KR20130132758A - Ac/dc 전원 공급 장치 및 ac/dc 전압 강압 방법 - Google Patents

Abstract

교류/직류(AC/DC) 저전압 전원 공급 장치는 전원에 의해 제공되는 전압을 강압시키는 강압 유닛(stepping down unit)을 포함하고, 전원은 소정의 값까지 전압(소정의 값을 초과하지 않음)을 제공한다. 강압 유닛은 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 AC 전원에 연결시키거나 그로부터 분리시키는 스위치를 포함하고 있다.

Description

AC/DC 저전압 전원 공급 장치 및 AC/DC 전압 강압 방법{AC/DC LOW VOLTAGE POWER SUPPLY DEVICE AND METHOD OF STEPPING DOWN AC/DC VOLTAGE}

본 출원은 AC/DC 저전압 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 입력 전압 진폭을 샘플링하는 것에 기초한 전압 컨버터에 관한 것이다.

클린 DC 전력을 필요로 하는 전자 장치가 계속 증가함에 따라 전력 컨버터가 최대 관심사로 되고 있다. 현재 업계에서는 노트북 충전기, 전화 충전기 등과 같은 휴대용 응용 분야을 위한 작은 폼 팩터를 갖는 AC-DC 어댑터를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 장치의 전력 밀도(power density)가 계속 향상되고 있다. 기술의 향상과 전력 효율이 더 높은 장치의 이용가능성은 컨버터의 AC-DC 변환 효율 및 크기에 엄청난 개선을 가져왔다.

AC-DC 변환을 수행하는 통상적인 방법은 선형 컨버터를 사용한다. 선형 컨버터는 변압기를 사용하여 전압을 강압시키고 조정기로 출력 전압을 조정한다. 이 구조는 저효율을 겪을 수 있다. 그에 부가하여, 50Hz 내지 60Hz의 선로 주파수(line frequency)에서 동작하는 시스템에 필요한 변압기의 크기는 휴대용 응용 분야에는 너무 크다.

AC-DC 변환을 수행하는 다른 통상적인 방법은 스위치 모드 전원(switch mode power supply)을 사용한다. 스위치 모드 전원은 휴대용 응용 분야에 적합한 작은 폼 팩터 및 높은 효율로 인해 엄청난 시장을 발견하였다. 그렇지만, 스위치 모드 전원은 고조파 및 역률 문제를 유발할 수 있는 바람직하지 않은 비선형 특성을 가진다.

교류/직류(AC/DC) 저전압 전원 공급 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 전원에 의해 제공되는 전압을 소정의 값까지 강압시키는 강압 유닛(stepping down unit)을 포함한다. 강압 유닛은 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 AC 전원에 연결시키거나 그로부터 분리시키는 스위치를 포함하고 있다.

도 1은 입력 AC 전압 및 샘플링된 펄스의 그래프 표현.
도 2는 AC-DC 변환의 예시적인 개략도.
도 3은 예시적인 전원 공급 장치의 개략도.
도 4는 정류된 출력 전압의 측정된 파형의 그래프 표현.
도 5는 장치 효율의 장치의 출력에의 의존성의 그래프 표현.
도 6은 샘플링된 펄스 및 커패시터 전압의 그래프 표현.

다양한 국제 규정 및 표준을 만족시키기 위해, 역률 보정(power factor correction, PFC) 스테이지 및 그 다음에 오는 DC-DC 스테이지 등의 2-스테이지 구조가 필요할 수 있다. 이 방식은, 성공적이지만, 2개의 제어 루프로 인해 시스템의 복잡도를 증가시킨다. 2-스테이지 방식은 대체로 제1 스테이지에 대해 부스트 PFC 회로(boost PFC circuit)를 사용하는데, 그 이유는 이 회로에 의해 양호한 PFC 능력 및 높은 효율이 제공되기 때문이다. 그렇지만, 제1 스테이지에서 이를 사용하면 전압 출력이 높아져 높은 전압 정격을 갖는 커패시터를 필요로 하게 되고, 이로 인해 크기 및 단가가 증가한다.

단일 스테이지 구조는 PFC 스테이지와 DC-DC 스테이지를 단일 스테이지로 결합하여, 제어 복잡도를 감소시킨다. PFC 보정이 또한 브리지 정류기를 사용하지 않고 행해질 수 있다. 그에 부가하여, 단일 스테이지 방식은 덜 복잡한 해법을 제공하며, 그 결과 크기가 감소된다.

다른 단일 스테이지 컨버터 응용은 PFC 보정을 달성하기 위해 DCM 모드에서 PFC를 이용할 수 있고, 단일 스위치에 의해 제어되는 플라이백 컨버터(fly back converter)를 사용하여 조정된 출력 DC 전압을 획득할 수 있다. 이 유형의 컨버터는 부스트 PFC와 통합된 2-트랜지스터 클램핑형 플라이백 컨버터를 단일 스테이지 컨버터로서 포함할 수 있다.

앞서 논의한 구조는 부스트 PFC를 사용하고, 고품질 부스트 인덕터, 부가의 인덕터 또는 변압기, 및 브리지 정류기를 필요로 하며, 이는 크기를 증가시킨다. 이 구조는 높은 방열 능력, 높은 전류 능력 및 낮은 손실을 갖는 양호한 정류기를 필요로 한다. 정류기의 전도 손실 및 다이오드의 순방향 전압 강하는 달성가능한 효율을 제한한다. 따라서, 이들을 해결하고 전류 경로에 있는 스위칭 디바이스의 수를 감소시킴으로써 효율을 향상시키기 위해, 많은 브리지 없는 PFC 구조가 제안되었다.

브리지 없는 SEPIC 컨버터를 사용하는 것은, 제1 스테이지에서의 고전압 커패시터의 필요성을 없애주면서, 전압을 승압 또는 강압시키는 용이한 방법이다. 또한, 브리지 없는 방식을 채택함으로써, 한 사이클에서 스위칭되는 구성요소의 수가 크게 감소되어, 향상된 효율이 얻어진다. SEPIC 컨버터는 DCM 모드에서 동작하고 양호한 PFC를 달성한다. 또한, SEPIC 컨버터는 MOSFET 디바이스를 제어하는 별도의 구동을 필요로 하지 않아, 필요한 구성요소의 수를 감소시킨다. 예시적인 100 와트(W) 컨버터는 고부하에서 0.9의 역률로 89% 초과의 효율로 동작할 수 있다.

주목할 점은, 저주파수에서 동작하는 입력 인덕터를 필요로 하는 것에 의해 크기가 커져 버린다는 것이다. 또한, 출력 커패시터는 리플 전압을 억제하기 위해 커야? 한다. 50 Hz AC 전원의 경우, 회로는 또한 출력에서 100 Hz 리플을 겪는다. SEPIC가 고차 컨버터이기 때문에, 불안정성을 피하기 위해 제어 루프가 주의깊게 설계되어야만 한다.

상기 구조는 제1 스테이지 전압을 저하시킴으로써 연속적인 스테이지들에서의 구성요소 크기를 감소시키면서 높은 효율을 달성하는 것을 목표로 한다. 이 구조의 단점은 보다 많은 인덕터의 사용으로 인한 크기 증가일 수 있다.

부가의 구조는 정류기, 스위칭 디바이스, 및 출력 커패시터를 포함할 수 있다. 이 구조는 스위치를 사용하여 입력 AC파를 정류하고 쵸핑한다. 스위치는, 입력 전압이 요구된 전압보다 낮을 때에만, 입력을 커패시터에 연결시키며, 그로써 제1 스테이지 커패시터가 보는 전압 스윙(voltage swing)을 제한하고 커패시터가 보다 낮은 전압 정격 및 크기를 가질 수 있게 해준다. 이 구조는 전기적 절연을 제공하지 않을 수 있고, 전류의 고조파 왜곡을 발생할 수 있다. 입력이 직접 쵸핑되기 때문에, 전류 고조파가 높을 수 있고, 고조파 표준을 만족시키기 위해 부가의 필터링을 필요로 할 수 있다.

전류의 전력은 하기의 수학식에 의해 정의되고:

여기서, I는 부하를 지나가는 전류이고, U는 부하에 인가되는 전압이다. 전압 및 전류가 변하는 경우에, 평균 전력

는 다음과 같이 주어지고,

여기서, u_n 및 i_n은, 각각, 전압 및 전류의 순시값(instantaneous value)이다. 값 u_n 및 i_n은 소정의 측정 피치로 측정된다. 이 아날로그 값들을 아날로그-디지털 변환기에 의해 디지털화하고 서로 곱하여 평균 전력

을 얻는다.

이제부터, 주 전압 U의 그래프를 나타내는 도 1을 참조한다. AC/DC 저전압 전원 공급 장치의 샘플링 요소는 전원에서의 전압이 소정의 범위 내에 있을 때 부하 장치를 전원에 연결시키고 상기 전압이 범위를 벗어날 때 상기 부하 장치를 전원으로부터 분리시키도록 구성되어 있다. 환언하면, 전원에서의 전압이 소정의 범위 내에 있을 때 전압이 부하에 인가된다. 전원에서의 전압이 소정의 범위 내에 있을 때에만 전압이 부하에 인가될 수 있고, 전압이 소정의 범위를 벗어날 때 전압이 부하로부터 분리될 수 있다. 따라서, 출력에서, AC/DC 저전압 전원 공급 장치는 소정의 진폭의 에너지 임펄스(E) 열을 제공한다. 임펄스는 커패시터 또는 축전지 셀(accumulator cell) 등의 임의의 축전 요소 또는 장치를 충전시키는 데 사용될 수 있다.

현재의 기술적 해결책의 목표는 작은 폼 팩터 및 100W의 최대 전력 정격으로 1.5V 내지 48V의 넓은 DC 출력 전압 범위에 걸쳐 효율적인 변압기 없는 AC-DC 변환을 달성하는 것이다. 그에 부가하여, AC 전원의 일부분을 부하로 스위칭하는 것의 변동이 심한 성질로 인한 EMC/EMI 효과를 감소시키기 위해 프런트 엔드 고조파 필터가 바람직할 수 있다.

도 2는 예시적인 변압기 없는 AC-DC 컨버터이다. 예시적인 컨버터는 고전압 AC 입력을 모니터링하고 전체 AC 전압 파형 중 저전압 부분만을 DC-DC 컨버터로 전달하여 안정된 DC 공급원을 발생한다. 제어기는 전력 그리드(power grid)에 있는 변압기들의 온/오프 스위칭으로 인해 때때로 위상 천이를 가질 수 있는 AC 입력을 계속 모니터링할 것이고, 제어기는 AC 신호의 저전압 부분(도 2에서 "쵸핑된 AC"로 표시되어 있음)만을 통과시키기 위해 펄스형 신호를 통해(도 2에 도시된 바와 같이, "AC I/P를 통과시키기 위한 펄스 폭"에 의해) 스위치를 제어할 것이다. 내부 정류기는 이어서 이 쵸핑된 AC 신호를 플러스만으로 되는(positive-only) 정류된 쵸핑된 AC 신호(도 2에서 "커패시터 없이 정류됨"으로 표시되어 있음)로 정류할 것이다. 주목할 점은, 출력 전압이 낮은 값으로 설정될 때 프로세스에서 수반되는 임의의 손실을 피하기 위해 정류 기능이 우회될 수 있고 AC 파형의 마이너스 부분이 DC-DC 스테이지로 전달될 필요가 없다는 것이다. 큰 전압 리플을 필터링 제거하여 DC-DC 컨버터에 크게 감소된 전압 리플을 갖는 출력(도 2에서 "커패시터에 의해 정류됨"으로 표시되어 있음)을 발생하기 위해 출력에서 대형 커패시터가 사용될 수 있다. DC-DC 컨버터[예컨대, 벅 컨버터(buck converter)]는 또한 안정된 DC 출력(도 2에서 "DC O/P"로 표시되어 있음)을 제공하기 위해 리플을 갖는 입력을 조정할 수 있다.

도 3은 예시적인 변압기 없는 AC-DC 컨버터의 시스템 블록도이다. 입력(105)에서, 어떤 오프칩 과전압/전류 보호 구성요소(100)가 안전을 위해 시스템에 포함되어 있을 수 있다. 컨버터는 시스템을 전원 플러그에 꽂는 초기 단계 동안 공급 전압 V_DDT를 제공하여 샘플링 회로망(120) 및 디지털 제어기(140)에 전원을 제공하는 내장된 전원 블록(110)(전파 정류기)을 가질 수 있다. 샘플링 회로망(120) 및 디지털 제어기(140)는 이어서 입력 주파수, 영 교차 및 입력 진폭 등의 정보를 얻기 위해 AC 입력을 계속적으로 모니터링할 수 있다. 전파 정류기(135)는 입력 전압을 정류할 수 있다. 스위치(145)는 제어기(140)에 의해 제어될 수 있는 게이트 구동기(155)에 의해 구동될 수 있다. 스위치(145)에 의해 샘플링되고 DC-DC 컨버터(190)에 의해 제공될 수 있는 전압이 전압 센서(180, 200)에 의해, 각각, 감지될 수 있다. 센서(180, 200)로부터의 데이터는 제어기(140)에 의해 수집될 수 있다. ADC(130, 160, 170)에 의해 아날로그-디지털 변환이 수행될 수 있다. DC-DC 컨버터(190) 및 저드롭아웃 조정기(low dropout regulator)(210)는, 입력의 최소값보다 더 낮은 안정된 출력 전압이 발생되도록, 리플있는 입력 전압을 변환할 수 있다. DC-DC 컨버터(190)에 의해 제공되는 전압은 커패시터(220)를 충전시킬 수 있다. 커패시터(220)는 부하(230)를 통해 방전될 수 있다.

제2 변환 스테이지에서 벅 컨버터(buck converter)를 사용함으로써 효율이 높고 잘 조정된 전원이 얻어질 수 있다. 스위칭을 위한 제어기는 FPGA 상에 구현될 수 있다.

MOSFET 스위치, 커패시터 및 단일 벅 인덕터(buck inductor)를 제외하고는, 컨버터의 모든 다른 구성요소가 칩 상에 집적되어 있을 수 있다. 디지털 제어기를 구현함으로써, 프로그램성이 우수하고 효율이 높은 컨버터가 달성될 수 있다. 벅 컨버터가 95%에 가까운 효율을 달성할 수 있기 때문에, 쵸핑 스테이지가 전체 효율을 결정할 수 있다. LT 스파이스(LT spice)를 사용한 상기 제1 스테이지의 시뮬레이션 결과가 2가지 상이한 MOSFET 모델 - 하나는 30 밀리오옴(mΩ)의 rds on("온 저항")을 가지며, 다른 MOSFET는 300 mΩ의 rds on을 가짐 - 에 대해 수행되었다.

도 4는 10배 감쇠(10x attenuation)를 갖는 제1 스테이지 출력(상부 곡선)에서 및 dc-dc 출력(하부 곡선)에서 얻어진 파형의 실험 곡선을 나타낸 것이다.

DC-DC 출력은 10 볼트로 설정되고, 제1 스테이지 최소 전압은 20 볼트 초과로 설정되었다. 출력에서 아주 낮은 리플을 갖는 10.5 볼트의 클린 DC 신호가 얻어졌다.

도 5는 2개의 상이한 MOSFET "온 저항" 값에 대해 출력 전력과 관련하여 제1 스테이지의 효율의 그래프를 나타낸 것이다. 30 mΩ "온 저항"의 MOSFET은 대부분의 부하 조건에 대해 89% 초과의 효율을 제공한다. 도 5는 MOSFET "온 저항"이 증가함에 따라 효율이 떨어지는 것을 명확히 보여주고 있다. 스위칭 손실을 최소화하기 위해 제1 스테이지에 대해 낮은 "온 저항"을 갖는 MOSFET이 선택될 수 있다. 또한, 손실을 최소화하도록 정류기가 선택될 수 있다. 입력을 쵸핑하는 것으로 인해 발생하는 고주파 전류를 감쇠시키기 위해 EMI 필터가 함께 사용될 수 있다. 또한, 절연이 주 관심사인 응용에서, 간단한 벅 컨버터 대신에 변압기 절연(transformer isolation)을 제공하기 위해 플라이백 DC-DC 컨버터가 제2 스테이지에서 사용될 수 있다.

도 6은 도 3에 도시된 예시적인 시스템과 연관된 다양한 파형을 나타낸 것이다. AC 전압이 소정의 값에 이를 때 입력 AC 전압(310)이 샘플링된다. 얻어진 펄스(320)는 도 3의 장치의 커패시터(220)를 충전시킨다. 제어기(140)는 커패시터에서의 전압(300)을 실질적으로 일정하게 유지하도록 사전 프로그램되어 있다. 일 실시예에서, 제어기(140)는 전압(300)이 소정의 값(예를 들어, 1.5, 6, 9, 12, 24 V 또는 특정의 구현에 적절한 임의의 다른 전압) 미만일 때 스위치(145)를 작동시킬 수 있다. 컨버터는, 부하에 의한 에너지 소비가 없을 때, 자동으로 대기 상태로 떨어질 수 있고, 필요에 따라 부하에 소정의 전압을 제공할 수 있다.

앞서 기술한 전원 공급 장치는 LED 조명, 전화, PDA, 카메라, 컴퓨터, 충전가능한 장치, 또는 임의의 다른 적당한 저전압 장치 등의 저전압 부하에 전원을 공급하는 데 사용될 수 있다. 주목할 점은, 앞서 기술한 전원 공급 장치가 최소의(약 5%) 손실을 제공할 수 있다는 것이다.

실시예

1. 부하에 연결가능한 교류/직류(AC/DC) 저전압 전원 공급 장치.

2. 실시예 1에 있어서, 전원에 의해 제공되는 전압을 소정의 값까지 강압시키는 강압 유닛(stepping down unit)을 더 포함하는 장치.

3. 실시예 1 또는 실시예 2에 있어서, 강압 유닛은 AC 전압이 소정의 범위 내에 있을 때 AC 사인파의 주기의 위상에서 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 AC 전원에 연결시키도록 구성되는 스위치를 포함하는 것인 장치.

4. 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예에 있어서, 강압 유닛은 전압이 범위를 벗어날 때 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 AC 전원으로부터 분리시키도록 구성되는 스위치를 포함하는 것인 장치.

5. 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예에 있어서, 에너지 저장 장치에서의 전압이 소정의 값 이상일 때 스위치가 대기 위치에 있도록 구성되는 것인 장치.

6. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 전압이 소정의 값 미만일 때 스위치가 작동되도록 구성되는 것인 장치.

7. 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 에너지 저장 장치에서의 전압이 소정의 값 이상일 때 스위치가 개방되도록 스위치를 제어하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는 장치.

8. 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예에 있어서, 상기 전압이 상기 소정의 값 미만일 때 스위치가 폐쇄되도록 스위치를 제어하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는 장치.

9. 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 한 실시예에 있어서, 입력 AC 전압, 정류된 전압 및 출력 전압으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전압을 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 센서를 더 포함하는 장치.

10. 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예에 있어서, 샘플링된 전압 펄스를 정류하는 유닛을 더 포함하는 장치.

11. 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 한 실시예에 있어서, 펄스 스키핑 변조형 벅 컨버터(pulse skipping modulated buck converter)를 더 포함하는 장치.

12. 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 한 실시예에 있어서, 에너지 저장 장치는 축전지 셀, 커패시터 및/또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 장치.

13. 실시예 1 내지 실시예 12 중 어느 한 실시예에 있어서, 전원 공급 장치는 저전압 기기에서 구현되어 저전압 기기에 전원을 공급하는 것인 장치.

14. 실시예 1 내지 실시예 13 중 어느 한 실시예에 있어서, 저전압 가전 기기는 전화, PDA, 카메라, 컴퓨터, 충전가능한 장치, 및/또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 장치.

15. 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 한 실시예에 있어서, 전압 샘플링은 샘플링 위상, 샘플링된 전압, 이들의 설정 오차 및/또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터를 포함하는 것인 장치.

16. 실시예 1 내지 실시예 15 중 어느 한 실시예에 있어서, 에너지 저장 및/또는 공급 파라미터에 응답하여 소정의 전압 범위를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 더 포함하는 장치.

17. 실시예 1 내지 실시예 16 중 어느 한 실시예에 따라 저전압을 부하에 제공하는 방법.

Claims (20)

1. 부하에 연결가능한 AC/DC 전원 공급 장치에 있어서,
   전원에 의해 제공되는 전압을 제1 소정의 값까지 강압시키는 강압 유닛(stepping down unit)
   을 포함하고,
   상기 강압 유닛은 교류(AC) 전압이 소정의 범위 내에 있을 때 상기 AC 사인파의 주기의 위상에서, 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 AC 전원에 연결시키고, 상기 전압이 범위를 벗어날 때 상기 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 상기 AC 전원으로부터 분리시키도록 구성되는 스위치를 포함하며,
   상기 스위치는 상기 에너지 저장 장치에서의 전압이 제2 소정의 값 이상일 때는 대기(standby) 위치에 있고, 상기 전압이 상기 제2 소정의 값 미만일 때는 작동되도록 구성되는 것인 전원 공급 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위치가 상기 에너지 저장 장치에서의 상기 전압이 상기 제2 소정의 값 이상일 때는 개방되고 상기 전압이 상기 제2 소정의 값 미만일 때는 폐쇄되도록 상기 스위치를 제어하게 구성되는 제어기를 더 포함하는 전원 공급 장치.
3. 제1항에 있어서, 입력 AC 전압, 정류된 전압 및 출력 전압으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전압을 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 센서를 더 포함하는 전원 공급 장치.
4. 제1항에 있어서, 샘플링된 전압 펄스를 정류하는 유닛을 더 포함하는 전원 공급 장치.
5. 제1항에 있어서, 펄스 스키핑 변조형 벅 컨버터(pulse skipping modulated buck converter)를 더 포함하는 전원 공급 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는 축전지 셀(accumulator cell), 커패시터 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 전원 공급 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 전원 공급 장치는 저전압 기기에서 구현되어 상기 저전압 기기에 전원을 공급하는 것인 전원 공급 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 저전압 기기는 전화, PDA, 카메라, 컴퓨터, 충전가능한 장치, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 전원 공급 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 전압 샘플링은 샘플링 위상, 샘플링된 전압, 이들의 설정 오차 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터를 포함하는 것인 전원 공급 장치.
10. 제1항에 있어서, 에너지 저장 및 공급 파라미터에 응답하여 상기 소정의 전압 범위를 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는 전원 공급 장치.
11. 부하에 전압을 제공하는 방법에 있어서,
    전원에 의해 제공되는 전압을 소정의 값까지 강압시키도록 구성되는 강압 유닛을 포함하는 교류(AC) 저전압 전원 공급 장치를 제공하는 단계; 및
    상기 전압을 강압시키는 단계로서, AC 전압이 소정의 범위 내에 있을 때 AC 사인파의 주기의 위상에서, 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 AC 전원에 연결시키는 단계, 및 상기 전압이 범위를 벗어날 때 상기 에너지 저장 장치 또는 부하 장치를 상기 AC 전원으로부터 분리시키는 단계를 포함하는 상기 전압을 강압시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 강압시키는 단계는 상기 에너지 저장 장치에서의 전압이 소정의 값 이상일 때는 대기 위치로 도입되고, 상기 전압이 상기 소정의 값 미만일 때는 작동되는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
12. 제11항에 있어서, 스위치가 상기 에너지 저장 장치에서의 상기 전압이 소정의 값 이상일 때는 개방되고 상기 전압이 상기 소정의 값 미만일 때는 폐쇄되도록 상기 스위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 입력 AC 전압, 정류된 전압 및 출력 전압으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전압을 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
14. 제11항에 있어서, 샘플링된 AC/DC 전압 펄스를 정류하는 단계를 더 포함하는 방법.
15. 제11항에 있어서, 펄스 스키핑 변조형 벅 컨버터를 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는 축전지 셀, 커패시터 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 방법.
17. 제11항에 있어서, 저전압 기기에 전원을 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
18. 제11항에 있어서, 상기 저전압 기기는 전화, PDA, 충전가능한 장치, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 방법.
19. 제9항에 있어서, 전압 샘플링은 샘플링 위상, 샘플링된 전압, 이들의 설정 오차 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터를 포함하는 것인 방법.
20. 제9항에 있어서, 에너지 저장 및 공급 파라미터에 응답하여 상기 소정의 전압 범위를 제어하기 위해 제어 유닛을 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
    

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