KR20130069450A

KR20130069450A - Dc-dc 컨버터, 수전 장치, 및 급전 시스템

Info

Publication number: KR20130069450A
Application number: KR1020120145324A
Authority: KR
Inventors: 케이 다카하시; 코이치로 가마타; 미사코 미와; 수헤이 마에다
Original assignee: 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-06-26
Also published as: US9477249B2; KR20190113701A; TWI669895B; US20170040891A1; JP6081174B2; TW201705662A; JP2013153640A; US20130154556A1; TW201810900A; US9998003B2; TWI613882B; TWI566508B; TW201340566A; KR102027746B1

Abstract

본 발명은 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능한 회로를 제공한다. 또한, 자계 공명 방식에 의한 급전에 있어서 급전 효율의 향상에 기여할 수 있는 회로를 제공한다.
DC-DC 컨버터에 외부로부터 입력되는 직류 전압에 비례하는 전압(전자의 전압)과, 외부로부터 입력되는 전류에 비례하는 전압(후자의 전압)을 검출하고, 이들에 의거하여 전자의 전압과 후자의 전압의 비를 일정하게 유지시킨다. 이로써, 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하게 된다. 또한, DC-DC 컨버터에서 임피던스 변환을 수행한다. 따라서, 급전이 수행되는 배터리가 DC-DC 컨버터의 출력 측에 존재하는 경우에도 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 이들을 갖는 수전 장치에 대하여 자계 공명 방식에 의하여 급전 효율이 높은 급전을 수행하는 것이 가능하게 된다.

Description

DC-DC 컨버터, 수전 장치, 및 급전 시스템{DC-DC CONVERTER, POWER RECEIVING DEVICE, AND POWER FEEDING SYSTEM}

본 발명은 DC-DC 컨버터에 관한 것이다. 특히 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능한 DC-DC 컨버터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 DC-DC 컨버터를 갖는 수전 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 수전 장치를 갖는 급전 시스템에 관한 것이다.

전력 공급원(이하, 송전 장치라고도 함)과 접촉하지 않은 상태에서 대상물(이하, 수전 장치라고도 함)에 대하여 급전을 수행하는(비접촉 급전, 와이어리스 급전 등이라고도 함) 방식으로서 자계 공명 방식이라고 불리는 방식이 주목을 받고 있다. 자계 공명 방식은 송전 장치와 수전 장치 양쪽 모두에 제공되는 공명 코일의 공진기 결합을 이용하여 에너지의 전파로(energy propagation path)를 형성하는 방식이며, 비접촉 급전이 가능한 다른 방식(전자기 유도 방식, 정전기 유도 방식 등)과 비교하여 급전이 가능한 거리가 길다. 예를 들어, 비특허문헌 1에는 자계 공명 방식의 전송 효율은, 대응하는 공명 코일간의 거리가 1m이면 약 90%, 2m이면 약 45%라는 값을 취한다는 것이 개시(開示)되어 있다.

Andre Kurs, et al., "Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances" Science, vol.317, pp.83-86, 2007

자계 공명 방식에 의한 급전은 수전 장치에 제공된 배터리의 충전을 목적으로 하여 수행되는 것이 일반적이다. 여기서, 상기 수전 장치의 입력 임피던스는 상기 배터리의 충전 상황에 따라 변화할 수 있다. 즉, 상기 수전 장치의 입력 임피던스는 급전중에 있어서 동적으로 변화하는 경우가 있다. 이 경우, 송전 장치의 출력 임피던스가 일정하면 필연적으로 임피던스 부정합이 생긴다. 따라서, 자계 공명 방식에 의한 급전에서는 상기 급전중에 급전 효율을 높은 값으로 유지하기 어려운 경우가 있다.

이 점을 감안하여 본 발명의 일 형태는 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능한 회로를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또한, 자계 공명 방식에 의한 급전에 있어서 급전 효율의 향상에 기여할 수 있는 회로를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다.

본 발명의 일 형태는 외부로부터 입력되는 직류 전압에 비례하는 전압(전자(前者)의 전압)과, 외부로부터 입력되는 전류에 비례하는 전압(후자(後者)의 전압)을 검출하고, 이들에 의거하여 전자의 전압과 후자의 전압의 비(比)를 일정하게 유지시키는 것을 요지로 한다.

구체적으로는, 본 발명의 일 형태는 제 1 직류 전압이 입력되는 입력 전력 검출부와, 제 1 직류 전압을 제 2 직류 전압으로 변환시켜 출력하는 전압 변환부를 갖고, 입력 전력 검출부는 부하와, 제 1 직류 전압에 비례하는 제 1 전압을 검출하는 제 1 수단과, 부하에서 발생되는 전류에 비례하는 제 2 전압을 검출하는 제 2 수단을 갖고, 전압 변환부는 부하에서 발생되는 전류를 제어하는 스위치와, 제 1 전압과 제 2 전압에 의거하여 스위치의 스위칭을 제어함으로써 제 1 전압과 제 2 전압의 비를 일정하게 유지시키는 제 3 수단을 갖는 DC-DC 컨버터이다.

본 발명의 일 형태의 DC-DC 컨버터에서는 입력 전압(제 1 직류 전압)에 비례하는 제 1 전압과, 입력 전류(부하에서 발생되는 전류)에 비례하는 제 2 전압의 비를 일정하게 유지시킴으로써 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다. 또한, 상기 DC-DC 컨버터에서는 임피던스 변환을 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 급전을 받는 배터리가 상기 DC-DC 컨버터의 출력 측에 존재하는 경우에도 상기 배터리의 충전 상황에 의존함이 없이 상기 DC-DC 컨버터의 입력 임피던스를 유지시키는 것이 가능하다. 이 결과, 자계 공명 방식에 의하여 상기 DC-DC 컨버터와 상기 배터리를 갖는 수전 장치에 급전을 수행함에 있어서 상기 급전중에 급전 효율을 높은 값으로 유지하는 것이 가능하게 된다.

도 1a는 DC-DC 컨버터의 구성예를 도시한 도면이고, 도 1b 및 도 1c는 입력 전력 검출부의 구성예를 도시한 도면이고, 도 1d는 전압 변환부의 구성예를 도시한 도면.
도 2a는 DC-DC 컨버터의 일례를 도시한 도면이고, 도 2b는 수단(1)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 2c는 수단(2)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 2d는 수단(3)의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 3a 및 도 3c는 DC-DC 컨버터의 변형예를 도시한 도면이고, 도 3b는 수단(3)의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 4는 DC-DC 컨버터의 구성예를 도시한 도면.
도 5는 DC-DC 컨버터의 일례를 도시한 도면.
도 6a는 충방전부의 구성예를 도시한 도면이고, 도 6b는 충방전부의 동작에 대하여 설명하기 위한 도면.
도 7a는 수단(110)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 7b는 수단(120)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 7c는 수단(130)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 7d는 수단(140)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 7e는 수단(150)의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 8a는 충방전부의 변형예를 도시한 도면이고, 도 8b는 충방전부의 동작에 대하여 설명하기 위한 도면.
도 9a는 수단(210)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 9b는 수단(220)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 9c는 수단(150)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 9d 및 도 9e는 동작 선택 회로의 출력에 대하여 설명하기 위한 도면이고, 도 9f는 동작 선택 회로의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 10a는 충방전부의 변형예를 도시한 도면이고, 도 10b는 충방전부의 동작에 대하여 설명하기 위한 도면.
도 11a는 수단(230)의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 도 11b는 수단(150)의 구체적인 예를 도시한 도면.
도 12a는 수전 장치의 구성예를 도시한 도면이고, 도 12b는 급전 시스템의 구성예를 도시한 도면.
도 13a 및 도 13b는 급전 시스템의 적용예를 도시한 도면.

이하에서는 본 발명의 일 형태에 대하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 아니하며, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태를 다양하게 변형할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 있어서 각종 수치 범위를 규정함에 있어서‘이상’및‘을/를 넘어’, 그리고‘이하’및‘미만’이라는 용어를 사용하지만,‘이상’과 ‘을/를 넘어’및 ‘이하’와 ‘미만’은 서로 교체될 수 있는 것으로 한다. 예를 들어, 본 명세서에서는‘A 이상 B 미만’이라는 기재를‘A를 넘고 B 이하’로 변환시킬 수 있다.

<DC-DC 컨버터>

우선, 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터에 대하여 도 1a 내지 도 11b를 참조하여 설명한다.

<1. DC-DC 컨버터의 구성예 1>

도 1a는 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터의 구성예를 도시한 것이다. 도 1a에 도시된 DC-DC 컨버터는 직류 전압(V_In)이 입력되는 입력 전력 검출부(1000)와, 직류 전압(V_In)을 직류 전압(V_Out)으로 변환시켜 출력하는 전압 변환부(2000)를 갖는다.

도 1b 및 도 1c는 도 1a에 도시된 입력 전력 검출부(1000)의 구성예를 도시한 것이다. 도 1b에 도시된 입력 전력 검출부(1000)는, 한쪽 끝이 고전위측 입력 노드와 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 전압 변환부(2000)와 전기적으로 접속된 부하(1003)와, 직류 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1001)을 검출하는 수단(1001)과, 부하(1003)에서 발생되는 전류(I_1003)에 비례하는 전압(V_1002)을 검출하는 수단(1002)을 갖는다. 또한, 수단(1001)에 의하여 검출된 전압(V_1001) 및 수단(1002)에 의하여 검출된 전압(V_1002)은 전압 변환부(2000)에 입력된다. 또한, 도 1c에 도시된 입력 전력 검출부(1000)는, 부하(1003)의 한쪽 끝이 저전위측 입력 노드와 전기적으로 접속된다는 점을 제외하고는 도 1b에 도시된 입력 전력 검출부(1000)와 같은 구성을 갖는다. 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 형태에서는 입력 전력 검출부(1000)가 갖는 부하(1003)는 고전위측 입력 노드와 저전위측 입력 노드 중 어느 쪽과 전기적으로 접속되도록 제공된다.

도 1d는 도 1a에 도시된 전압 변환부(2000)의 구성예를 도시한 것이다. 도 1d에 도시된 전압 변환부(2000)는 스위칭에 의하여 부하(1003)에서 발생되는 전류를 제어하는 스위치(2002)와, 전압(V_1001) 및 전압(V_1002)에 의거하여 스위치(2002)의 스위칭을 제어하는 수단(2001)을 갖는다.

또한, 도 1d에 도시된 전압 변환부(2000)로서는 승압형, 플라이백형, 반전형 등의 전압 변환 회로와 수단(2001)을 갖는 회로를 적용하고, 상기 전압 변환 회로에 포함된 스위치를 스위치(2002)로서 적용할 수 있다.

도 1a에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 입력 전압(입력되는 직류 전압(V_In))이 변동하는 경우에도 입력 전류(부하(1003)에서 발생되는 전류(I_1003))를 제어함으로써 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다. 구체적으로는, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 부하(1003)에서 발생되는 전류(I_1003)를 스위치(2002)의 스위칭에 의하여 제어하는 것이 가능하다. 또한, 스위치(2002)의 스위칭은 수단(2001)에 의하여 제어된다. 여기서, 수단(2001)은 수단(1001)에 의하여 검출된 전압(V_1001) 및 수단(1002)에 의하여 검출된 전압(V_1002)에 의거하여 스위치(2002)의 스위칭을 제어한다. 즉, 수단(2001)은 입력 전압에 비례하는 전압(V_1001)과, 입력 전류에 비례하는 전압(V_1002)에 의거하여 스위치(2002)의 스위칭을 제어한다. 따라서, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 수단(2001)에 의한 스위치(2002)의 스위칭에 의하여 전압(V_1001)과 전압(V_1002)의 비가 일정하게 유지되도록 설계함으로써 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다.

<1-1. DC-DC 컨버터의 일례>

도 2a는 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터의 일례를 도시한 것이다. 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터는 한쪽 끝이 고전위측 입력 노드와 전기적으로 접속된 부하(4)와, 한쪽 끝이 부하(4)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속된 스위치(5)와, 한쪽 끝이 스위치(5)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 고전위측 출력 노드와 전기적으로 접속된 인덕터(6)와, 한쪽 끝이 스위치(5)의 다른 쪽 끝 및 인덕터(6)의 한쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 저전위측 입력 노드 및 저전위측 출력 노드와 전기적으로 접속된(이하, '접지되어 있다' 라고도 함) 스위치(7)를 갖는다. 또한, 부하(4)로서는 저항 부하 또는 유도 부하 등을 적용할 수 있다. 또한, 스위치(5), 스위치(7)로서는 트랜지스터 또는 릴레이 등을 적용할 수 있다. 또한, 인덕터(6)로서는 공심 코일 또는 코어 코일 등을 적용할 수 있다.

또한, 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터는 입력되는 직류 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1)을 검출하는 수단(1)과, 상기 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)에 비례하는 전압(V_2)을 검출하는 수단(2)과, 전압(V_1) 및 전압(V_2)에 의거하여 스위치(5)의 스위칭을 제어함으로써 전압(V_1)과 전압(V_2)의 비를 일정하게 유지시키고, 또 스위치(5)가 온 상태가 되는 기간에 있어서 스위치(7)를 오프 상태로 하고 스위치(5)가 오프 상태가 되는 기간에 있어서 스위치(7)를 온 상태로 하는 수단(3)을 갖는다.

도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 스위치(5)가 오프 상태가 되는 기간에 있어서 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)가 0이 된다. 그리고, 스위치(5)가 오프 상태에서 온 상태로 변화한 후의 기간에 있어서 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)는 경시적으로 증가하게 된다. 이것은 인덕터(6)의 자기 유도에 기인하는 것이며, 경시적으로 증가하는 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)의 평균값은, 결국 일정한 값으로 수렴된다. 그러므로, 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 스위치(5)의 스위칭을 제어함으로써 출력하는 전류량을 제어하는 것이 가능하다.

그리고, 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 수단(3)에 의한 스위치(5)의 스위칭이, 수단(1)에 의하여 검출된 전압(V_1)과 수단(2)에 의하여 검출된 전압(V_2)에 의거하여 제어된다. 여기서, 수단(1)은 입력 전압(입력 노드의 전압)에 비례하는 전압을 검출하는 수단이고, 수단(2)은 입력 전류(부하(4)에서 발생되는 전류)에 비례하는 전압을 검출하는 수단이다. 따라서, 수단(3)이 전압(V_1)과 전압(V_2)의 비가 일정하게 유지되도록 스위치(5)의 스위칭을 제어함으로써 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터의 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다.

또한, 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터에 있어서 스위치(7)는 스위치(5)가 파괴되는 것을 방지하기 위하여 제공된 것이다. 구체적으로는, 스위치(5)가 온 상태에서 오프 상태로 변화한 경우, 인덕터(6)의 자기 유도에 기인하여 인덕터(6)에는 계속적으로 전류가 발생한다. 여기서, 만약에 스위치(7)가 제공되지 않은 경우에는 스위치(5)가 온 상태에서 오프 상태로 변화하였을 때 스위치(5)의 다른 쪽 끝 및 인덕터(6)의 한쪽 끝이 전기적으로 접속된 노드의 전위가 급격하게 상승 또는 하강할 가능성이 있다. 따라서, 이 때 스위치(5)에 고전압이 인가되고, 그 결과로서 스위치(5)가 파괴될 가능성이 있다. 한편, 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 스위치(7)를 온 상태로 함으로써 인덕터(6)에서 발생되는 전류의 경로를 확보할 수 있다. 즉, 스위치(5)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.

<(1) 수단(1)의 구체적인 예>

수단(1)으로서는 도 2b에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 2b에 도시된 회로는 한쪽 끝이 고전위측 입력 노드와 전기적으로 접속된 저항(11)과, 한쪽 끝이 저항(11)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 접지되어 있는 저항(12)을 갖는다. 그리고, 저항(11)의 다른 쪽 끝 및 저항(12)의 한쪽 끝이 전기적으로 접속된 노드의 전위가 수단(3)에 입력된다. 즉, 도 2b에 도시된 회로는 저항 분압을 이용하여 입력 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1)을 검출하고, 상기 전압(V_1)을 수단(3)에 출력하는 회로이다.

<(2) 수단(2)의 구체적인 예>

수단(2)으로서는 도 2c에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 2c에 도시된 회로는, 비반전 입력 신호로서 부하(4)의 한쪽 끝의 전압이 입력되고 반전 입력 신호로서 부하(4)의 다른 쪽 끝의 전압이 입력되는 계장 증폭기(instrumentation amplifier)(21)를 갖는다. 계장 증폭기(21)는 비반전 입력 단자에 입력되는 전압과, 반전 입력 단자에 입력되는 전압의 차이에 비례하는 전압을 수단(3)에 출력한다. 즉, 계장 증폭기(21)는 부하(4)의 양쪽 끝간에 인가되는 전압에 비례하는 전압을 수단(3)에 출력한다. 또한, 부하(4)의 양쪽 끝간에 인가되는 전압은 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)에 비례하므로, 계장 증폭기(21)는 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)를 수단(3)에 출력한다고 표현할 수도 있다. 즉, 도 2c에 도시된 회로는, 계장 증폭기(21)에 의하여 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)에 비례하는 전압(V_2)을 검출하고, 상기 전압(V_2)을 수단(3)에 출력하는 회로이다.

<(3) 수단(3)의 구체적인 예>

수단(3)으로서는 도 2d에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 2d에 도시된 회로는 비반전 입력 신호로서 수단(2)에 의하여 검출된 전압(V_2)이 입력되고 반전 입력 신호로서 수단(1)에 의하여 검출된 전압(V_1)이 입력되는 에러 증폭기(31)와, 삼각파 발진기(32)와, 비반전 입력 신호로서 삼각파 발진기(32)가 출력하는 전압(삼각파)이 입력되고 반전 입력 신호로서 에러 증폭기(31)가 출력하는 전압이 입력되는 비교기(comparator)(33)와, 비교기(33)가 출력하는 전압이 입력되고 비교기(33)가 출력하는 전압과 동위상의 전압을 출력함으로써 스위치(5)의 스위칭을 제어하는 버퍼(34)와, 비교기(33)가 출력하는 전압과 역위상의 전압을 출력함으로써 스위치(7)의 스위칭을 제어하는 인버터(35)를 갖는다. 또한, 비교기(33)가 출력하는 전압에 따라 스위치(5)의 스위칭을 직접 제어하는(도 2d에 도시된 수단(3)에서 버퍼(34)를 삭제하는) 구성으로 할 수도 있다.

에러 증폭기(31)는 비반전 입력 단자에 입력되는 전압과, 반전 입력 단자에 입력되는 전압의 차이를 증폭시켜 출력한다. 즉, 에러 증폭기(31)는 전압(V_2)과 전압(V_1)의 차이를 증폭시켜 출력한다.

비교기(33)는 비반전 입력 단자에 입력되는 전압과, 반전 입력 단자에 입력되는 전압을 비교하여 2치 전압을 출력한다. 구체적으로는, 에러 증폭기(31)가 출력하는 전압이 삼각파보다 낮은 기간에 있어서 하이 레벨의 전압을 출력하고, 높은 기간에 있어서 로우 레벨의 전압을 출력한다. 즉, 에러 증폭기(31)가 출력하는 전압이 낮을수록 비교기(33)의 출력 신호에서의 듀티비가 커진다. 그리고, 상기 듀티비에 따라 DC-DC 컨버터에서 출력되는 전류량이 결정된다. 구체적으로는, 상기 듀티비가 커지면 DC-DC 컨버터에서 출력되는 전류(부하(4)에서 발생되는 전류(I_4))도 커진다. 즉, 에러 증폭기(31)가 출력하는 전압이 낮을수록 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)가 커진다.

여기서, 에러 증폭기(31)가 출력하는 전압은 수단(1)에 의하여 검출된 입력 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1)과, 수단(2)에 의하여 검출된 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)에 비례하는 전압(V_2)에 따라 변화한다. 예를 들어, 입력 전압(V_In)이 높아지는 경우, 에러 증폭기(31)에서 출력되는 전압은 낮아진다. 달리 말하면, 입력 전압(V_In)이 높아지는 경우, 비교기(33)의 출력 신호에서의 듀티비는 커진다. 그러므로, 도 2d에 도시된 회로에서는 입력 전압(V_In)이 높아지는 경우에 비교기(33)의 출력에서의 듀티비가 커져 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)도 커진다. 단적으로 말하면, 도 2d에 도시된 회로에서는 입력 전압(V_In)의 값이 변동함에 맞추어 부하(4)에서 발생되는 전류(I_4)의 값을 변동시키는 것이 가능하다. 따라서, 도 2d에 도시된 회로에서는 설계 조건을 조정함으로써 수단(1)에 의하여 검출된 입력 전압에 비례하는 전압(V_1)과, 수단(2)에 의하여 검출된 부하(4)에서 발생되는 전류에 비례하는 전압(V_2)의 비를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다.

<1-2. DC-DC 컨버터의 변형예>

도 3a는 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터와는 다른 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터의 일례를 도시한 것이다. 단적으로 말하면, 도 3a에 도시된 DC-DC 컨버터는 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터의 스위치(7)를 다이오드(8)로 교체한 구성을 갖는다. 도 3a에 도시된 DC-DC 컨버터는 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터와 같은 작용, 효과를 나타낸다.

또한, 도 3a에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 수단(1)으로서 도 2b에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(2)으로서 도 2c에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 또한, 수단(3)으로서는 도 3b에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 단적으로 말하면, 도 3b에 도시된 회로는 도 2d에 도시된 회로에서 인버터(35)를 삭제한 구성을 갖는다.

또한, 도 3c에 도시된 바와 같이 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터에, 도 3a에 도시된 다이오드(8)와, 애노드가 스위치(5)의 다른 쪽 끝, 인덕터(6)의 한쪽 끝, 스위치(7)의 한쪽 끝, 및 다이오드(8)의 캐소드와 전기적으로 접속되고, 캐소드가 부하(4)의 다른 쪽 끝 및 스위치(5)의 한쪽 끝과 전기적으로 접속된 다이오드(9)를 부가한 DC-DC 컨버터를 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터로서 적용할 수도 있다. 이로써, 스위치(5)가 파괴되는 것을 억제하는 효과를 높일 수 있다.

또한, 도 3c에 도시된 DC-DC 컨버터에서 다이오드(8)만을 삭제한 DC-DC 컨버터를 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터로서 적용하거나, 또는 도 3c에 도시된 DC-DC 컨버터에서 다이오드(9)만을 삭제한 DC-DC 컨버터를 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터로서 적용할 수도 있다.

<2. DC-DC 컨버터의 구성예 2>

도 4는 도 1a에 도시된 DC-DC 컨버터와는 다른 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터의 구성예를 도시한 것이다. 단적으로 말하면, 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터는 도 1a에 도시된 DC-DC 컨버터에, 출력 전압(V_Out)에 따라 출력측 노드로부터의 충전 및 출력측 노드로의 방전을 수행하는 것이 가능한 충방전부(3000)를 부가한 구성을 갖는다. 또한, 충방전부(3000)로서는 출력 전압(V_Out)이 충전 개시(開始) 전압을 넘은 경우에 충전을 수행하고 방전 개시 전압 미만인 경우에 방전을 수행하고, 방전 개시 전압 이상, 충전 개시 전압 이하인 경우에 충전 및 방전을 수행하지 않는 회로를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로로서 상기 충전을 수행할 때 전하가 축적되고, 또 상기 방전을 수행할 때 전하를 방출하는 커패시터를 갖는 회로를 적용할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터가 갖는 입력 전력 검출부(1000)로서는 도 1b 및 도 1c에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 전압 변환부(2000)로서는 도 1d에 도시된 회로를 적용할 수 있다.

도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 도 1a에 도시된 DC-DC 컨버터와 마찬가지로 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다. 또한, 도 4에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 충방전부(3000)를 가짐으로써 출력 전압(V_Out)의 값을 임의의 범위 내에 유지할 수 있다. 예를 들어, 입력되는 전력이 급격하게 증가하는 경우에도 출력 전압(V_Out)을 특정의 값 이상이 되지 않도록 하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 DC-DC 컨버터의 출력 전압이 입력되는 후단의 회로가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.

<2-1. DC-DC 컨버터의 일례>

도 5는 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터와는 다른 본 발명의 일 형태에 따른 DC-DC 컨버터의 일례를 도시한 것이다. 단적으로 말하면, 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터는 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터에, 출력 전압(V_Out)에 따라 고전위측 출력 노드로부터의 충전 및 고전위측 출력 노드로의 방전을 수행하는 것이 가능한 충방전부(100)를 부가한 구성을 갖는다.

도 5에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 도 2a에 도시된 DC-DC 컨버터와 마찬가지로 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다. 또한, 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 충방전부(100)가 출력 전압(V_Out)에 따라 고전위측 출력 노드로부터의 충전 및 고전위측 출력 노드로의 방전을 수행한다. 여기서는, 상기 DC-DC 컨버터는 출력 전압(V_Out)이 충전 개시 전압(V_c)을 넘는 경우에 충전을 수행하고, 방전 개시 전압(V_d) 미만인 경우에 방전을 수행하는 것으로 한다. 또한, 충전 개시 전압(V_c)은 방전 개시 전압(V_d)보다 고전압(V_c>V_d)인 것으로 한다. 또한, 상기 DC-DC 컨버터는 상기 출력 노드의 전압이 상기 충전 개시 전압(V_c) 이하, 상기 방전 개시 전압(V_d) 이상인 경우에 충전 및 방전을 수행하지 않는 것으로 한다. 따라서, 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 출력 전압(출력 노드의 전압)이 특정 범위 내에 유지되는 개연성을 높일 수 있다.

<(1) 수단(1) 내지 수단(3)의 구체적인 예>

도 5에 도시된 DC-DC 컨버터에서는 수단(1)으로서 도 2b에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(2)으로서 도 2c에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(3)으로서 도 2d에 도시된 회로를 적용할 수 있다.

<(2) 충방전부(100)의 구성예>

도 6a는 도 5에 도시된 충방전부(100)의 구성예를 도시한 것이다. 도 6a에 도시된 충방전부(100)는 한쪽 끝이 고전위측 출력 노드와 전기적으로 접속된 부하(160)와, 한쪽 끝이 부하(160)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속된 스위치(170)와, 한쪽 끝이 스위치(170)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속된 인덕터(180)와, 한쪽 끝이 스위치(170)의 다른 쪽 끝 및 인덕터(180)의 한쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 접지되어 있는 스위치(190)와, 한쪽 전극이 인덕터(180)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 전극이 접지되어 있는 커패시터(200)를 갖는다. 또한, 부하(160)로서는 저항 부하 또는 유도 부하 등을 적용할 수 있다. 또한, 스위치(170) 및 스위치(190)로서는 트랜지스터 또는 릴레이 등을 적용할 수 있다. 또한, 인덕터(180)로서는 공심 코일 또는 코어 코일 등을 적용할 수 있다. 또한, 커패시터(200)로서는 전기 이중층 커패시터 등을 적용할 수 있다.

또한, 도 6a에 도시된 충방전부(100)는 출력 전압(V_Out)에 비례하는 전압(V_110)을 검출하는 수단(110)과, 부하(160)에서 발생되는 전류(I_160)에 비례하는 전압(V_120)을 검출하는 수단(120)과, 전압(V_110) 및 전압(V_120)에 따라 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하는 것이 가능한 수단(130)과, 전압(V_110)에만 따라 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하는 것이 가능한 수단(140)과, 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 어떻게 제어할지를 선택하는 수단(150)을 갖는다.

또한, 수단(150)은 수단(130)에 의하여 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어할지, 또는 수단(140)에 의하여 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어할지, 또는 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 할지를 선택하는 수단이다. 구체적으로는, 도 6a에 도시된 충방전부(100)에 있어서, 커패시터(200)로의 충전이 수행되는 경우에는 수단(150)이 수단(130)을 선택하고, 고전위측 출력 노드로의 방전이 수행되는 경우에는 수단(150)이 수단(140)을 선택하고, 상기 충전 또는 상기 방전이 수행되지 않는 경우에는 수단(150)이 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 한다. 즉, 도 6a에 도시된 충방전부(100)에서는, 커패시터(200)로의 충전이 수행되는 경우에 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭이 부하(160)에서 발생되는 전류(I_160) 및 출력 전압(V_Out)에 의거하여 제어되고, 고전위측 출력 노드로의 방전이 수행되는 경우에 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭이 출력 전압(V_Out)에만 의거하여 제어된다.

도 6a에 도시된 수단(130) 및 수단(140)은 모두 출력 전압(V_Out)에 의거하여 제어된다. 그러므로, 도 6a에 도시된 충방전부(100)에서는 도 6b에 도시된 바와 같은 동작을 수행하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 도 6a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 충전 개시 전압(V_c) 이상인 경우에 충전을 수행하고, 방전 개시 전압(V_d) 미만인 경우에 방전을 수행하는 것이 가능하다. 또한, 도 6a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 이상, 충전 개시 전압(V_c) 미만인 경우에 상기 충전 및 상기 방전을 수행하지 않는(수단(150)이 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 하는) 것이 가능하다.

<(a) 수단(110)의 구체적인 예>

수단(110)으로서는 도 7a에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 7a에 도시된 회로는 한쪽 끝이 고전위측 출력 노드와 전기적으로 접속된 저항(111)과, 한쪽 끝이 저항(111)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 접지되어 있는 저항(112)을 갖는다. 그리고, 저항(111)의 다른 쪽 끝 및 저항(112)의 한쪽 끝이 전기적으로 접속된 노드의 전위를 수단(130) 및 수단(140)에 출력된다. 즉, 도 7a에 도시된 회로는 저항 분압을 이용하여 출력 전압(V_Out)에 비례하는 전압(V_110)을 검출하고, 상기 전압(V_110)을 수단(130) 및 수단(140)에 출력하는 회로이다.

<(b) 수단(120)의 구체적인 예>

수단(120)으로서는 도 7b에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 7b에 도시된 회로는, 비반전 입력 신호로서 부하(160)의 다른 쪽 끝의 전압이 입력되고 반전 입력 신호로서 부하(160)의 한쪽 끝의 전압이 입력되는 계장 증폭기(121)를 갖는다. 즉, 도 7b에 도시된 회로는, 계장 증폭기(121)에 의하여 부하(160)에서 발생되는 전류(I_160)에 비례하는 전압(V_120)을 검출하고, 상기 전압(V_120)을 수단(130)에 출력하는 회로이다.

<(c) 수단(130)의 구체적인 예>

수단(130)으로서는 도 7c에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 7c에 도시된 회로는 비반전 입력 신호로서 수단(110)에 의하여 검출된 전압(V_110)이 입력되고 반전 입력 신호로서 참조 전압(Vref_E1)이 입력되는 에러 증폭기(131)와, 비반전 입력 신호로서 수단(120)에 의하여 검출된 전압(V_120)이 입력되고 반전 입력 신호로서 에러 증폭기(131)가 출력하는 전압이 입력되는 비교기(132)와, 클록 발생기(clock generator)(133)와, R 단자에 비교기(132)가 출력하는 전압이 입력되고 S 단자에 클록 발생기(133)가 출력하는 전압(클록 신호)이 입력되는 RS형 플립플롭(134)을 갖는다. 그리고, 도 7c에 도시된 회로가 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하는 경우에는 RS형 플립플롭(134)의 Q 단자에서 출력되는 전압에 따라 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭이 제어된다.

<(d) 수단(140)의 구체적인 예>

수단(140)으로서는 도 7d에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 7d에 도시된 회로는 비반전 입력 신호로서 참조 전압(Vref_E2)이 입력되고 반전 입력 신호로서 수단(110)에 의하여 검출된 전압(V_110)이 입력되는 에러 증폭기(141)와, 삼각파 발진기(142)와, 비반전 입력 신호로서 에러 증폭기(141)가 출력하는 전압이 입력되고 반전 입력 신호로서 삼각파 발진기(142)가 출력하는 전압(삼각파)이 입력되는 비교기(143)를 갖는다. 그리고, 도 7d에 도시된 회로가 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하는 경우에는 비교기(143)가 출력하는 전압에 따라 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭이 제어된다.

<(e) 수단(150)의 구체적인 예>

수단(150)으로서는 도 7e에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 7e에 도시된 회로는 비교기(151A) 및 비교기(151B)와, NOR 게이트(152)와, 트랜지스터(153A) 내지 트랜지스터(153E)와, 인버터(154A) 내지 인버터(154C)와, 버퍼(155)를 갖는다.

비교기(151A)에는 비반전 입력 신호로서 수단(110)에 의하여 검출된 전압(V_110)이 입력되고 반전 입력 신호로서 전압(V_c×α)이 입력된다. 또한, 비교기(151B)에는 비반전 입력 신호로서 전압(V_d×α)이 입력되고 반전 입력 신호로서 수단(110)에 의하여 검출된 전압(V_110)이 입력된다.

NOR 게이트(152)에는 제 1 입력 신호로서 비교기(151A)가 출력하는 전압이 입력되고 제 2 입력 신호로서 비교기(151B)가 출력하는 전압이 입력된다.

트랜지스터(153A)에서는 게이트에 비교기(151A)가 출력하는 전압이 입력되고 소스 및 드레인 중 한쪽에 수단(130)이 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_130)이 입력된다. 또한, 트랜지스터(153B)에서는 게이트에 비교기(151B)가 출력하는 전압이 입력된다. 또한, 트랜지스터(153C)에서는 게이트에 NOR 게이트(152)가 출력하는 전압이 입력되고 소스 및 드레인 중 한쪽에 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 하기 위한 전압(V_off)이 입력된다. 또한, 트랜지스터(153E)에서는 게이트에 NOR 게이트(152)가 출력하는 전압이 입력되고 소스 및 드레인 중 한쪽에 전압(V_off)이 입력된다. 또한, 도 7e에 도시된 수단(150)에 있어서는 트랜지스터(153D)의 소스 및 드레인, 또는 트랜지스터(153E)의 소스 및 드레인을 통하여 출력되는 전압에 따라 스위치(190)의 스위칭이 제어된다.

인버터(154A)에는 수단(140)이 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_140)이 입력되고 인버터(154A)는 입력되는 전압과 역위상의 전압을 트랜지스터(153B)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 출력한다. 또한, 인버터(154B)에는 NOR 게이트(152)가 출력하는 전압이 입력되고 인버터(154B)는 입력되는 전압과 역위상의 전압을 트랜지스터(153D)의 게이트에 출력한다. 또한, 인버터(154C)에는 트랜지스터(153A)의 소스 및 드레인, 트랜지스터(153B)의 소스 및 드레인, 또는 트랜지스터(153C)의 소스 및 드레인을 통하여 전압이 입력되고 인버터(154C)는 입력되는 전압과 역위상의 전압을 트랜지스터(153D)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 출력한다.

버퍼(155)에는 전압(V_130), 전압(V_140), 또는 전압(V_off)이 입력되고 버퍼(155)는 입력되는 전압과 동위상의 전압을 출력함으로써 스위치(170)의 스위칭을 제어한다. 다만, 도 7e에 도시된 수단(150)에서 버퍼(155)를 삭제한 구성으로 할 수도 있다.

또한, 반전 입력 신호로서 비교기(151A)에 입력되는 전압(V_c×α)은 출력 전압(V_Out)이 충전 개시 전압(V_c)과 같은 경우에 수단(110)에 의하여 검출되는 전압이다. 또한, 비반전 입력 신호로서 비교기(151B)에 입력되는 전압(V_d×α)은 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d)과 같은 경우에 수단(110)에 의하여 검출되는 전압이다.

따라서, 도 7e에 도시된 수단(150)에서는 출력 전압(V_Out)이 충전 개시 전압(V_c) 이상인 경우에 트랜지스터(153A), 트랜지스터(153D)가 온 상태가 되고, 또 트랜지스터(153B), 트랜지스터(153C), 트랜지스터(153E)가 오프 상태가 된다. 이 경우, 수단(130)이 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_130)에 의하여 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭이 제어된다. 또한, 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 미만인 경우에 트랜지스터(153B), 트랜지스터(153D)가 온 상태가 되고, 또 트랜지스터(153A), 트랜지스터(153C), 트랜지스터(153E)가 오프 상태가 된다. 이 경우, 수단(140)이 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_140)에 의하여 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭이 제어된다. 또한, 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 이상, 충전 개시 전압(V_c) 미만인 경우에 트랜지스터(153C), 트랜지스터(153E)가 온 상태가 되고, 또 트랜지스터(153A), 트랜지스터(153B), 트랜지스터(153D)가 오프 상태가 된다. 이 경우, 스위치(170) 및 스위치(190)가 오프 상태가 된다.

<2-2. DC-DC 컨버터의 변형예>

도 5에 도시된 DC-DC 컨버터와 다른 구성을 갖는 DC-DC 컨버터도 본 발명의 일 형태의 DC-DC 컨버터이다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 DC-DC 컨버터와 마찬가지로, 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터가 갖는 스위치(7)를 다이오드로 교체할 수 있다. 또한, 도 3c에 도시된 DC-DC 컨버터와 마찬가지로, 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터에 2개의 다이오드를 부가한 구성으로 할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터가 갖는 충방전부(100)의 구성을 적절히 변경할 수도 있다. 이하에 충방전부(100)의 변형예에 대하여 자세히 설명한다.

<(1) 충방전부(100)의 변형예 1>

도 8a는 도 6a에 도시된 충방전부(100)와는 다른 충방전부(100)의 일례를 도시한 것이다. 단적으로 말하면, 도 8a에 도시된 충방전부(100)는 도 6a에 도시된 충방전부(100)에, 커패시터(200)의 한 쌍의 전극간의 전압인 충전 전압(V_200)에 비례하는 전압(V_210)을 검출하는 수단(210)과, 수단(210)에 의하여 검출된 전압(V_210)이 과방전 제어 전압(V_ctrl_d) 미만인 경우에 충방전부(100)에서의 방전을 정지시키는 수단(220)이 부가된 구성을 갖는다. 또한, 과방전 제어 전압(V_ctrl_d)은 충전 전압(V_200)이 과방전 전압과 같은 경우에 수단(210)에 의하여 검출되는 전압이다.

구체적으로는, 도 8a에 도시된 충방전부(100)에서는 도 8b에 도시된 바와 같은 동작을 수행하는 것이 가능하다. 자세히 말하면, 도 8a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 충전 개시 전압(V_c) 이상인 경우에 충전을 수행하는 것이 가능하다. 또한, 도 8a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 미만이며 전압(V_210)이 과방전 제어 전압(V_ctrl_d) 이상인 경우에 방전을 수행하고, 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 미만이며 전압(V_210)이 과방전 제어 전압(V_ctrl_d) 미만인 경우에 상기 충전 및 상기 방전을 수행하지 않는(수단(150)이 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 하는) 것이 가능하다. 또한, 도 8a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 이상, 충전 개시 전압(V_c) 미만인 경우에 상기 충전 및 상기 방전을 수행하지 않는(수단(150)이 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 하는) 것이 가능하다.

도 8a에 도시된 충방전부(100)를 도 8b에 도시된 바와 같이 동작시킴으로써, 충방전부(100)가 존재함에 기인하여 출력 전압(V_Out)이 하강하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는, 스위치(170)가 온 상태가 된 경우에 충방전부(100)가 충전과 방전 중 어느 쪽을 수행할지는 출력 전압(V_Out)과 충전 전압(V_200)의 상대적인 대소 관계에 따라 결정된다. 그러므로, 출력 전압(V_Out)과 충전 전압(V_200) 양쪽 모두가 낮은 경우에 스위치(170)를 온 상태로 하면, 출력 전압(V_Out)이 더 하강할 가능성이 있다. 도 8a에 도시된 충방전부(100)에서는 이러한 경우에 있어서 출력 전압(V_Out)이 하강하는 것을 억제할 수 있다.

<(a) 수단(210)의 구체적인 예>

수단(210)으로서는 도 9a에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 9a에 도시된 회로는 한쪽 끝이 커패시터(200)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속된 저항(211)과, 한쪽 끝이 저항(211)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 접지되어 있는 저항(212)을 갖는다. 그리고, 저항(211)의 다른 쪽 끝 및 저항(212)의 한쪽 끝이 전기적으로 접속된 노드의 전위가 수단(220)에 입력된다. 즉, 도 9a에 도시된 회로는 저항 분압을 이용하여 충전 전압(V_200)에 비례하는 전압(V_210)을 검출하고, 상기 전압(V_210)을 수단(220)에 출력하는 회로이다.

<(b) 수단(220)의 구체적인 예>

수단(220)으로서는 도 9b에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 9b에 도시된 회로는 비반전 입력 신호로서 수단(210)에 의하여 검출된 전압(V_210)이 입력되고 반전 입력 신호로서 과방전 제어 전압(V_ctrl_d)이 입력되는 비교기(221)를 갖는다. 그리고, 비교기(221)가 출력하는 2치 전압은 수단(220)으로부터 수단(150)에 출력된다. 따라서, 수단(220)은 충전 전압(V_200)이 과방전 전압을 넘는 경우에 고전압을 수단(150)에 출력하고, 충전 전압(V_200)이 과방전 전압 미만인 경우에 저전압을 수단(150)에 출력한다.

<(c) 수단(110), 수단(120), 수단(130) 및 수단(140)의 구체적인 예>

도 8a에 도시된 충방전부(100)에서는 수단(110)으로서 도 7a에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(120)으로서 도 7b에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(130)으로서 도 7c에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(140)으로서 도 7d에 도시된 회로를 적용할 수 있다.

<(d) 수단(150)의 구체적인 예>

도 8a에 도시된 충방전부(100)에서는 수단(150)으로서 도 9c에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 9c에 도시된 회로는 비교기(151C) 및 비교기(151D)와, 트랜지스터(153F) 및 트랜지스터(153G)와, 인버터(154D) 및 인버터(154E)와, AND 게이트(156A) 내지 AND 게이트(156C)와, NAND 게이트(157)와, 동작 선택 회로(250)를 갖는다. 또한, 동작 선택 회로(250)는 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 수단(130) 또는 수단(140)이 출력하는 전압에 따라 제어할지, 또는 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 할지를 선택하는 회로이다. 구체적으로는, 동작 선택 회로(250)는 2치 전압을 출력하는 회로이며, 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 수단(130) 또는 수단(140)이 출력하는 전압에 따라 제어시키는 경우에 고전압을 출력하고, 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 하는 경우에 저전압을 출력하는 회로이다.

비교기(151C)에는 비반전 입력 신호로서 수단(110)에 의하여 검출된 전압(V_110)이 입력되고 반전 입력 신호로서 전압(V_c×α)이 입력된다. 또한, 비교기(151D)에는 비반전 입력 신호로서 수단(110)에 의하여 검출된 전압(V_110)이 입력되고 반전 입력 신호로서 전압(V_d×α)이 입력된다.

트랜지스터(153F)에서는 게이트에 비교기(151D)가 출력하는 전압이 입력된다.

인버터(154D)에는 비교기(151D)가 출력하는 전압이 입력되고 인버터(154D)는 입력되는 전압과 역위상의 전압을 트랜지스터(153G)의 게이트에 출력한다. 인버터(154E)에는 트랜지스터(153F)의 소스 및 드레인, 또는 트랜지스터(153G)의 소스 및 드레인을 통하여 전압이 입력되고 인버터(154E)는 입력되는 전압과 역위상의 전압을 출력한다.

AND 게이트(156A)에는 제 1 입력 신호로서 비교기(151C)가 출력하는 전압이 입력되고 제 2 입력 신호로서 수단(130)이 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_130)이 입력되고 AND 게이트(156A)는 논리곱을 트랜지스터(153F)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 출력한다. AND 게이트(156B)에는 제 1 입력 신호로서 동작 선택 회로(250)가 출력하는 전압이 입력되고 제 2 입력 신호로서 트랜지스터(153F)의 소스 및 드레인, 또는 트랜지스터(153G)의 소스 및 드레인을 통하여 전압이 입력되고 AND 게이트(156B)는 논리곱을 출력함으로써 스위치(170)의 스위칭을 제어한다. AND 게이트(156C)에는 제 1 입력 신호로서 동작 선택 회로(250)가 출력하는 전압이 입력되고 제 2 입력 신호로서 인버터(154E)가 출력하는 전압이 입력되고 AND 게이트(156C)는 논리곱을 출력함으로써 스위치(190)의 스위칭을 제어한다.

또한, AND 게이트(156B)와 스위치(170) 사이에 버퍼를 제공하는 구성, 또는 AND 게이트(156C)와 스위치(190) 사이에 버퍼를 제공하는 구성으로 할 수도 있다. 예를 들어, 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭에 대전류가 필요한 경우 등에는 상기 버퍼를 제공하는 것이 바람직하다.

NAND 게이트(157)에는 제 1 입력 신호로서 수단(220)이 수단(150)의 동작을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_220)이 입력되고 제 2 입력 신호로서 수단(140)이 스위치(170) 및 스위치(190)의 스위칭을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_140)이 입력되고 NAND 게이트(157)는 부정 논리곱을 트랜지스터(153G)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 출력한다.

동작 선택 회로(250)에는 비교기(151C)가 출력하는 전압(V_151C) 및 비교기(151D)가 출력하는 전압(V_151D)과, 수단(220)이 수단(150)의 동작을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_220)이 입력된다. 그리고, 동작 선택 회로(250)는 이들 전압에 따라 특정 전압(V_250)을 AND 게이트(156B), AND 게이트(156C)에 출력한다.

구체적으로는, 동작 선택 회로(250)는 전압(V_151C), 전압(V_151D), 및 전압(V_220)에 따라 도 9d에 도시된 전압을 AND 게이트(156B), AND 게이트(156C)에 출력한다. 또한, 전압(V_151C), 전압(V_151D), 및 전압(V_220) 각각은 2치 전압이며, 도 9d의‘H’는 이들 전압이 고전압임을 나타내고, ‘L’은 이들 전압이 저전압임을 나타낸다. 또한, 도 9d의‘1-1’내지‘1-3’및‘2-1’내지‘2-3’은 도 9e에 도시된 수치와 대응된다. 또한, 도 9e는 도 8b와 같은 수치 범위를 나타낸 도면이다. 즉, 도 9d는 전압(V_210)과 출력 전압(V_Out)이 특정의 수치 범위 내인 경우에 있어서의 전압(V_151C), 전압(V_151D), 및 전압(V_220)과 전압(V_250) 각각을 도시한 것이다. 예를 들어, 전압(V_210)이 과방전 제어 전압(V_ctrl_d) 이상이며 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 이상, 충전 개시 전압(V_c) 미만인 경우(도 9d, 도 9e에 도시된‘2-2’의 경우), 전압(V_151C)은 저전압(L)이 되고, 전압(V_151D)은 고전압(H)이 되고, 전압(V_220)은 고전압(H)이 된다. 그리고, 이 경우 동작 선택 회로(250)는 저전압(L)을 AND 게이트(156B), AND 게이트(156C)에 출력한다.

동작 선택 회로(250)로서는 도 9d에 도시된 논리 연산을 수행하는 것이 가능한 회로이면 어떠한 회로를 적용하여도 좋다. 예를 들어, 동작 선택 회로(250)로서 도 9f에 도시된 회로를 적용할 수 있다.

도 9f에 도시된 회로는 비교기(151C)가 출력하는 전압(V_151C)이 입력되는 인버터(251)와, 제 1 입력 신호로서 인버터(251)가 출력하는 전압이 입력되고 제 2 입력 신호로서 비교기(151D)가 출력하는 전압(V_151D)이 입력되어 있는 AND 게이트(252)와, 제 1 입력 신호로서 비교기(151D)가 출력하는 전압(V_151D)이 입력되고 제 2 입력 신호로서 수단(220)이 수단(150)의 동작을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_220)이 입력되는 NOR 게이트(253)와, 제 1 입력 신호로서 AND 게이트(252)가 출력하는 전압이 입력되고 제 2 입력 신호로서 NOR 게이트(253)가 출력하는 전압이 입력되는 NOR 게이트(254)를 갖는다. 그리고, 도 9f에 도시된 회로에서는 NOR 게이트(254)가 출력하는 전압을 AND 게이트(156B), AND 게이트(156C)에 출력한다.

<(2) 충방전부(100)의 변형예 2>

도 10a는 도 6a, 도 8a에 도시된 충방전부(100)와는 다른 충방전부(100)의 일례를 도시한 것이다. 단적으로 말하면, 도 10a에 도시된 충방전부(100)는 도 8a에 도시된 충방전부(100)에, 수단(230)과, 한쪽 끝이 커패시터(200)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 커패시터(200)의 다른 쪽 전극과 전기적으로 접속된 스위치(240)가 부가된 구성을 갖는다. 또한, 수단(230)은 수단(210)에 의하여 검출된 전압(V_210)이 과충전 제어 전압(V_ctrl_c) 이상이며 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 이상인 경우에 스위치(240)를 온 상태로 하는(커패시터(200)의 한쪽 전극과 다른 쪽 전극을 단락시키는) 것이 가능한 수단이다. 또한, 과충전 제어 전압(V_ctrl_c)은 충전 전압(V_200)이 과충전 전압과 같은 경우에 수단(210)에 의하여 검출되는 전압이다. 또한, 도 10a에 도시된 충방전부(100)에서는 전압(V_210)이 과충전 제어 전압(V_ctrl_c) 미만이거나, 또는 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 미만인 경우에는 스위치(240)가 오프 상태를 유지한다.

구체적으로는, 도 10a에 도시된 충방전부(100)에서는 도 10b에 도시된 바와 같은 동작을 수행하는 것이 가능하다. 자세히 말하면, 도 10a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 충전 개시 전압(V_c) 이상인 경우에 충전을 수행하는 것이 가능하고, 또한 전압(V_210)이 과충전 제어 전압(V_ctrl_c) 이상인 경우에는 스위치(240)를 온 상태로 하는 것이 가능하다. 또한, 도 10a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 미만이며 전압(V_210)이 과방전 제어 전압(V_ctrl_d) 이상인 경우에 방전을 수행하고, 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 미만이며 전압(V_210)이 과방전 제어 전압(V_ctrl_d) 미만인 경우에 상기 충전 및 상기 방전을 수행하지 않는(수단(150)이 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 하는) 것이 가능하다. 또한, 도 10a에 도시된 충방전부(100)에서는 출력 전압(V_Out)이 방전 개시 전압(V_d) 이상, 충전 개시 전압(V_c) 미만인 경우에 상기 충전 및 상기 방전을 수행하지 않는(수단(150)이 스위치(170) 및 스위치(190)를 오프 상태로 하는) 것이 가능하고, 또한 전압(V_210)이 과충전 제어 전압(V_ctrl_c) 이상인 경우에는 스위치(240)를 온 상태로 하는 것이 가능하다.

도 10a에 도시된 충방전부(100)를 도 10b에 도시된 바와 같이 동작시킴으로써, 커패시터(200)의 내압 파괴를 억제할 수 있게 된다. 구체적으로는, 충전 전압(V_200)이 높은 경우에 스위치(240)를 온 상태로 함으로써, 충전 전압(V_200)이 더 상승되는 것이 억제된다. 이로써, 커패시터(200)의 파괴를 억제하는 것이 가능하다.

<(a) 수단(230)의 구체적인 예>

수단(230)으로서는 도 11a에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 도 11a에 도시된 회로는 비반전 입력 신호로서 수단(210)에 의하여 검출된 전압(V_210)이 입력되고 반전 입력 신호로서 과충전 제어 전압(V_ctrl_c)이 입력되는 비교기(231)를 갖는다. 그리고, 비교기(231)가 출력하는 2치 전압은 수단(220)으로부터 수단(150)에 출력된다. 따라서, 수단(230)은 충전 전압(V_200)이 과충전 전압을 넘는 경우에 고전압을 수단(150)에 출력하고, 충전 전압(V_200)이 과충전 전압 미만인 경우에 저전압을 수단(150)에 출력한다.

<(b) 수단(110), 수단(120), 수단(130), 수단(140), 수단(210), 수단(220)의 구체적인 예>

도 10a에 도시된 충방전부(100)에서는 수단(110)으로서 도 7a에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(120)으로서 도 7b에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(130)으로서 도 7c에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(140)으로서 도 7d에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(210)으로서 도 9a에 도시된 회로를 적용할 수 있고, 수단(220)으로서 도 9b에 도시된 회로를 적용할 수 있다.

<(c) 수단(150)의 구체적인 예>

도 10a에 도시된 충방전부(100)에서는 수단(150)으로서 도 11b에 도시된 회로를 적용할 수 있다. 단적으로 말하면, 도 11b에 도시된 회로는 도 9c에 도시된 회로에, 제 1 입력 신호로서 비교기(151D)가 출력하는 전압(V_151D)이 입력되고 제 2 입력 신호로서 수단(230)이 수단(150)의 동작을 제어하기 위하여 출력하는 전압(V_230)이 입력되고, 논리곱을 출력함으로써 스위치(240)의 스위칭을 제어하는 AND 게이트(156D)가 부가된 구성을 갖는다.

<반도체 장치>

다음에, 상술한 DC-DC 컨버터를 갖는 반도체 장치에 대하여 도 12a 및 도 12b를 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용하여 동작하는 모든 기기를 말한다.

<1. 수전 장치의 구성예>

도 12a는 자계 공명 방식에 의하여 급전이 수행되는 수전 장치의 구성예를 도시한 것이다. 도 12a에 도시된 수전 장치(300)는, 자계 공명에 의하여 고주파 전압이 유기되는 공명 코일(301)과, 공명 코일(301)과의 전자기 유도에 의하여 고주파 전압이 유기되는 코일(302)과, 코일(302)에 유기된 고주파 전압을 정류하는 정류 회로(303)와, 정류 회로(303)가 출력하는 직류 전압이 입력되는 DC-DC 컨버터(304)와, DC-DC 컨버터가 출력하는 직류 전압을 이용하여 급전이 수행되는 배터리(305)를 갖는다. 또한, 공명 코일(301)에는 공명 코일(301)을 구성하는 배선간의 부유 용량(306)이 존재한다.

도 12a에 도시된 수전 장치는 DC-DC 컨버터(304)로서 상술한 DC-DC 컨버터를 적용한 것이다. 따라서, DC-DC 컨버터(304)는 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능한 DC-DC 컨버터이다. 또한, DC-DC 컨버터(304)의 입력 임피던스는 출력 측에 존재하는 배터리(305)의 임피던스에 의존하지 않는다. 즉, DC-DC 컨버터(304)에 의하여 임피던스 변환이 수행된다. 그러므로, DC-DC 컨버터(304)의 입력 임피던스는 수전 장치(300)의 입력 임피던스이기도 하다. 따라서, 배터리(305)의 충전 상황에 따라 배터리(305)의 임피던스가 변화하는 경우에도 수전 장치(300)의 입력 임피던스는 변동하지 않는다. 이 결과, 수전 장치(300)에서는 배터리(305)의 충전 상태에 의존함이 없이 급전 효율이 높은 급전을 수행하는 것이 가능하다.

또한, 도 12a에 도시된 바와 같이, 공명 코일(301)은 다른 구성 요소와 직접 접속되지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 공명 코일(301)에 다른 구성 요소를 직접 접속시키면, 공명 코일(301)의 직렬 저항 및 커패시턴스가 커진다. 이 경우, 공명 코일(301)과 다른 구성 요소를 포함한 회로의 Q값은 공명 코일(301)만으로 구성된 회로의 Q값보다 낮게 되며, 공명 코일(301)이 다른 구성 요소와 직접 접속되는 구성에서는 공명 코일(301)이 다른 구성 요소와 직접 접속되지 않는 구성과 비교하여 급전 효율이 낮기 때문이다.

<2. 급전 시스템의 구성예>

도 12b는 자계 공명 방식에 의하여 급전이 수행되는 급전 시스템의 구성예를 도시한 것이다. 도 12b에 도시된 급전 시스템은 송전 장치(400)와, 도 12a에 도시된 수전 장치(300)를 갖는다. 또한, 송전 장치(400)는, 고주파 전압을 생성하는 고주파 전원(401)과, 고주파 전원(401)에 의하여 생성된 고주파 전압이 인가되는 코일(402)과, 코일(402)과의 전자기 유도에 의하여 고주파 전압이 유기되는 공명 코일(403)을 갖는다. 또한, 공명 코일(403)에는 공명 코일(403)을 구성하는 배선간의 부유 용량(404)이 존재한다.

도 12b에 도시된 급전 시스템은 수전 장치로서 도 12a에 도시된 수전 장치(300)를 적용한 것이다. 따라서, 도 12b에 도시된 급전 시스템에서는 수전 장치에서의 입력 임피던스의 변동을 고려하지 않고 급전을 수행하는 것이 가능하다. 즉, 도 12b에 도시된 급전 시스템에서는 급전 조건을 동적으로 변화시킴이 없이 급전 효율이 높은 급전을 수행하는 것이 가능하다.

또한, 도 12b에 도시된 바와 같이, 공명 코일(403)은 다른 구성 요소와 직접 접속되지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

(실시예)

본 실시예에서는 상술한 급전 시스템이 적용될 수 있는 용도에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 급전 시스템이 적용될 수 있는 용도로서는, 휴대형 전자 기기인 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 휴대 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대형 게임기, 또는 전자 서적 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는 Digital Versatile Disc(DVD) 재생 장치) 등을 들 수 있다. 또한, 전력에 의하여 동력을 얻는 전기 자동차 등 전기 추진 이동체를 들 수 있다. 이하에서는 이 일례에 대하여 도 13a 및 도 13b를 참조하여 설명한다.

도 13a는 휴대 전화 및 휴대 정보 단말기를 급전 시스템의 용도로 한 일례를 도시한 것이며 송전 장치(701)와, 수전 장치(703A)를 갖는 휴대 전화(702A) 및 수전 장치(703B)를 갖는 휴대 전화(702B)에 의하여 구성되어 있다. 상술한 급전 시스템은 송전 장치(701)와, 수전 장치(703A) 및 수전 장치(703B)간에 적용할 수 있다.

도 13b는 전기 추진 이동체인 전기 자동차를 급전 시스템의 용도로 한 일례를 도시한 것이며 송전 장치(711)와, 수전 장치(713)를 갖는 전기 자동차(712)에 의하여 구성되어 있다. 상술한 급전 시스템은 송전 장치(711)와 수전 장치(713)간에 적용할 수 있다.

1: 수단
2: 수단
3: 수단
4: 부하
5: 스위치
6: 인덕터
7: 스위치
8: 다이오드
9: 다이오드
11: 저항
12: 저항
21: 계장 증폭기
31: 에러 증폭기
32: 삼각파 발진기
33: 비교기
34: 버퍼
35: 인버터
100: 충방전부
110: 수단
111: 저항
112: 저항
120: 수단
121: 계장 증폭기
130: 수단
131: 에러 증폭기
132: 비교기
133: 클록 발생기
134: RS형 플립플롭
140: 수단
141: 에러 증폭기
142: 삼각파 발진기
143: 비교기
150: 수단
151A: 비교기
151B: 비교기
151C: 비교기
151D: 비교기
152: NOR 게이트
153A: 트랜지스터
153B: 트랜지스터
153C: 트랜지스터
153D: 트랜지스터
153E: 트랜지스터
153F: 트랜지스터
153G: 트랜지스터
154A: 인버터
154B: 인버터
154C: 인버터
154D: 인버터
154E: 인버터
155: 버퍼
156A: AND 게이트
156B: AND 게이트
156C: AND 게이트
156D: AND 게이트
157: NAND 게이트
160: 부하
170: 스위치
180: 인덕터
190: 스위치
200: 커패시터
210: 수단
211: 저항
212: 저항
220: 수단
221: 비교기
230: 수단
231: 비교기
240: 스위치
250: 동작 선택 회로
251: 인버터
252: AND 게이트
253: NOR 게이트
254: NOR 게이트
300: 수전 장치
301: 공명 코일
302: 코일
303: 정류 회로
304: DC-DC 컨버터
305: 배터리
306: 부유 용량
400: 송전 장치
401: 고주파 전원
402: 코일
403: 공명 코일
404: 부유 용량
701: 송전 장치
702A: 휴대 전화
702B: 휴대 전화
703A: 수전 장치
703B: 수전 장치
711: 송전 장치
712: 전기 자동차
713: 수전 장치
1000: 입력 전력 검출부
1001: 수단
1002: 수단
1003: 부하
2000: 전압 변환부
2001: 수단
2002: 스위치
3000: 충방전부

Claims

DC-DC 컨버터에 있어서:
부하와;
제 1 저항을 포함한 제 1 회로와;
계장 증폭기를 포함한 제 2 회로와;
에러 증폭기를 포함한 제 3 회로와;
제 1 스위치를 포함하고,
상기 부하의 한쪽 끝은 상기 제 1 저항의 한쪽 끝 및 상기 계장 증폭기의 제 1 입력 단자와 전기적으로 접속되고,
상기 부하의 다른 쪽 끝은 상기 계장 증폭기의 제 2 입력 단자 및 상기 제 1 스위치의 한쪽 끝과 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 저항의 다른 쪽 끝은 상기 에러 증폭기의 제 1 입력 단자와 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 회로는 상기 에러 증폭기의 제 2 입력 단자와 전기적으로 접속되고,
상기 제 3 회로는 상기 제 1 스위치와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 회로는 상기 DC-DC 컨버터에 입력된 입력 전압에 비례하는 제 1 전압을 상기 제 3 회로에 출력하고,
상기 제 2 회로는 상기 부하에서 발생되는 전류에 비례하는 제 2 전압을 상기 제 3 회로에 출력하고,
상기 제 3 회로는 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압의 비를 일정하게 유지시키는, DC-DC 컨버터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 회로에 제 2 저항을 더 포함하고,
상기 제 1 저항의 상기 한쪽 끝은 상기 DC-DC 컨버터의 제 1 입력 노드와 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 저항의 상기 다른 쪽 끝은 상기 제 2 저항의 한쪽 끝과 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 저항의 다른 쪽 끝은 상기 DC-DC 컨버터의 제 2 입력 노드와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 1 항에 있어서,
제 2 스위치를 더 포함하고,
상기 제 1 스위치의 다른 쪽 끝은 상기 제 2 스위치의 한쪽 끝 및 상기 DC-DC 컨버터의 제 1 출력 노드와 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 스위치의 다른 쪽 끝은 상기 DC-DC 컨버터의 제 2 출력 노드와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 회로에 비교기를 더 포함하고,
상기 비교기는 상기 에러 증폭기와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스위치는 트랜지스터인, DC-DC 컨버터.
제 1 항에 있어서,
충방전부를 더 포함하고,
상기 충방전부는 상기 DC-DC 컨버터의 제 1 출력 노드와 상기 DC-DC 컨버터의 제 2 출력 노드 사이에 제공되는, DC-DC 컨버터.
수전 장치에 있어서:
제 1 코일과;
상기 제 1 코일과 전기적으로 접속된 정류 회로와;
제 1 항에 따른 DC-DC 컨버터로서, 상기 정류 회로와 전기적으로 접속된 상기 DC-DC 컨버터와;
상기 DC-DC 컨버터와 전기적으로 접속된 배터리를 포함하는, 수전 장치.
급전 시스템에 있어서:
송전 장치로서,
전원과;
상기 전원과 전기적으로 접속된 제 2 코일을 포함하는 상기 송전 장치와;
제 8 항에 따른 수전 장치를 포함하는, 급전 시스템.
DC-DC 컨버터에 있어서:
부하와;
제 1 저항을 포함한 제 1 회로와;
계장 증폭기를 포함한 제 2 회로와;
에러 증폭기를 포함한 제 3 회로와;
제 1 스위치와;
다이오드를 포함하고,
상기 부하의 한쪽 끝은 상기 제 1 저항의 한쪽 끝 및 상기 계장 증폭기의 제 1 입력 단자와 전기적으로 접속되고,
상기 부하의 다른 쪽 끝은 상기 계장 증폭기의 제 2 입력 단자 및 상기 제 1 스위치의 한쪽 끝과 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 저항의 다른 쪽 끝은 상기 에러 증폭기의 제 1 입력 단자와 전기적으로 접속되고,
상기 다이오드의 한쪽 끝은 상기 제 1 스위치의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 회로는 상기 에러 증폭기의 제 2 입력 단자와 전기적으로 접속되고,
상기 제 3 회로는 상기 제 1 스위치와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 회로는 상기 DC-DC 컨버터에 입력된 입력 전압에 비례하는 제 1 전압을 상기 제 3 회로에 출력하고,
상기 제 2 회로는 상기 부하에서 발생되는 전류에 비례하는 제 2 전압을 상기 제 3 회로에 출력하고,
상기 제 3 회로는 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압의 비를 일정하게 유지시키는, DC-DC 컨버터.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 회로에 제 2 저항을 더 포함하고,
상기 제 1 저항의 상기 한쪽 끝은 상기 DC-DC 컨버터의 제 1 입력 노드와 전기적으로 접속되고,
상기 제 1 저항의 상기 다른 쪽 끝은 상기 제 2 저항의 한쪽 끝과 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 저항의 다른 쪽 끝은 상기 DC-DC 컨버터의 제 2 입력 노드와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 10 항에 있어서,
제 2 스위치를 더 포함하고,
상기 제 1 스위치의 상기 다른 쪽 끝은 상기 제 2 스위치의 한쪽 끝 및 상기 DC-DC 컨버터의 제 1 출력 노드와 전기적으로 접속되고,
상기 제 2 스위치의 다른 쪽 끝은 상기 DC-DC 컨버터의 제 2 출력 노드와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 10 항에 있어서,
상기 제 3 회로에 비교기를 더 포함하고,
상기 비교기는 상기 에러 증폭기와 전기적으로 접속되는, DC-DC 컨버터.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 스위치는 트랜지스터인, DC-DC 컨버터.
제 10 항에 있어서,
충방전부를 더 포함하고,
상기 충방전부는 상기 DC-DC 컨버터의 제 1 출력 노드와 상기 DC-DC 컨버터의 제 2 출력 노드 사이에 제공되는, DC-DC 컨버터.
수전 장치에 있어서:
제 1 코일과;
상기 제 1 코일과 전기적으로 접속된 정류 회로와;
제 10 항에 따른 DC-DC 컨버터로서, 상기 정류 회로와 전기적으로 접속된 상기 DC-DC 컨버터와;
상기 DC-DC 컨버터와 전기적으로 접속된 배터리를 포함하는, 수전 장치.
급전 시스템에 있어서:
송전 장치로서,
전원과;
상기 전원과 전기적으로 접속된 제 2 코일을 포함하는 상기 송전 장치와;
제 17 항에 따른 수전 장치를 포함하는, 급전 시스템.