KR20090005011U - 역률보정 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 역률보정 컨버터(Power Factor Correction Converter)에 관한 것이다.

본 고안은 적어도 하나의 트랜스포머에 병렬 권선된 한 쌍의 권선; 상기 한 쌍의 권선이 접지되는 것을 각각 스위칭하는 한 쌍의 전력 스위칭소자; 및 상기 한 쌍의 권선을 구동하는 유도전류를 생성하여 유도 권선에 흘려주고, 입력전류의 위상에 따라 상기 한 쌍의 전력 스위칭소자를 교차 온/오프시키는 제어부를 포함한다.

역률보정, 트랜스포머, UU 코어, 합성전류, 리플 감소

Description

역률보정 컨버터{PFC converter}

도 1은 종래의 역률보정 컨버터 회로도.

도 2는 도 1에 의한 합성전류의 파형도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 역률보정 컨버터 회로도.

도 4는 도 3에 의한 합성전류의 파형도.

＜도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명＞

100: 제어 IC(인터리브드 IC)

T: 트랜스포머

L1, L2: 권선

ZCD1, ZCD2: 유도 권선

Q1, Q2: 전력 스위칭소자

D1, D2: 역전 방지용 다이오드

본 고안은 역률보정 컨버터(Power Factor Correction Converter)에 관한 것이다.

일반적으로 전원장치에서는 전압과 전류의 위상을 일치시켜 전력의 효율화를 제공하기 위해 역률보정회로를 사용한다.

도 1은 종래의 역률보정 컨버터 회로도이고, 도 2는 도 1에 의한 출력전류 파형도이다.

도 1을 참조하면, 입력전압(Vin)에 병렬 연결된 한 쌍의 트랜스포머(T1, T2)를 통해 위상이 서로 상이한 입력전류를 각각의 위상에 맞게 변류하고, 한 쌍의 트랜스포머(T1, T2)에서 변류된 전류를 합성하여 원하는 출력전류를 생성하도록 구성된다.

여기서, 제어 IC(100)는 인터리브드 IC(Interleaved IC)로서, 한 쌍의 트랜스포머(T1, T2)가 서로 상이한 주기로 교차 동작되도록 유도전류를 흘려주는 역할을 함과 동시에 각각의 트랜스포머(T1, T2)에 연결된 전력 스위칭소자(Q1, Q2)의 온/오프상태를 제어하여 트랜스포머(T1, T2)의 동작상태를 제어한다.

그런데, 종래의 역률보정 컨버터에서는 두개의 트랜스포머(T1, T2)를 사용하 여 역률보정 컨버터를 구성하기 때문에 제조원가 및 제품의 가격이 상승한다.

또한, 각각의 트랜스포머(T1, T2)에서 출력되는 전류를 합성한 합성전류는 도 2에 도시된 바와 같이 리플성분이 발생하며, 이로 인해 컨버터가 오동작하거나 파손되는 현상이 발생한다.

본 고안은 역률 보정된 합성전류의 리플이 감소된다.

본 고안은 적어도 하나의 트랜스포머에 병렬 권선된 한 쌍의 권선; 상기 한 쌍의 권선이 접지되는 것을 각각 스위칭하는 한 쌍의 전력 스위칭소자; 및 상기 한 쌍의 권선을 구동하는 유도전류를 생성하여 유도 권선에 흘려주고, 입력전류의 위상에 따라 상기 한 쌍의 전력 스위칭소자를 교차 온/오프시키는 제어부를 포함한다.

본 고안의 일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 권선에서 출력되는 전류의 역류를 방지하는 한 쌍의 역전 방지용 다이오드를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 역전 방지용 다이오드에서 출력되는 각각의 출력전류가 합성되도록 상기 한 쌍의 역전 방지용 다이오드의 출력단이 접점을 이룬다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세 히 설명한다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 역률보정 컨버터 회로도이고, 도 4는 도 3에 의한 합성전류의 파형도이다.

도 3을 참조하면, 하나의 트랜스포머(T)에 두개의 권선(L1, L2)이 권선(통상적으로 "UU 코어"라 칭함)되고, 각각의 권선(L1, L2)은 입력전압(Vin1)에 병렬 연결된다.

또한, 각각의 권선(L1, L2)의 출력은 각각 역전 방지용 다이오드(D3, D4)를 통해 출력된다(출력전압: Vout1).

그리고, 각각의 권선(L1, L2)과 각각의 역전 방지용 다이오드(D3, D4) 사이에는 병렬 연결된 각각의 전력 스위칭소자(Q3, Q4)를 통해 접지된다.

한편, 트랜스포머(T) 내의 각 권선(L1, L2)에 유도전류를 흘려주기 위한 유도 권선(ZCD1, ZCD2)과, 이 유도 권선(ZCD1, ZCD2)에 공급되는 유도전류와 상기 전력 스위칭소자(Q3, Q4)의 온/오프상태를 제어하는 제어부(200)를 구비한다.

제어부(200)는 인터리브드 IC(Interleaved IC)로 구현함으로서, 위상이 서로 상이한 입력전류를 위상에 맞게 변류하도록 전력 스위칭소자(Q3, Q4)의 온/오프상태를 제어한다.

또한, 역전 방지용 다이오드(D3, D4)의 출력은 각 위상의 전류가 합성되도록 접점을 이루고 있다.

즉, 상기한 바와 같은 본 고안의 일 실시예에 따른 역률보정 컨버터는 유도 권선(ZCD1, ZCD2)에 흐르는 전류에 의해 입력전압(Vin)이 트랜스포머(T) 내의 각 권선(L1, L2)에 전류가 흐르고, 제어 IC(100)의 교차 스위칭에 따라 전력 스위칭소자(Q1, Q2)가 서로 상이한 위상으로 온/오프되면서 각각의 권선(L1, L2)에 흐르는 전류가 역전 방지용 다이오드(D1, D2)를 통해 합성되어 출력된다.

이때, 종래의 경우처럼 각각의 트랜스포머(도 1의 T1, T2)를 사용하는 경우에 비하여 각 권선(L1, L2)에서 출력되는 전류는 상호 간섭이 적어 합성전류의 리플성분을 감소시킬 수 있다.

그리고, 하나의 트랜스포머(T)를 사용하기 때문에 비용이 절감된다.

이와 같이, 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예(들)에 관해 설명하였으나, 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 고안의 범위는 설명된 실시 예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 실용신안청구범위 뿐만 아니라 이 실용신안청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 고안은 하나의 트랜스포머에 두개의 권선을 병렬로 권선하여 역률보정 컨버터를 구성하기 때문에 제조비용을 줄인다.

또한, 본 고안은 두개의 트랜스포머를 사용한 종래의 역률보정 컨버터에 비하여 합성전류의 상호 간섭을 최소화하여 리플성분을 감소시킨다.

Claims (3)

1. 적어도 하나의 트랜스포머에 병렬 권선된 한 쌍의 권선;

   상기 한 쌍의 권선이 접지되는 것을 각각 스위칭하는 한 쌍의 전력 스위칭소자; 및

   상기 한 쌍의 권선을 구동하는 유도전류를 생성하여 유도 권선에 흘려주고, 입력전류의 위상에 따라 상기 한 쌍의 전력 스위칭소자를 교차 온/오프시키는 제어부를 포함하는 역률보정 컨버터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 권선에서 출력되는 전류의 역류를 방지하는 한 쌍의 역전 방지용 다이오드를 더 포함하는 역률보정 컨버터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 역전 방지용 다이오드에서 출력되는 각각의 출력전류가 합성되도록 상기 한 쌍의 역전 방지용 다이오드의 출력단이 접점을 이루는 역률보정 컨버터.

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