kHz ∼ 100kHz70 kHz to 100 kHz 직렬공진 주파수Series resonance frequency 100kHz100 kHz 주스위칭소자 (병렬로 2개씩 연결)Juice Switching Devices (Connect 2 in parallel) IRF 3077PbF (75V, 210A, RDS=3.3mΩ)IRF 3077PbF (75V, 210A, R DS = 3.3mΩ) 출력정류 다이오드 (

Figure 112006063139888-PAT00121
)Output rectifier diode
Figure 112006063139888-PAT00121
) DESI 12-06A (600V, 14A, VF=1.5V)DESI 12-06A (600V, 14A, V F = 1.5V)

표 1은 본 발명에 따른 LLC 직렬공진 컨버터 적용 승압형 직류 변환장치의 구체적인 적용례이고, 도 17은 본 발명의 일실시예인 도 14에 나타낸 승압 직류 변환장치의 1차측 단자전압(Vab)과 전류(IT1) 및 2차측 공진전류(ID)와 병렬인덕터 전압(VL2) 실험파형도이다(50V/div.,50A/div., 500V/div., 2.5A/div., 4us/div). 이 적용례에서는 낮은 입력전압(22∼30VDC)을 높은 출력전압(400VDC)으로 승압시킬 수 있도록 1kW급으로 설계하였다. 표1에 나타낸 파라미터들과 같이 본 발명에 따른 컨버터장치에 대한 실험조건과 적용된 소자 등을 적용하였다. Table 1 is a specific application example of the step-up DC converter applying LLC series resonant converter according to the present invention, Figure 17 is a primary terminal voltage (V ab ) and the current of the step-up DC converter shown in Figure 14, an embodiment of the present invention Experimental waveform diagram of (I T1 ) and secondary resonant current (I D ) and parallel inductor voltage (V L2 ) (50V / div., 50A / div., 500V / div., 2.5A / div., 4us / div ). In this application, 1kW class is designed to boost low input voltage (22 ~ 30VDC) to high output voltage (400VDC). As shown in the parameters shown in Table 1, the experimental conditions and the applied device for the converter device according to the present invention were applied.

도 17의 (a), (b), (c)는 일정 출력전압에 대해 300W, 600W, 1kW에 대한 변압기 1차측 단자전압과 전류 및 2차측 부하전류와 병렬인덕터 양단전압에 대한 실험파형이다. 도 17의 (a)~(c)에서 볼 수 있듯이 본 발명의 컨버터장치에서는, 중부하(1kW)에서 경부하(300W)까지 단자전류가 단자전압(Vab)에 대해 지상전류(Lagging Current)로서 흐르는 것을 볼 수 있으며, 모든 부하변화에 대해 주스위칭소자의 영전압 스위칭을 확인하였다. 그리고 (a)에서 (c)까지의 실험결과 파형의 주파수 변화(82.39kHz∼88.19kHz)는 도 16의 시뮬레이션 스위칭 주파수 범위(100kHz∼70kHz)와 동일한 스위칭 주파수 범위 내에서 동작하는 것을 볼 수 있다. 또한 변압기 1차측 공진 전류가 불연속으로 흐르기 때문에 변압기 2차측 정류 다이오드의 역회복 손실을 줄일 수 있다. 도 18은 1kW급으로 설계한 본 발명의 승압형 직류 변환장치의 시제품 사진을 나타낸다.17A, 17B, and 17C are experimental waveforms of a transformer primary terminal voltage and current, a secondary load current, and parallel inductor voltages for 300 W, 600 W, and 1 kW for a constant output voltage. As shown in Figs. 17A to 17C, in the converter device of the present invention, the terminal current from the heavy load (1kW) to the light load 300W is the ground current (Lagging Current) with respect to the terminal voltage (V ab ). It can be seen that the flow as, and the zero voltage switching of the juice switching element was confirmed for all load changes. In addition, the experimental results from (a) to (c) show that the frequency change (82.39 kHz to 88.19 kHz) of the waveform operates within the same switching frequency range as the simulation switching frequency range (100 kHz to 70 kHz) of FIG. 16. Also, because the transformer primary side resonant current flows discontinuously, the reverse recovery loss of the transformer secondary side rectifier diode can be reduced. Fig. 18 shows a prototype photograph of the boost type DC converter of the present invention designed for 1 kW class.

다른 실시예Another embodiment

도 19는 본 발명의 다른 실시예로서 병렬인덕터

Figure 112006063139888-PAT00122
와 출력부(정류다이오드단) 사이에 직렬인덕터
Figure 112006063139888-PAT00123
를 둠으로서 더 높은 DC 이득특성 및 더 좁은 주파수 제어범위에서 출력전압을 제어할 수 있는 특징을 갖도록 한 응용 실시예를 나타낸다. 도 19의 주회로에 대한 도 21의 등가회로를 이용하여 전압이득(M) 특성식 (
Figure 112006063139888-PAT00124
)을 식(9)와 같이 구하였다. 19 shows a parallel inductor as another embodiment of the present invention.
Figure 112006063139888-PAT00122
Series inductor between the output and rectifier diode stage
Figure 112006063139888-PAT00123
An application embodiment is shown to have a feature of controlling the output voltage at a higher DC gain characteristic and a narrower frequency control range. Voltage gain (M) characteristic equation using the equivalent circuit of FIG. 21 for the main circuit of FIG.
Figure 112006063139888-PAT00124
) Was obtained as in Equation (9).

Figure 112006063139888-PAT00125
(9)
Figure 112006063139888-PAT00125
(9)

식 (9)에서 볼 수 있듯이

Figure 112006063139888-PAT00126
은 스위칭주파수
Figure 112006063139888-PAT00127
와 공진주파수
Figure 112006063139888-PAT00128
의 비로써 규준화된 주파수를 나타낸 것이며,
Figure 112006063139888-PAT00129
는 변압기의 병렬인덕터
Figure 112006063139888-PAT00130
와 식 (2-2)에 나타낸 변압기(TR) 1, 2차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00131
의 비율을 나타낸 것이고,
Figure 112006063139888-PAT00132
는 병렬인덕터
Figure 112006063139888-PAT00133
와 직렬인덕터
Figure 112006063139888-PAT00134
의 비율을 나타낸 것이다. 그리고
Figure 112006063139888-PAT00135
는 부하 Quality factor를 나타낸 것이다. As you can see in equation (9)
Figure 112006063139888-PAT00126
Switching frequency
Figure 112006063139888-PAT00127
And resonant frequency
Figure 112006063139888-PAT00128
Represents the normalized frequency as the ratio of
Figure 112006063139888-PAT00129
Is the parallel inductor of the transformer
Figure 112006063139888-PAT00130
And transformer (TR) primary and secondary leakage inductance shown in Equation (2-2)
Figure 112006063139888-PAT00131
Represents the ratio of
Figure 112006063139888-PAT00132
Is a parallel inductor
Figure 112006063139888-PAT00133
With serial inductor
Figure 112006063139888-PAT00134
It shows the ratio of. And
Figure 112006063139888-PAT00135
Denotes the load quality factor.

또다른 실시예Another embodiment

또한, 본 발명에서 제안된 기본회로와 도 19에서의 회로를 도 20에서와 같이 변압기(TR)의 1, 2차측 누설인덕턴스을 최소화하여 무시하고, 병렬인덕터(

Figure 112006063139888-PAT00136
)를 삽입하는 것 대신에 갭(Gap)이 있는 변압기(LCTR: Loosely Coupled Transformer)를 적용하여 변압기 자화인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00137
및 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00138
를 공진수단로 이용함으로 더 높은 DC이득특성을 얻을 수 있는 특징을 갖는 응용 실시예를 제안한다. 이 회로에 대한 전압이득(M) 특성식 (
Figure 112006063139888-PAT00139
)은 식(9)와 같다. 식 (9)에서 볼 수 있듯이
Figure 112006063139888-PAT00140
은 스위칭주파수
Figure 112006063139888-PAT00141
와 공진주파수
Figure 112006063139888-PAT00142
의 비로써 규준화된 주파수를 나타낸 것이며, 이때
Figure 112006063139888-PAT00143
는 변압기의 1차측 자화인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00144
과 1차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00145
의 비율을 나타낸 것이고,
Figure 112006063139888-PAT00146
는 1차측 자화인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00147
과 1차측에서 권선비를 고려하여 바라본 2차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00148
의 비율을 나타낸 것이다. 그리고
Figure 112006063139888-PAT00149
는 부하 Quality factor를 나타낸 것이다. In addition, the basic circuit proposed in the present invention and the circuit in FIG. 19 are neglected by minimizing the primary and secondary leakage inductances of the transformer TR as in FIG.
Figure 112006063139888-PAT00136
Transformer magnetization inductance by applying a loosely coupled transformer (LCTR) instead of inserting
Figure 112006063139888-PAT00137
And leakage inductance
Figure 112006063139888-PAT00138
Proposes an application embodiment having a feature that can obtain a higher DC gain characteristics by using a resonator means. Voltage gain (M) characteristic equation for this circuit (
Figure 112006063139888-PAT00139
) Is the same as (9). As you can see in equation (9)
Figure 112006063139888-PAT00140
Switching frequency
Figure 112006063139888-PAT00141
And resonant frequency
Figure 112006063139888-PAT00142
Which represents the normalized frequency as the ratio of
Figure 112006063139888-PAT00143
Is the magnetizing inductance of the primary side of the transformer
Figure 112006063139888-PAT00144
And primary leakage inductance
Figure 112006063139888-PAT00145
Represents the ratio of
Figure 112006063139888-PAT00146
Is the primary magnetization inductance
Figure 112006063139888-PAT00147
Leakage inductance on the secondary side with consideration of turns ratio
Figure 112006063139888-PAT00148
It shows the ratio of. And
Figure 112006063139888-PAT00149
Denotes the load quality factor.

식 (9)의 전압이득 특성에서

Figure 112006063139888-PAT00150
일 때 도 19의 인덕터
Figure 112006063139888-PAT00151
또는 도 20의 변압기(LCTR)의 2차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00152
를 고려할 경우 각각 식(10)과 식(11)로 나타낼 수 있다.From the voltage gain characteristic of equation (9)
Figure 112006063139888-PAT00150
Inductor of FIG. 19 when
Figure 112006063139888-PAT00151
Or secondary leakage inductance of transformer LCTR of FIG.
Figure 112006063139888-PAT00152
In consideration of this, it can be represented by equation (10) and equation (11), respectively.

Figure 112006063139888-PAT00153
(10)
Figure 112006063139888-PAT00153
10

Figure 112006063139888-PAT00154
(11)
Figure 112006063139888-PAT00154
(11)

식(10)과 식(11)의 전압이득 특성식으로부터 도 19의 인덕터

Figure 112006063139888-PAT00155
또는 도 20의 변압기(LCTR)의 2차측 누설인덕턴스
Figure 112006063139888-PAT00156
에 따라 DC 전압이득이 높아지는 것을 확인할 수 있다. 또한 식 (9)의 전압이득특성식을 이용한 도 20의 시뮬레이션 결과는 A=0.1, B=0.2인 경우 규준화된 주파수와 Q 변화에 대한 전압이득 특성곡선을 나타내고 있다(도 22 참조). 이러한 특성곡선에서 볼 수 있듯이 규준화된 주파수(
Figure 112006063139888-PAT00157
)가 1인 곳에서 높은 전압이득 특성을 갖게 되어 변압기(TR) 2차측의 적은 턴수에도 높은 출력 전압을 얻을 수 있으며 보다 좁은 주파수 제어범위에 따라 무부하 및 경부하시 일정출력전압 제어를 위한 주파수 제어가 용이하며 과부하시에도 주스위칭소자의 영전압 스위칭을 이룰 수 있는 특성을 가지고 있다. The inductor of FIG. 19 from the voltage gain characteristic formulas of Equations (10) and (11)
Figure 112006063139888-PAT00155
Or secondary leakage inductance of transformer LCTR of FIG.
Figure 112006063139888-PAT00156
As a result, the DC voltage gain increases. In addition, the simulation result of FIG. 20 using the voltage gain characteristic equation of Equation (9) shows the voltage gain characteristic curve for the normalized frequency and Q change when A = 0.1 and B = 0.2 (see FIG. 22). As you can see from this characteristic curve,
Figure 112006063139888-PAT00157
) Has a high voltage gain characteristic at 1), so a high output voltage can be obtained even at a small number of turns on the secondary side of the transformer (TR), and frequency control for constant output voltage control at no load and light load is possible according to a narrower frequency control range. It is easy and has a characteristic that can achieve zero voltage switching of juice switching element even under overload.

앞에서 개시된 모든 회로에 있어서는, 1차측에 변압기 1차측 단자와 직렬로 DC 바이어싱를 막기 위한 블로킹 커패시터를 둘 수 있다. In all the circuits disclosed above, there may be a blocking capacitor on the primary side to prevent DC biasing in series with the transformer primary terminal.

이상에서 본 발명의 SLLC 직렬공진 컨버터를 적용한 직류 변환장치의 구체적인 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명의 기술적 범위는 앞에서 서술한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 가령, 본 발명에서 제안된 회로는 도 23 및 도 24에서와 같이 푸쉬풀(Push-Pull) 컨버터와 하프브리지(Half Bridge) 컨버터에도 적용될 수 있다. 그리고 도 25에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 컨버터는, 무부하시에는 높은 전압이득특성을 갖고 부하시에는 낮은 이득특성을 요구하는 램프 부하 등의 AC부하에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 제안된 컨버터회로는 승압용 직류변환 장치 뿐만 아니, 강압용 직류변환 장치에도 적용할 수 있다. 본 발명의 기술적 범위는 첨부한 특허청구범위의 합리적 해석에 의해 결정되는 것이다. In the above, a specific embodiment of the DC converter using the SLLC series resonant converter of the present invention has been described. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the above-described embodiment. For example, the circuit proposed in the present invention may be applied to a push-pull converter and a half bridge converter as shown in FIGS. 23 and 24. As shown in Fig. 25, the converter according to the present invention can be applied to an AC load such as a lamp load which has a high voltage gain characteristic under no load and requires a low gain characteristic under load. In addition, the converter circuit proposed in the present invention can be applied to a step-up DC converter as well as a step-up DC converter. The technical scope of the present invention is to be determined by reasonable interpretation of the appended claims.

본 발명에 따른 직류 변환장치는 승압모드와 강압모드 둘 다 동작될 수 있고, 상대적으로 좁은 주파수 제어범위에서 넓은 범위의 입출력 전압제어를 할 수 있으며, 스위칭 동작영역에서 모든 스위칭소자들이 소프트 스위칭 할 수 있는 등의 여러 장점들을 갖고 있는 SLLC 직렬공진 컨버터를 적용한 DC-DC 컨버터이다. The DC converter according to the present invention can operate in both the boost mode and the step-down mode, can control a wide range of input / output voltage in a relatively narrow frequency control range, and softly switch all the switching elements in the switching operation region. DC-DC converter adopting SLLC series resonant converter with several advantages.

본 발명에서는 도 6과 같이 직렬공진 컨버터의 공진수단을 변압기 2차측에 위치시켜 주회로를 구성함으로 직렬공진을 위한 커패시터(CS) 크기 및 단가를 저감 할 수 있다. 또한, 주스위칭소자 턴온/오프시 영전압 스위칭은 병렬인덕터(

Figure 112006063139888-PAT00158
)에 저장된 에너지에 의한 전류에 의해 결정되므로 부하에 관계없이 영전압 스위칭을 이룰 수 있다. 또한 변압기 2차측 공진전류는 불연속적으로 흐르기 때문에 출력다이오드(
Figure 112006063139888-PAT00159
,
Figure 112006063139888-PAT00160
,
Figure 112006063139888-PAT00161
,
Figure 112006063139888-PAT00162
) 역회복 특성에 따른 스위칭 손실을 저감할 수 있다. In the present invention, as shown in Figure 6 by placing the resonating means of the series resonator converter on the transformer secondary side to configure the main circuit can reduce the size and the cost of the capacitor (C S ) for the series resonance. In addition, zero voltage switching at the time of turning on / off the juice switching element is a parallel inductor.
Figure 112006063139888-PAT00158
The zero voltage switching can be achieved regardless of the load because it is determined by the current by the energy stored in the circuit. Also, because the transformer secondary side resonant current flows discontinuously,
Figure 112006063139888-PAT00159
,
Figure 112006063139888-PAT00160
,
Figure 112006063139888-PAT00161
,
Figure 112006063139888-PAT00162
) The switching loss due to the reverse recovery characteristic can be reduced.

Claims (10)

다수의 주스위칭소자와, 이 주스위칭소자의 전류단속에 의해 유도전압을 발생하기 위하여 1차측 권선과 2차측권선을 갖는 변압기를 포함하는 직렬공진 컨버터회로에 있어서, In a series resonant converter circuit comprising a plurality of juice switching elements and a transformer having a primary winding and a secondary winding to generate an induced voltage by the current interruption of the juice switching element, 상기 변압기의 2차측권선에 직렬로 연결되는 공진수단을 포함하고,Resonating means connected in series with the secondary winding of the transformer, 상기 변압기는 갭을 갖고 있지 않는 것을 특징으로 하는, 직렬공진 컨버터회로. And said transformer does not have a gap. 제1항에 있어서, 상기 공진수단은 상기 변압기의 2차측권선의 일단에 제1단이 연결되고 제2단은 출력측에 연결되는 커패시터를 포함하는 직렬공진 컨버터회로. 2. The series resonant converter circuit according to claim 1, wherein the resonator means comprises a capacitor having a first end connected to one end of a secondary side winding of the transformer and a second end connected to an output side. 제2항에 있어서, 상기 공진수단은 상기 변압기의 1차측 누설인덕턴스와 2차측 누설인덕턴스를 포함하는 직렬공진 컨버터회로. 3. The series resonant converter circuit according to claim 2, wherein said resonator means comprises a primary leakage inductance and a secondary leakage inductance of said transformer. 제2항에 있어서, 상기 공진수단은 상기 커패시터의 제2단에 연결되는 병렬인덕터를 추가로 포함하는 직렬공진 컨버터회로. 3. The series resonant converter circuit of claim 2, wherein the resonator means further comprises a parallel inductor connected to the second end of the capacitor. 제2항에 있어서, 상기 공진수단은 상기 커패시터의 제2단 및 상기 병렬인덕 터와의 연결부 및 출력단 사이에 연결되는 직렬인덕터를 추가로 포함하는, 직렬공진 컨버터회로. 3. The series resonant converter circuit according to claim 2, wherein said resonating means further comprises a series inductor connected between a second end of said capacitor and a connection with said parallel inductor and an output end. 다수의 주스위칭소자와, 이 주스위칭소자의 전류단속에 의해 유도전압을 발생하기 위하여 1차측 권선과 2차측권선을 갖는 변압기를 포함하는 직렬공진 컨버터회로에 있어서, In a series resonant converter circuit comprising a plurality of juice switching elements and a transformer having a primary winding and a secondary winding to generate an induced voltage by the current interruption of the juice switching element, 상기 변압기의 2차측권선에 직렬로 연결되는 공진수단을 포함하며, Resonator means connected in series to the secondary winding of the transformer, 상기 공진수단에는 갭을 갖고 있는 LCTR(Loosely Coupled Transformer) 변압기가 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, 직렬공진 컨버터회로. And a loosely coupled transformer (LCTR) transformer having a gap in series with the resonance means. 제6항에 있어서, 상기 공진수단은 상기 변압기의 2차측권선의 일단에 제1단이 연결되고 제2단은 출력측에 연결되는 커패시터를 포함하는 직렬공진 컨버터회로. 7. The series resonant converter circuit according to claim 6, wherein the resonator means comprises a capacitor having a first end connected to one end of a secondary winding of the transformer and a second end connected to an output side. 제7항에 있어서, 상기 공진수단은 상기 LCTR 변압기의 자화인덕턴스 (
Figure 112006063139888-PAT00163
)및 누설인덕턴스(
Figure 112006063139888-PAT00164
)를 포함하는 직렬공진 컨버터회로.
8. The magnetic resonance inductance of claim 7, wherein the resonator means
Figure 112006063139888-PAT00163
) And leakage inductance (
Figure 112006063139888-PAT00164
Serial resonance converter circuit comprising a).
제1~8항 중 어느 한 항에 기재된 직렬공진 컨버터회로를 주회로로서 채용하여, 입력단에 입력되는 제1전압의 직류를 제2전압의 직류로 변환하여 출력단으로 출력하는 직류변환 장치. A DC conversion device employing the series resonant converter circuit according to any one of claims 1 to 8 as a main circuit, and converts a direct current of the first voltage input to the input terminal into a direct current of the second voltage and outputs it to the output terminal. 제9항에 있어서, 상기 입력단에 입력되는 전압에 의한 DC 바이어싱을 막기 위하여 상기 컨버터회로의 변압기의 1차측권선에 연결되는 블로킹 커패시터가 추가로 포함되는 직류변환 장치. 10. The DC converter as set forth in claim 9, further comprising a blocking capacitor connected to a primary side winding of a transformer of the converter circuit to prevent DC biasing due to a voltage input to the input terminal.
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