KR20120054991A - Boost converter - Google Patents

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KR20120054991A
KR20120054991A KR1020100116431A KR20100116431A KR20120054991A KR 20120054991 A KR20120054991 A KR 20120054991A KR 1020100116431 A KR1020100116431 A KR 1020100116431A KR 20100116431 A KR20100116431 A KR 20100116431A KR 20120054991 A KR20120054991 A KR 20120054991A
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홍성수
한상규
노정욱
김진환
유영종
김종락
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삼성전기주식회사
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Abstract

PURPOSE: A boost converter is provided to obtain high power conversion efficiency without a loss snubber by clamping a switching device of the boost converter. CONSTITUTION: A transformer(110) includes a first winding and a second winding which receive input power. The second winding is electromagnetically combined with the first winding and has a preset winding ratio. A switching unit(120) switches on and off the input power transmitted to the first winding according to a preset duty. A clamp unit(130) is charged with transformed power according to a winding ratio when the switching unit is switched on and transmits the charged power to an output side when the switching unit is switched off.

Description

부스트 컨버터{BOOST CONVERTER}Boost Converter {BOOST CONVERTER}

본 발명은 부스트 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 소자의 내압을 저감시키고 특히 출력 다이오드에 인가되는 전압을 출력 전압으로 클램핑하여 별도의 손실 스너버 채용없이 소자의 내압을 저감시키는 부스트 컨버터에 관한 것이다. The present invention relates to a boost converter, and more particularly, to a boost converter for reducing the breakdown voltage of each device and in particular, clamping a voltage applied to the output diode to an output voltage to reduce the breakdown voltage of the device without employing a separate loss snubber. will be.

최근 들어, 연료전지나 배터리 기반의 전기 구동 시스템, 반도체 제조장비, 대형 디스플레이 장치, 초음파 및 엑스레이(X-ray) 장치 등을 위해 낮은 DC 전압을 승압할 수 있는 다양한 전원 장치들이 연구 개발되고 있다.Recently, various power supplies capable of boosting a low DC voltage have been researched and developed for fuel cell or battery-based electric drive systems, semiconductor manufacturing equipment, large display devices, ultrasonic and X-ray devices.

이러한 전원 장치로는 부스트 컨버터를 대표적인 전원 장치로 볼 수 있다.As such a power supply, the boost converter may be regarded as a typical power supply.

일반적인 부스트 컨버터로는 높은 승압비를 획득하기 곤란하여, 기존에는 복수의 부스트 컨버터를 직렬로 연결하여 높은 승압비를 얻었으나 이는 전력 변환 효율의 감소와 사용 부품의 증가로 인한 가격 상승의 문제점이 있다.It is difficult to obtain a high boost ratio with a general boost converter. In the past, a plurality of boost converters were connected in series to obtain a high boost ratio. .

이를 해소하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같은 탭 인덕터(tap inductor)를 채용한 부스트 컨버터(10)가 개시되었으나, 전원 변환 스위칭시에 발생되는 서지(surge) 형태의 전압을 저감하기 위한 손실 스너버(subber)의 채용이 필수적이다.In order to solve this problem, a boost converter 10 employing a tap inductor as shown in FIG. 1 is disclosed, but a loss surge for reducing a surge type voltage generated during power conversion switching is disclosed. The adoption of a subber is essential.

그러나, 이 또한 손실 스너버에 의한 전력 변환 효율의 감소와 서지 형태의 전압이 여전히 발생하기 때문에 내압이 높은 소자를 채용하여야하여 제조 비용이 상승하는 문제점이 여전히 남아 있다. However, this also causes a reduction in power conversion efficiency due to lossy snubbers, and a voltage in the form of a surge still occurs. Therefore, a problem that the manufacturing cost increases due to the adoption of a high breakdown voltage device still remains.

본 발명의 목적은 각 소자의 내압을 저감시키고 특히 출력 다이오드에 인가되는 전압을 출력 전압으로 클램핑하여 별도의 손실 스너버 채용없이 소자의 내압을 저감시키는 부스트 컨버터를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a boost converter which reduces the breakdown voltage of each device and in particular, clamps the voltage applied to the output diode to the output voltage to reduce the breakdown voltage of the device without employing a separate loss snubber.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 입력 전원을 전달받는 제1 권선과, 상기 제1 권선과 전자기 결합하여 사전에 설정된 권선비를 갖는 제2 권선을 구비하는 트랜스포머와, 사전에 설정된 듀티에 따라 상기 제1 권선에 전달되는 상기 입력 전원을 스위칭 온 및 스위칭 오프하는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭 온 시에 상기 권선비에 따라 변압된 전원을 충전하고, 상기 스위칭부의 스위칭 오프 시에 충전된 전압을 출력측에 전달하는 클램프부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터를 제공한다.
In order to achieve the above object, one technical aspect of the present invention is a transformer having a first winding receiving an input power, and a second winding having a predetermined winding ratio in electromagnetic coupling with the first winding; A switching unit for switching on and switching off the input power delivered to the first winding according to a preset duty; and charging the power transformed according to the turns ratio when switching on the switching unit, and switching off the switching unit. It provides a boost converter characterized in that it comprises a clamp unit for transmitting a charged voltage to the output side.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 트랜스포머는 상기 제1 권선의 일단과 상기 입력 전원이 전달되는 입력 전원단의 일단 사이에 직렬 연결되는 누설 인덕턴스와, 상기 제1 권선의 일단 및 타단에 병렬 연결되는 자기 인덕턴스를 더 포함할 수 있다.
According to one technical aspect of the present invention, the transformer has a leakage inductance connected in series between one end of the first winding and one end of an input power terminal through which the input power is transmitted, and one end and the other end of the first winding. It may further include a magnetic inductance connected in parallel.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 본 발명의 부스트 컨버터는 상기 클램프부로부터 출력되는 전원을 안정화시키는 안정화부를 더 포함할 수 있다.
According to one technical aspect of the present invention, the boost converter of the present invention may further include a stabilization unit for stabilizing the power output from the clamp unit.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 스위칭부는 상기 제1 권선의 타단 및 상기 제2 권선의 일단과 접지사이에 연결되는 스위치를 포함할 수 있고, 상기 클램프부는 상기 제1 권선의 타단에 연결되는 애노드와, 캐소드를 갖는 제1 다이오드와, 상기 제2 권선의 타단에 연결되는 일단과, 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되는 타단을 갖는 제1 캐패시터와, 상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제1 캐패시터의 타단에 연결되는 애노드와 상기 안정화부에 연결되는 캐소드를 갖는 제2 다이오드를 포함할 수 있다.
According to one technical aspect of the present invention, the switching unit may include a switch connected between the other end of the first winding and one end of the second winding and the ground, and the clamp part may be connected to the other end of the first winding. A first capacitor having an anode connected, a first diode having a cathode, one end connected to the other end of the second winding, and the other end connected to the cathode of the first diode, a cathode of the first diode and the It may include a second diode having an anode connected to the other end of the first capacitor and a cathode connected to the stabilization unit.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 안정화부는 상기 제2 다이오드의 캐소드와 접지에 연결되는 제2 캐패시터를 포함할 수 있다.
According to one technical aspect of the present invention, the stabilization unit may include a second capacitor connected to the cathode and the ground of the second diode.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 클램핑부는 상기 스위칭부의 스위칭 온 시에 상기 권선비에 따라 변압된 전원을 상기 제1 캐패시터에 충전시키고, 상기 스위칭부의 스위칭 오프 시에 상기 제1 캐패시터에 충전된 전원 및 상기 제1 및 제2 다이오드에 전달되는 전원을 상기 안정화부에 전달할 수 있다.
According to one technical aspect of the present invention, the clamping part charges the power to the first capacitor transformed according to the turns ratio at the time of switching on the switching unit, and charges to the first capacitor when switching off the switching unit The supplied power and the power delivered to the first and second diodes may be delivered to the stabilization unit.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 권선과 상기 제2 권선은 권선 방향이 서로 동일할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the first winding and the second winding may have the same winding direction.

본 발명에 따르면, 하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect.

도 1은 탭 인덕터를 채용한 종래의 부스트 컨버터의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 부스트 컨버터의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명의 부스트 컨버터의 주요 구성의 신호 파형도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 부스트 컨버터의 동작을 나타내는 도면.
도 5a는 도 1에 도시된 종래의 부스트 컨버터 동작 파형도이고, 도 5b는 본 발명의 부스트 컨버터의 동작 파형도.
1 is a schematic configuration diagram of a conventional boost converter employing a tap inductor.
2 is a schematic diagram of a boost converter of the present invention;
3 is a signal waveform diagram of a main configuration of the boost converter of the present invention.
4A and 4B illustrate the operation of the boost converter of the present invention.
5A is a waveform diagram of a conventional boost converter shown in FIG. 1, and FIG. 5B is a waveform diagram of a boost converter of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 부스트 컨버터의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic diagram of a boost converter of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 부스트 컨버터(100)는 트래스포머(110), 스위칭부(120), 클램핑부(130) 및 안정화부(140)를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 2, the boost converter 100 of the present invention may include a transformer 110, a switching unit 120, a clamping unit 130, and a stabilization unit 140.

트랜스포머(110)는 입력 전원을 전달받는 제1 권선(P)와, 제1 권선(P)와 사전에 설정된 권선비(1:N)를 형성하는 제2 권선(S)를 포함할 수 있다.The transformer 110 may include a first winding P receiving an input power, and a second winding S forming the first winding P and a preset winding ratio 1: N.

제1 권선(P)의 일단은 입력 전원(Vin)이 입력되는 입력 전원단에 연결되고, 제1 권선(P)의 타단은 제2 권선(S)의 일단에 연결될 수 있다. 제2 권선(S)의 타단은 클램핑부(130)에 연결될 수 있다. 더하여, 누설 인덕터(Llk)와 자화 인덕터(Lm)이 더 포함될 수 있으며, 누설 인덕터(Llk)는 제1 권선(P)의 일단과 입력 전원(Vin)이 입력되는 입력 전원단 사이에 연결될 수 있고, 자화 인덕터(Lm)은 제1 권선(P)의 일단과 타단 사이에 제1 권선(P)과 병렬연결될 수 있다.
One end of the first winding P may be connected to an input power terminal to which an input power Vin is input, and the other end of the first winding P may be connected to one end of a second winding S. The other end of the second winding S may be connected to the clamping unit 130. In addition, the leakage inductor Llk and the magnetizing inductor Lm may be further included, and the leakage inductor Llk may be connected between one end of the first winding P and an input power terminal to which the input power Vin is input. The magnetizing inductor Lm may be connected in parallel with the first winding P between one end and the other end of the first winding P. FIG.

스위칭부(120)는 제1 권선(P)에 전달된 입력 전원을 스위칭 온 및 스위칭 오프할 수 있으며, 이에 따라, 스위칭부(120)는 제1 권선(P)의 타단과 제2 권선(S)의 일단에 연결된 일단 및 접지에 연결된 타단을 갖는 스위치(M)를 포함할 수 있다.
The switching unit 120 may switch on and off the input power transferred to the first winding P, and thus, the switching unit 120 may have the other end of the first winding P and the second winding S. It may include a switch (M) having one end connected to one end of the) and the other end connected to the ground.

클램핑부(130)는 제1 캐패시터(Cc), 제1 및 제2 다이오드(D1,D2)를 포함할 수 있다.The clamping unit 130 may include a first capacitor Cc and first and second diodes D1 and D2.

제1 캐패시터(Cc)의 일단은 제2 권선(S)의 타단에 연결되고, 제1 캐패시터(Cc)의 타단은 제1 다이오드(D1)의 캐소드 및 제2 다이오드(D2)의 애노드에 연결될 수 있다. 제1 다이오드(D1)의 애노드는 제1 권선(P)의 타단 및 제2 권선(S)의 일단에 연결될 수 있고, 제2 다이오드(D2)의 캐소드는 안정화부(140)에 연결될 수 있다.
One end of the first capacitor Cc may be connected to the other end of the second winding S, and the other end of the first capacitor Cc may be connected to the cathode of the first diode D1 and the anode of the second diode D2. have. The anode of the first diode D1 may be connected to the other end of the first winding P and one end of the second winding S, and the cathode of the second diode D2 may be connected to the stabilizer 140.

안정화부(140)는 클램핑부(130)로부터 출력되는 전원을 안정화시커는 제2 캐패시터(Co)를 포함할 수 있고, 제2 캐패시터(Co)의 일단은 클램핑부(130)의 제2 다이오드(D2)의 캐소드에 연결될 수 있고 제2 캐패시터(Co)의 타단은 접지에 연결될 수 있다.
The stabilization unit 140 may stabilize the power output from the clamping unit 130 and may include a second capacitor Co, and one end of the second capacitor Co may have a second diode (C) of the clamping unit 130. It may be connected to the cathode of D2) and the other end of the second capacitor Co may be connected to ground.

도 3은 본 발명의 부스트 컨버터의 주요 구성의 신호 파형도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 부스트 컨버터의 동작을 나타내는 도면이다.3 is a signal waveform diagram of the main configuration of the boost converter of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the operation of the boost converter of the present invention.

여기서, 누설 인덕터(Llk)의 누설 인덕턴스는 자화 인덕터(Lm)의 자화 인덕턴스에 비해 그 값이 매우 작고, 제1 캐패시터(Cc)에 충전된 전압(Vc)와 출력 전압(Vo)의 전압 레벨을 일정하며, 모든 동작은 정상상태이고, 표시된 것 이외의 기생 성분은 없는 것으로 가정한다.Here, the leakage inductance of the leakage inductor Llk is very small compared to the magnetization inductance of the magnetization inductor Lm, and the voltage level of the voltage Vc and the output voltage Vo charged in the first capacitor Cc is reduced. It is assumed that all operations are steady and there are no parasitic components other than those indicated.

도 3의 t0~t1의 모드 1을 살펴보면, 도 4a와 같이 동작할 수 있다. 즉, 스위치(M)이 스위칭 온하면 트랜스포머의 도트(dot)에 양의 전압이 인가되므로, 제1 다이오드(D1)은 턴 온 되고, 제2 다이오드(D2)에는 출력 전압(Vo)이 안가되어 턴 오프되므로, 도 4a의 실선과 같은 도통 경로가 형성될 수 있다. 다라서, 자화 인덕터 (Lm)에는 도 3과 같이 제1 권선(P)에 반영된 제1 캐패시터 전압(NVc)가 인가되므로, 자화 인덕터(Lm)의 전류(iLm)는 증가하고, 누설 인덕터(Llk)에는 입력 전원(Vin)과 제1 캐패시터 전압(NVc)의 차(Vin-NVc)가 인가되어 입력 전류(iin)는 (Vin-NVc)/Llk의 기울기로 상승하게 된다. 이때, 입력 전류(iin)와 자화인덕터 전류(iLm)의 차이가 제2 권선(S)로 전달되어 제1 캐패시터(Cc)를 충전한다.Referring to Mode 1 of t0 to t1 of FIG. 3, it may operate as shown in FIG. 4A. That is, when the switch M is switched on, since a positive voltage is applied to the dot of the transformer, the first diode D1 is turned on, and the output voltage Vo is not applied to the second diode D2. Since turned off, a conductive path such as the solid line of FIG. 4A can be formed. Therefore, since the first capacitor voltage NVc reflected to the first winding P is applied to the magnetizing inductor Lm, the current i Lm of the magnetizing inductor Lm increases, and the leakage inductor Lm is increased. The difference Vin-NVc between the input power supply Vin and the first capacitor voltage NVc is applied to Llk, so that the input current i in rises with a slope of (Vin-NVc) / Llk. At this time, a difference between the input current i in and the magnetization inductor current i Lm is transferred to the second winding S to charge the first capacitor Cc.

도 3의 t1~t2의 모드 2를 살펴보면, 스위치(M)이 스위칭 오프하면 도 4b와 같이 자화 인덕터 (Lm)의 전류(iLm)는 제2 권선(S)으로 흘러 제2 다이오드(D2)를 따라 출력 측으로 전달된다. 한편, 제1 권선(S)에는 턴비(1:N)에 의해 -(Vc+Vo-Vin)/(N+1) 전압이 인가되어 자화 인덕터(Lm)의 전류(iLm)은 감소한다. 이때, 제1 권선(P)와 제2 권선(S)는 서로 직렬 접속되므로, 입력 전류(iin)과 제2 권선(S)에 흐르는 전류(isec)는 서로 동일해지고, 키르히호프의 전류법칙에 의해 입력 전류(iin)와 제2 권선(S)에 흐르는 전류(isec)가 제1 권선 측으로 반영된 전류(Nisec)의 합이 자화 인덕터(Lm)의 전류(iLm)과 동일하므로, 입력 전류(iin)는 iLm/(1+N)과 같다.Referring to mode 2 of t1 to t2 of FIG. 3, when the switch M is switched off, as shown in FIG. 4B, the current i Lm of the magnetizing inductor Lm flows into the second winding S and the second diode D2. Is passed along to the output side. On the other hand, a voltage of − (Vc + Vo-Vin) / (N + 1) is applied to the first winding S by the turn ratio 1: N to decrease the current i Lm of the magnetizing inductor Lm. At this time, since the first winding P and the second winding S are connected in series with each other, the input current i in and the current i sec flowing through the second winding S become equal to each other and the current of Kirchhoff input current by the law (i in) the same as the current (i Lm) of the second winding current (i sec) is the current reflected toward the primary winding is magnetized inductor (Lm) the sum of (Ni sec) flowing through the (S) Therefore, the input current i in is equal to i Lm / (1 + N).

이에 따라, 본 발명의 부스트 컨버터의 각 부분읜 전압 관계를 살펴보면, 제2 권선(S)에 스위치(M)이 스위칭 온 되는 기간(DTs)동안 전압(Vc)이 인가되고, 스우치(M)이 스위칭 오프 되는 기간((1-D)Ts)동안 -(Vc+Vo-Vin)N/(N+1)의 전압이 인사되므로, 제2 권선(S)에 대해 전압 시간 평형 조건을 적용하면 다음의 수학식1의 관계나 도출될 수 있다.Accordingly, when looking at the voltage relationship of each part of the boost converter of the present invention, the voltage Vc is applied to the second winding S during the period DTs when the switch M is switched on, and the squelch M is applied. During this switching-off period ((1-D) Ts), the voltage of-(Vc + Vo-Vin) N / (N + 1) is bowed, so applying the voltage time balance condition for the second winding S The relationship of Equation 1 below can be derived.

(수학식1)(Equation 1)

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 수학식1을 정리하면 Vc는 다음의 수학식2와 같이 도출될 수 있다.Here, if Equation 1 is summarized, Vc may be derived as Equation 2 below.

(수학식2)(Equation 2)

Figure pat00002
Figure pat00002

한편, 제1 및 제2 권선(P,S)전체의 전압(VLm+Vsec)은 스위치(M)이 스위칭 온인 기간(DTs)동안 Vin+Vc-Vo전압이 인가되고, 스위치(M)이 스위칭 오프인 기간((1-D)Ts)동안 -(Vo-Vin-Vc) 전압이 인사되므로 제1 및 제2 권선(P,S) 전체에 대하 전압 시간 평형 조건을 적용하면, 다음의 수학식3이 도출될 수 있다.On the other hand, the voltage V Lm + V sec of the entire first and second windings P and S is applied with the voltage Vin + Vc-Vo during the period DTs in which the switch M is switched on, and the switch M Since the voltage of-(Vo-Vin-Vc) is greeted during this switching off period ((1-D) Ts), if the voltage time balance condition is applied to the entire first and second windings P and S, Equation 3 can be derived.

(수학식3)(Equation 3)

Figure pat00003
Figure pat00003

따라서, 수학식3을 정리하면, 출력 전압(Vo)는 다음의 수학식4와 같이 도출될 수 있다.Therefore, summarizing Equation 3, the output voltage Vo can be derived as Equation 4 below.

(수학식4)(Equation 4)

Figure pat00004

Figure pat00004

도 5a는 도 1에 도시된 종래의 부스트 컨버터 동작 파형도이고, 도 5b는 본 발명의 부스트 컨버터의 동작 파형도이다.5A is a waveform diagram of a conventional boost converter shown in FIG. 1, and FIG. 5B is a waveform diagram of a boost converter of the present invention.

여기서, 입력 전압(Vin)은 24V, 출력 전류(Io) 및 전압(Vo)은 각각 400mA, 230V로 설정하고, 트랜스포머의 자화 인덕턴스, 누설 인덕턴스 및 턴비는 각각 500uH, 1uH 및 1:4로 설정할 수 있다.Here, the input voltage Vin may be set to 24 V, the output current Io and the voltage Vo to 400 mA and 230 V, respectively, and the magnetizing inductance, leakage inductance, and turn ratio of the transformer may be set to 500 uH, 1 uH, and 1: 4, respectively. have.

상술한 조건으로 부스트 컨버터의 주요 부분의 값을 설정하였을 경우, 종래의 부스트 컨버터인 도 5a을 보면 트랜스포머의 인덕터 성분과 기생 캐패시터의 공진에 의해 그래프에 도시된 스파이크 성분과 같이 스위치와 다이오드의 전압 스트레스가 높은 것을 알 수 있다. 이에 대비하여, 본 발명의 부스트 컨버터인 도 5b를 참조하면, 트랜스포머의 인덕터 성분가 기생 캐패시터의 공진에 관계 없이 각 소자의 전압은 입출력전압에 의해 클램핑되고 있음을 알 수 있다. 또한 동일한 출력 부하에 대하여 자화 인덕터의 전류의 크기를 비교하면 본 발명의 경우 4A인 반면 종래의 부스트 컨버터는 6A로 큰 것을 알 수 있고, 이에 따라 트랜스포머의 포화를 막기 위해 권선수, 공극 및 코어의 크기가 더 커질 수 밖에 없어, 종래의 부스트 컨버터는 본 발명과 동일한 출력을 얻기 위해서는 부피가 증가함을 알 수 있다.
When the value of the main part of the boost converter is set under the above conditions, the voltage of the switch and the diode is similar to the spike component shown in the graph due to the resonance of the inductor component of the transformer and the parasitic capacitor. It can be seen that high. In contrast, referring to FIG. 5B of the boost converter of the present invention, it can be seen that the voltage of each device is clamped by the input / output voltage regardless of the resonance of the parasitic capacitor of the transformer inductor component. In addition, comparing the magnitude of the current of the magnetizing inductor with the same output load, it can be seen that the current boost converter is 4A, whereas the conventional boost converter is 6A. Inevitably, the conventional boost converter can be seen to increase in volume to obtain the same output as the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부스트 컨버터의 스위칭 소자가 출력전압으로 클램핑되기 때문에 손실 스너버가 필요 없어 높은 전력 변환 효율을 가질 수 있고, 낮은 내압의 소자 사용으로 제조 비용이 저감될 수 있다.
As described above, according to the present invention, since the switching element of the boost converter is clamped to the output voltage, there is no need for loss snubber, and thus high power conversion efficiency can be achieved, and manufacturing cost can be reduced by using a low breakdown voltage device. .

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100...부스트 컨버터
110...트랜스포머
120...스위치부
130...클램프부
140...안정화부
100 ... Boost Converter
110 ... Transformers
120 ... switch
130.Clamp
140.Stabilizer

Claims (7)

입력 전원을 전달받는 제1 권선과, 상기 제1 권선과 전자기 결합하여 사전에 설정된 권선비를 갖는 제2 권선을 구비하는 트랜스포머;
사전에 설정된 듀티에 따라 상기 제1 권선에 전달되는 상기 입력 전원을 스위칭 온 및 스위칭 오프하는 스위칭부; 및
상기 스위칭부의 스위칭 온 시에 상기 권선비에 따라 변압된 전원을 충전하고, 상기 스위칭부의 스위칭 오프 시에 충전된 전압을 출력측에 전달하는 클램프부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터.
A transformer having a first winding receiving an input power and a second winding electromagnetically coupled to the first winding, the second winding having a preset winding ratio;
A switching unit configured to switch on and off the input power delivered to the first winding according to a preset duty; And
A clamp unit for charging the power transformed in accordance with the turns ratio at the time of switching on the switching unit, and transferring the charged voltage to the output side when switching off the switching unit
Boost converter comprising a.
제1항에 있어서,
상기 트랜스포머는 상기 제1 권선의 일단과 상기 입력 전원이 전달되는 입력 전원단의 일단 사이에 직렬 연결되는 누설 인덕턴스와, 상기 제1 권선의 일단 및 타단에 병렬 연결되는 자기 인덕턴스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터.
The method of claim 1,
The transformer further includes a leakage inductance connected in series between one end of the first winding and one end of an input power terminal to which the input power is transmitted, and a magnetic inductance connected in parallel to one end and the other end of the first winding. Boost converter.
제2항에 있어서,
상기 클램프부로부터 출력되는 전원을 안정화시키는 안정화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터.
The method of claim 2,
The boost converter further comprises a stabilization unit for stabilizing the power output from the clamp unit.
제3항에 있어서,
상기 스위칭부는 상기 제1 권선의 타단 및 상기 제2 권선의 일단과 접지사이에 연결되는 스위치를 포함하고,
상기 클램프부는
상기 제1 권선의 타단에 연결되는 애노드와, 캐소드를 갖는 제1 다이오드;
상기 제2 권선의 타단에 연결되는 일단과, 상기 제1 다이오드의 캐소드에 연결되는 타단을 갖는 제1 캐패시터; 및
상기 제1 다이오드의 캐소드 및 상기 제1 캐패시터의 타단에 연결되는 애노드와 상기 안정화부에 연결되는 캐소드를 갖는 제2 다이오드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터.
The method of claim 3,
The switching unit includes a switch connected between the other end of the first winding and one end of the second winding and ground,
The clamp portion
A first diode having an anode connected to the other end of the first winding and a cathode;
A first capacitor having one end connected to the other end of the second winding and the other end connected to the cathode of the first diode; And
A second diode having a cathode of the first diode and an anode connected to the other end of the first capacitor and a cathode connected to the stabilization part;
Boost converter comprising a.
제4항에 있어서,
상기 안정화부는 상기 제2 다이오드의 캐소드와 접지에 연결되는 제2 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터.
The method of claim 4, wherein
And the stabilizing part includes a second capacitor connected to the cathode of the second diode and the ground.
제5항에 있어서,
상기 클램핑부는 상기 스위칭부의 스위칭 온 시에 상기 권선비에 따라 변압된 전원을 상기 제1 캐패시터에 충전시키고, 상기 스위칭부의 스위칭 오프 시에 상기 제1 캐패시터에 충전된 전원 및 상기 제1 및 제2 다이오드에 전달되는 전원을 상기 안정화부에 전달하는 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터.
The method of claim 5,
The clamping unit charges the first capacitor with the power transformed according to the turns ratio when the switching unit is switched on, and the power charged in the first capacitor and the first and second diodes when the switching unit is switched off. Boost converter, characterized in that for transmitting the power to be transmitted to the stabilizer.
제1항에 있어서,
상기 제1 권선과 상기 제2 권선은 권선 방향이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 부스트 컨버터.
The method of claim 1,
A boost converter, characterized in that the first winding and the second winding is the same winding direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8912768B1 (en) 2013-06-27 2014-12-16 Inter. M Corporation Soft-switched voltage clamp tapped-inductor step-up boost converter

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