KR20130103863A - 양방향 고주파 공진기 및 이를 이용한 양방향 변압기 - Google Patents

양방향 고주파 공진기 및 이를 이용한 양방향 변압기 Download PDF

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Abstract

양방향 고주파 공진기 및 이를 이용한 양방향 변압기가 개시된다. 개시된 양방향 변압기는 제1 입출력단을 통해 입출력되는 고압의 제1 교류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 정류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 고주파 변압부; 제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 정류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 직류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 교류/직류 컨버터; 및 제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 직류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 저압의 제2 교류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 직류/교류 컨버터를 포함하되, 상기 양방향 고주파 변압부는 직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터를 포함하고, 상기 N개의 공진 컨버터 각각은 변압기; 상기 변압기의 일측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제1 공진회로; 및 상기 변압기의 타측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제2 공진회로를 포함한다.

Description

양방향 고주파 공진기 및 이를 이용한 양방향 변압기{BIDIRECTIONAL HIGH FREQUENCY RESONATOR AND BIDIRECTIONAL TRANSFORMER INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 양방향 고주파 공진기 및 이를 이용한 양방향 변압기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압으로의 확장이 용이하고 양방향으로 동작할 수 있는 반도체 소자를 이용한 고주파 공진기 및 이를 포함하는 변압기에 관한 것이다.
최근 사용이 급증하고 있는 디지털 부하의 경우, 다양한 전압 레벨에서 동작할 뿐만 아니라 다양한 전기 품질을 요구하며, 이러한 요구를 충족시키기 위한 다기능 변압기에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
도 1은 종래의 다기능 변압기의 전체적인 구성을 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 고압 스위칭을 수행하는 1차측은 고압에 대응하기 위한 직렬 스위치 구조의 회로를 구비하고 있으며, 2차측은 일반적인 인버터를 포함하는 회로를 구비하고 있다.
그러나, 도 1에 따른 종래의 다기능 변압기는 2개의 스위치로 직렬 운전되고 있는바, 입력 전압이 높아져서 3개 이상의 직렬 운전이 요구되는 경우 스위치 내압의 균형을 맞추기 어려운 구조를 가지고 있다는 문제점이 있었다.
또한, 도 1에 따른 종래의 다기능 변압기는 양방향으로의 전력 전달이 불가능한 구조로 되어 있는바, 스마트 그리드와 같은 양방향 전력 전달이 필수적인 시스템에 적용되기 어렵다는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 고압으로의 확장이 용이하고 양방향으로 동작할 수 있는 반도체 소자를 이용한 고주파 공진기 및 이를 포함하는 변압기를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제1 입출력단을 통해 입출력되는 고압의 제1 교류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 정류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 고주파 변압부; 제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 정류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 직류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 교류/직류 컨버터; 및 제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 직류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 저압의 제2 교류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 직류/교류 컨버터를 포함하되, 상기 양방향 고주파 변압부는 직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터를 포함하고, 상기 N개의 공진 컨버터 각각은 변압기; 상기 변압기의 일측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제1 공진회로; 및 상기 변압기의 타측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제2 공진회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기가 제공된다.
상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 및 상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 각각은 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 제1 스위칭 소자의 일단은 제1 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제4 스위칭 소자의 일단은 제2 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되며, 상기 제1 캐패시터 및 상기 제2 캐패시터에는 상기 제1 교류 전압의 분배된 전압이 인가될 수 있다.
상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되는 제6 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 제5 스위칭 소자의 일단은 제3 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제5 스위칭 소자의 타단은 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 일단은 상기 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 타단은 제4 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되며, 상기 공진 컨버터의 공진주파수는 상기 제3 캐패시터 및 상기 제4 캐패시터의 크기와 상기 제1 인덕터의 크기에 의해 결정될 수 있다.
상기 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않을 수 있다.
상기 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않을 수 있다.
상기 양방향 교류/직류 컨버터는 제7 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제7 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제8 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제7 스위칭 소자 및 상기 제8 스위칭 소자는 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 양방향 교류/직류 컨버터는 상기 정류 전압이 입/출력되는 제1 입출력단과 연결되는 제5 캐패시터; 일단이 상기 제5 캐패시터의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제7 스위칭 소자의 타단 및 상기 제8 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제2 인덕터; 및 일단이 상기 제7 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제8 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제6 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 양방향 직류/교류 컨버터는 브리지 형태로 연결되는 제9 스위칭 소자, 제10 스위칭 소자, 제11 스위칭 소자 및 제12 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터를 포함하되, 상기 N개의 공진 컨버터 각각은 변압기; 상기 변압기의 일측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제1 회로; 및 상기 변압기의 타측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제2 회로를 포함하며, 상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 및 상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 각각은 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기가 제공된다.
본 발명에 따른 고주파 공진기 및 변압기는 고압으로의 확장이 용이하고 양방향으로 동작할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 다기능 변압기의 전체적인 구성을 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 변압기의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 변압기(200)의 상세한 구성을 도시한 회로도이다.
도 4 및 도 5는 상기와 같이 구성되는 양방향 고주파 변압부의 스위칭 소자들에 포함된 트랜지스터들의 제어 전극으로 인가되는 제어 신호의 형태의 일례를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 제1 교류 전압이 양의 값을 가지면서 양방향 고주파 변압부가 순방향으로 동작하는 경우, 각 공진 컨버터에서의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
그리고, 도 8 및 도 9는 제1 교류 전압이 양의 값을 가지면서 양방향 고주파 변압부가 역방향으로 동작하는 경우, 각 공진 컨버터에서의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 변압기의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 변압기(200)는 양방향 고주파 변압부(210), 양방향 교류/직류 컨버터(220) 및 양방향 직류/교류 컨버터(230)를 포함한다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세히 설명하기로 한다.
양방향 고주파 변압부(210)는 고압의 제1 교류 전압을 정류 전압으로 컨버팅하거나, 정류 전압을 제1 교류 전압으로 컨버팅한다. 즉, 양방향 고주파 변압부(210)는 제1 입출력단을 통해 입력되는 고압의 제1 교류 전압을 저압의 정류 전압으로 컨버팅하여 제2 입출력단으로 출력하거나 제2 입출력단을 통해 입력되는 저압의 정류 전압을 고압의 제1 교류 전압으로 변경하여 제1 입출력단으로 출력한다. 이러한 양방향 고주파 변압부(210)는 아래에서 상세하게 설명하는 바와 같이 고정 듀티(duty)로 동작할 수 있다.
양방향 교류/직류 컨버터(220)는 정류 전압을 직류 전압으로 컨버팅하거나, 직류 전압을 정류 전압으로 변경한다. 즉, 양방향 교류/직류 컨버터(220)의 제1 입출력단은 양방향 고주파 변압부(210)의 제2 입출력단과 연결되어 있으며, 양방향 교류/직류 컨버터(220)는 제1 입출력단을 통해 입력되는 정류 전압을 직류 전압으로 컨버팅하여 제2 입출력단으로 출력하거나 제2 입출력단을 통해 입력되는 직류 전압을 정류 전압으로 변경하여 제1 입출력단으로 출력한다. 이를 통해, 양방향 교류/직류 컨버터(220)는 양방향 변압기(200)의 역률을 개선하는 역할을 수행한다.
양방향 직류/교류 컨버터(230)는 직류 전압을 저압의 제2 교류 전압으로 변경하거나, 저압의 제2 교류 전압을 직류 전압으로 변경한다. 즉, 양방향 직류/교류 컨버터(230)의 제1 입출력단은 양방향 교류/직류 컨버터(220)의 제2 입출력단과 연결되어 있으며, 양방향 직류/교류 컨버터(230)는 제1 입출력단을 통해 입력되는 직류 전압을 저압의 제2 교류 전압으로 변경하여 제2 입출력단으로 출력하거나 제2 입출력단을 통해 입력되는 저압의 제2 교류 전압을 직류 전압으로 변경하여 제1 입출력단으로 출력한다. 이러한 양방향 직류/교류 컨버터(230)는 가변 듀티로 동작할 수 있으며, 부하를 제어하는 역할을 수행한다.
이하에서는 도 3 내지 도 9를 참조하여, 양방향 변압기(200)의 세부적인 구성 및 동작을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 변압기(200)의 상세한 구성을 도시한 회로도이다. 도 3을 참조하여 각 구성 요소 별 기능을 상세하게 설명하면 아래와 같다.
먼저, 양방향 고주파 변압부(210)는 직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터(211)를 포함할 수 있다. 이러한 공진 컨버터(211)는 변압기(212), 변압기(212)의 일측 코일에 연결되며 직렬 연결된 다수의 스위칭 소자를 포함하는 제1 회로(213) 및 변압기(212)의 타측 코일에 연결되고 직렬 연결된 다수의 스위칭 소자를 포함하는 제2 회로(214)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 회로(213)에 포함된 다수의 스위칭 소자 및 제2 회로(214)에 포함된 다수의 스위칭 소자 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 트랜지스터 및 다이오드를 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 컬렉터 내지 드레인과 같은 트랜지스터의 제1 도통 전극과 다이오드의 출력단이 연결되는 지점을 "스위칭 소자의 일단"으로 칭하고, 이미터 내지 소스와 같은 트랜지스터의 제2 도통 전극과 다이오드의 입력단이 연결되는 지점을 "스위칭 소자의 타단"으로 칭하기로 한다. 일례로서, 트랜지스터는 IGBT(Insulated Gate Bi-Polar Transistor)일 수 있다.
이러한 트랜지스터는 스위칭 소자의 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하고, 다이오드는 스위칭 소자의 타단에서 일단으로의 전류 경로를 제공한다. 즉, 트랜지스터가 온되는 경우(트랜지스터의 제어 전극인 베이스 내지 게이트에 문턱 전압보다 높은 전압이 인가되는 경우) 스위칭 소자는 트랜지스터를 통해 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하고, 트랜지스터가 오프되는 경우 스위칭 소자는 다이오드를 통해 타단에서 일단으로의 전류 경로를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 회로(213)는 직렬 연결된 4개의 스위칭 소자(M1x, M2x, M3x, M4x)를 포함하고, 제2 회로(214)는 직렬 연결된 2개의 스위칭 소자(M5x, M6x)를 포함할 수 있다.
먼저, 제1 회로(213) 내의 각 소자들의 연결관계를 설명하면 아래와 같다.
제1 스위칭 소자(M1x)의 일단은 변압기(212)의 일측 코일의 타단과 연결되고, 제1 스위칭 소자(M1x)의 타단은 제2 스위칭 소자(M2x)의 타단과 연결되며, 제2 스위칭 소자(M2x)의 일단은 변압기(212)의 일측 코일의 일단과 연결된다. 그리고, 제3 스위칭 소자(M3x)의 일단은 변압기(212)의 일측 코일의 일단과 연결되고, 제3 스위칭 소자(M3x)의 타단은 제4 스위칭 소자(M4x)의 타단과 연결되며, 제4 스위칭 소자(M4x)의 일단은 변압기(212)의 일측 코일의 타단과 연결된다.
여기서, 제1 스위칭 소자(M1x)의 일단은 제1 캐패시터(C1)를 통해 변압기(212)의 일측 코일의 타단과 연결되고, 제4 스위칭 소자(M4x)의 일단은 제2 캐패시터(C2)를 통해 변압기(212)의 일측 코일의 타단과 연결되며, 제1 캐패시터(C1) 및 제2 캐패시터(C2)에는 제1 교류 전압의 분배된 전압(Va)이 인가된다.
다음으로, 제2 회로(214) 내의 각 소자들의 연결관계를 설명하면 아래와 같다.
제5 스위칭 소자(M5x)는 일단이 변압기(212)의 타측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 변압기(212)의 타측 코일의 일단과 연결된다. 그리고, 제6 스위칭 소자(M6x)는 일단이 변압기(212)의 타측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 변압기(212)의 타측 코일의 타단과 연결된다.
여기서, 제5 스위칭 소자(M5x)의 일단은 제3 캐패시터(C3)를 통해 변압기(212)의 타측 코일의 타단과 연결되고, 제5 스위칭 소자(M5x)의 타단은 제1 인덕터(L1)를 통해 변압기(212)의 타측 코일의 일단과 연결된다. 그리고, 제6 스위칭 소자(M6x)의 제1 인덕터(L1)를 통해 변압기(212)의 타측 코일의 일단과 연결되고, 제6 스위칭 소자(M6x)의 타단은 제4 캐패시터(C3)를 통해 변압기(212)의 타측 코일의 타단과 연결된다.
또한, N개의 공진 컨버터(211) 각각의 공진주파수는 제3 캐패시터(C3) 및 제4 캐패시터(C3)의 크기와 제1 인덕터(L1)의 크기(즉, 제3 캐패시터(C3) 및 제4 캐패시터(C3) 중 어느 하나와 제1 인덕터(L1)에 의해 형성되는 공진 탱크의 크기)에 의해 결정된다.
도 4는 상기와 같이 구성되는 양방향 고주파 변압부(210)의 스위칭 소자들(M1x, M2x, M3x, M4x, M5x, M6x)에 포함된 트랜지스터들의 제어 전극으로 인가되는 제어 신호의 형태의 일례를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우(즉, Va가 양의 값을 가지는 경우) 제1 스위칭 소자(M1x), 제3 스위칭 소자(M3x), 제5 스위칭 소자(M5x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)는 고정주파수 고정 시비율(즉, 고정 듀티)로 동작하고, 제2 스위칭 소자(M2x) 및 제4 스위칭 소자(M4x)는 항상 온된다.
즉, 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우, 제1 스위칭 소자(M1x)에 포함된 트랜지스터 및 제5 스위칭 소자(M5x)에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 제3 스위칭 소자(M3x)에 포함된 트랜지스터 및 제6 스위칭 소자(M6x)에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 제2 스위칭 소자(M2x)에 포함된 트랜지스터 및 제4 스위칭 소자(M4x)에 포함된 트랜지스터는 항상 온된다.
그리고, 제1 스위칭 소자(M1x)에 포함된 트랜지스터 및 제5 스위칭 소자(M5x)에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 제3 스위칭 소자(M3x)에 포함된 트랜지스터 및 제6 스위칭 소자(M6x)에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는다.
보다 상세하게, 제1 스위칭 소자(M1x) 내지 제6 스위칭 소자(M6x)에 포함된 트랜지스터는 도 5의 (a) 에 도시된 바와 같이 온/오프될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 제1 스위칭 소자(M1x)가 온되는 시간 구간을 "MODE 1"으로, 제1 스위칭 소자(M1x)가 오프된 후 제3 스위칭 소자(M3x)가 온되기 전까지의 시간 구간을 "MODE 2"로, 제3 스위칭 소자(M3x)가 온되는 시간 구간을 "MODE 3"로, 제3 스위칭 소자(M3x)가 오프된 후 제1 스위칭 소자(M1x)가 온되기 전까지의 시간구간을 "MODE 4"로 칭하기로 한다.
또한, 도 4를 참조하면, 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우(즉, Va가 음의 값을 가지는 경우) 제2 스위칭 소자(M2x), 제4 스위칭 소자(M4x), 제5 스위칭 소자(M5x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)는 고정주파수 고정 시비율로 동작하고, 제1 스위칭 소자(M1x) 및 제3 스위칭 소자(M3x)는 항상 온된다.
즉, 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우, 제2 스위칭 소자(M2x)에 포함된 트랜지스터 및 제6 스위칭 소자(M6x)에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 제4 스위칭 소자(M4x)에 포함된 트랜지스터 및 제4 스위칭 소자(M4x)에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 제1 스위칭 소자(M1x)에 포함된 트랜지스터 및 제3 스위칭 소자(M3x)에 포함된 트랜지스터는 항상 온된다.
그리고, 제2 스위칭 소자(M2x)에 포함된 트랜지스터 및 제6 스위칭 소자(M6x)에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 제4 스위칭 소자(M4x)에 포함된 트랜지스터 및 제5 스위칭 소자(M4x)에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는다.
보다 상세하게, 제1 스위칭 소자(M1x) 내지 제6 스위칭 소자(M6x)에 포함된 트랜지스터는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 온/오프될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 제2 스위칭 소자(M2x)가 온되는 시간 구간을 "MODE 5"으로, 제2 스위칭 소자(M2x)가 오프된 후 제4 스위칭 소자(M4x)가 온되기 전까지의 시간 구간을 "MODE 6"로, 제4 스위칭 소자(M4x)가 온되는 시간 구간을 "MODE 7"로, 제4 스위칭 소자(M4x)가 오프된 후 제2 스위칭 소자(M2x)가 온되기 전까지의 시간구간을 "MODE 8"로 칭하기로 한다.
상기에서 설명한 내용과 도 6 내지 도 9를 참조하여 양방향 고주파 변압부(210)의 동작을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7은 제1 교류 전압이 양의 값을 가지면서 양방향 고주파 변압부(210)가 순방향으로 동작하는 경우, 각 공진 컨버터(211)에서의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
먼저, "MODE 1"의 경우, 제3 스위칭 소자(M3x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)가 오프되므로, 공진 컨버터(211)에서는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같은 전류 흐름이 형성되며, 이에 따라 제1 인덕터(L1) 및 제3 캐패시터(C3)가 공진 탱크로 동작하게 된다. 다음으로 "MODE 2"의 경우, 제1 스위칭 소자(M1x), 제3 스위칭 소자(M3x), 제5 스위칭 소자(M5x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)가 오프되므로, 공진 컨버터(211)에는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같은 전류 흐름이 형성된다. 이와 같은 "MODE 2"에서의 동작은 제1 스위칭 소자(M1x)가 스위칭 동작을 할 때, 제3 스위칭 소자(M3x)에는 전압이 걸려있으므로, 제1 스위칭 소자(M1x)와 제3 스위칭 소자(M3x)가 오프되는 구간 동안 리키지 인덕터인 제1 인덕터(L1)에 축적된 전류를 방출하여 제3 스위칭 소자(M3x)에 걸려있던 전압을 없애기 위해 수행된다.
계속하여, "MODE 3"의 경우, 제1 스위칭 소자(M1x) 및 제5 스위칭 소자(M5x)가 오프되므로, 공진 컨버터(211)에서는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같은 전류 흐름이 형성되며, 이에 따라 제1 인덕터(L1) 및 제4 캐패시터(C4)가 공진 탱크로 동작하게 된다. 다음으로 "MODE 4"의 경우, 다시 한번 제1 스위칭 소자(M1x), 제3 스위칭 소자(M3x), 제5 스위칭 소자(M5x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)가 오프되므로, 공진 컨버터(211)에는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같은 전류 흐름이 형성된다. 이와 같은 "MODE 4"에서의 동작 역시 앞서 설명한 "MODE 2"의 동작과 동일한 원리로 수행된다.
그리고, 도 8 및 도 9는 제1 교류 전압이 양의 값을 가지면서 양방향 고주파 변압부(210)가 역방향으로 동작하는 경우, 각 공진 컨버터(211)에서의 전류 흐름을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제3 스위칭 소자(M3x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)가 오프되는 "MODE 1"에서는 도 8의 (a)와 같은 전류 흐름이 형성되어 제1 인덕터(L1) 및 제3 캐패시터(C3)가 공진 탱크로 동작하고, "MODE 1" 이후 제1 스위칭 소자(M1x), 제3 스위칭 소자(M3x), 제5 스위칭 소자(M5x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)가 오프되는 "MODE 2"에서는 도 8의 (b)와 같은 전류 흐름이 형성된다. 그리고, 제1 스위칭 소자(M1x) 및 제5 스위칭 소자(M5x)가 오프되는 "MODE 3"에서는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같은 전류 흐름이 형성되어 제1 인덕터(L1) 및 제3 캐패시터(C3)가 공진 탱크로 동작하고, "MODE 3" 이후 제1 스위칭 소자(M1x), 제3 스위칭 소자(M3x), 제5 스위칭 소자(M5x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)가 오프되는 "MODE 4"에서는 도 9의 (b)와 같은 전류 흐름이 형성된다.
한편, 제1 교류 전압이 음의 값을 가지면서 양방향 고주파 변압부(210)가 순방향 내지 역방향으로 동작하는 경우의 공진 컨버터(211)에서의 전류 흐름은 앞서 도 6 내지 도 9의 내용으로부터 용이하게 유추할 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 풀 브리지 형태로 연결된 4개의 스위칭 소자를 사용하는 종래 기술과 달리 직렬 연결된 4개의 스위칭 소자(M1x, M2x, M3x, M4x)가 포함된 제1 회로(213) 및 직렬 연결된 2개의 스위칭 소자(M5x, M6x)가 포함된 제2 회로(214)를 도 4에 도시된 바와 같은 제어 신호를 이용함으로써 고주파 공진부가 양방향으로 동작할 수 있도록 한다.
이 경우, 제1 스위칭 소자(M1x)/제3 스위칭 소자(M3x)는 제2 스위칭 소자(M2x)/제4 스위칭 소자(M4x)와 반대 방향으로 연결되므로, 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우와 음의 값을 가지는 경우 모두에서 동일한 동작을 수행하게 된다.
즉, 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우에는 제1 스위칭 소자(M1x)와 제3 스위칭 소자(M3x)가 상보 동작을 하고, 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우에는 제2 스위칭 소자(M2x)와 제4 스위칭 소자(M4x)가 상보 동작을 하고, 제1 스위칭 소자(M1x) 및 제3 스위칭 소자(M3x)는 항상 온 상태를 유지하도록 하여 후술하는 양방향 교류/직류 컨버터(220)로 파워링이 되어 직류로 정류를 하게 된다. 또한, 역방향으로의 동작 시에는 제1 스위칭 소자(M1x) 내지 제4 스위칭 소자(M4x)와 제5 스위칭 소자(M5x) 및 제6 스위칭 소자(M6x)의 역할이 서로 바뀌어 스위칭 소자(M1x) 내지 제4 스위칭 소자(M4x)가 정류기로 사용된다.
그리고, 양방향 고주파 변압부(210)(즉, 공진 컨버터(211))의 공진 주파수는 고정 듀티로 동작하며, 공진 탱크에 의해 결정되는 공진 주파수가 상기 도 4에서 설명한 스위칭 주파수와 일치하는 경우, 공진 컨버터의 이득은 부하와 관계없이 변압기의 권선비(n:1)에 의해 결정된다. 이 때, 50KHz 정도의 고주파를 스위칭 주파수로 이용하는 경우, 양방향 고주파 변압부(210)의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 입력과 출력의 조건에 따라 별도의 제어를 하지 않더라도 양방향으로 전력의 흐름이 형성되는 장점이 있다.
다음으로, 양방향 교류/직류 컨버터(220)는 제7 스위칭 소자(M7) 및 일단이 제7 스위칭 소자(M7)의 타단과 연결되는 제8 스위칭 소자(M8)를 포함한다. 이 때, 제7 스위칭 소자(M7) 및 제8 스위칭 소자(M8)는 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터(221); 및 타단에서 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드(222)를 포함한다.
그리고, 양방향 교류/직류 컨버터(220)는 정류 전압이 입/출력되는 제1 입출력단과 연결되는 제5 캐패시터(C5); 일단이 제5 캐패시터(C5)의 일단과 연결되고, 타단이 제7 스위칭 소자(M7)의 타단 및 제8 스위칭 소자(M8)의 일단과 연결되는 제2 인덕터(L2); 및 일단이 제7 스위칭 소자의 일단(M7)과 연결되고, 타단이 제8 스위칭 소자(M8)의 타단과 연결되는 제4 캐패시터(C4)를 더 포함한다.
이와 같이 구성되는 양방향 교류/직류 컨버터(220)는 역률을 개선하는 기능을 수행한다. 즉, 양방향 교류/직류 컨버터(220)는 제5 캐패시터(C5)에 인가되는 정류 전압(Vlink)을 추종하도록 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류(IL2)를 제어하며, 동시에 제6 캐패시터(C6)에 인가되는 직류 전압(Vdc)를 제어한다.
그리고, 양방향 교류/직류 컨버터(220)는 양방향 변압기(200)의 방향성을 결정하게 된다. 즉, 제6 캐패시터(C6)에서 직류 전압(Vdc)이 출력되는 경우 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류(IL2)가 양이 되어 양방향 변압기(200)는 역방향으로 동작하고, 제6 캐패시터(C6)로 직류 전압(Vdc)이 인가되는 경우 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류(IL2)가 음이 되어 양방향 변압기(200)는 순방향으로 동작하게 된다.
마지막으로, 양방향 직류/교류 컨버터(230)는 풀 브리지 형태로 연결되는 제9 스위칭 소자(M9), 제10 스위칭 소자(M10), 제11 스위칭 소자(M11) 및 제12 스위칭 소자(M12)와 제3 인덕터(L3) 및 제7 캐패시터(C7)를 포함한다. 이러한 양방향 직류/교류 컨버터(230)는 직류 전압(Vdc)을 이용하여 출력 전압(Vo,ac)를 제어한다.
요컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 변압기(200)는 고주파 공진 LLC 회로를 이용한 양방향 고주파 공진기(정류기)와 무효 전력을 개선하는 역률 개선단과 출력 전압을 생성하는 인버터단의 3단 구조를 가지며, 입출력의 조건에 따라 양방향성 동작을 수행하고, 스위칭 소자의 내압 균형을 형성하는데 용이한 구조를 가진다. 그리고, 양방향 변압기(200) 3개를 이용하는 경우 3상 시스템으로 확장이 가능하게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (18)

  1. 제1 입출력단을 통해 입출력되는 고압의 제1 교류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 정류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 고주파 변압부;
    제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 정류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 직류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 교류/직류 컨버터; 및
    제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 직류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 저압의 제2 교류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 직류/교류 컨버터를 포함하되,
    상기 양방향 고주파 변압부는 직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터를 포함하고,
    상기 N개의 공진 컨버터 각각은 변압기; 상기 변압기의 일측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제1 공진회로; 및 상기 변압기의 타측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제2 공진회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 및 상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 각각은 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자의 일단은 제1 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제4 스위칭 소자의 일단은 제2 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되며,
    상기 제1 캐패시터 및 상기 제2 캐패시터에는 상기 제1 교류 전압의 분배된 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되는 제6 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제5 스위칭 소자의 일단은 제3 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제5 스위칭 소자의 타단은 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 일단은 상기 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 타단은 제4 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되며,
    상기 공진 컨버터의 공진주파수는 상기 제3 캐패시터 및 상기 제4 캐패시터의 크기와 상기 제1 인덕터의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우,
    상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,
    상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우,
    상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,
    상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 양방향 교류/직류 컨버터는 제7 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제7 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제8 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제7 스위칭 소자 및 상기 제8 스위칭 소자는 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양방향 교류/직류 컨버터는 상기 정류 전압이 입/출력되는 제1 입출력단과 연결되는 제5 캐패시터; 일단이 상기 제5 캐패시터의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제7 스위칭 소자의 타단 및 상기 제8 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제2 인덕터; 및 일단이 상기 제7 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제8 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제6 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 양방향 직류/교류 컨버터는 브리지 형태로 연결되는 제9 스위칭 소자, 제10 스위칭 소자, 제11 스위칭 소자 및 제12 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기.
  12. 직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터를 포함하되,
    상기 N개의 공진 컨버터 각각은 변압기; 상기 변압기의 일측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제1 회로; 및 상기 변압기의 타측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제2 회로를 포함하며,
    상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 및 상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 각각은 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 소자의 일단은 제1 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제4 스위칭 소자의 일단은 제2 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되며,
    상기 제1 캐패시터 및 상기 제2 캐패시터에는 상기 제1 교류 전압의 분배된 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되는 제6 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제5 스위칭 소자의 일단은 제3 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제5 스위칭 소자의 타단은 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 일단은 상기 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 타단은 제4 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되며,
    상기 공진 컨버터의 공진주파수는 상기 제3 캐패시터 및 상기 제4 캐패시터의 크기와 상기 제1 인덕터의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우,
    상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,
    상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우,
    상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,
    상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기.
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