KR20140062411A - Dc/dc 컨버터를 제어하기 위한 측정 회로 - Google Patents

Dc/dc 컨버터를 제어하기 위한 측정 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스위치 소자(120)와, 이 스위치 소자에 병렬 접속된 다이오드(124)와, 측정 및 제어 유닛(130)을 포함하는, DC/DC 컨버터(100)를 제어하기 위한 측정 회로에 관한 것으로서, 상기 측정 및 제어 유닛은, 사전에 정의된 이벤트가 달성되면 스위치 소자(120)를 작동시키고, 상기 스위치 소자(120)의 작동 후 스위치 소자(120)에서의 전압을 특성값으로서 결정하여 평가하며, 상기 특성값이 허용 값 범위를 벗어나면 사전에 정의된 이벤트의 매개변수들을 변경하도록 설계되며, 이 허용 값 범위는 병렬 접속된 다이오드(124)의 순방향 전압에 의해 결정된다.

Description

DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 측정 회로{MEASUREMENT CIRCUIT FOR REGULATING A DC/DC VOLTAGE CONVERTER}
본 발명은 DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 측정 회로, 관련 DC/DC 컨버터 및 DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
DC/DC 컨버터는 오늘날 많은 분야에서, 예컨대 휴대 전화, 통신 시스템, 컴퓨터 또는 노트북에서 이용되고 있다. 이때, DC/DC 컨버터는 입력 전압으로서 직류 전압을 받아 이를 출력 전압으로서 그보다 더 높은 또는 더 낮은 직류 전압으로 변환한다. DC/DC 컨버터를 이용하면, 어떤 장치라도 그 내부 작동 전압은 배터리의 충전 상태와 무관하게 일정하게 유지될 수 있거나, 또는 배터리 전압에 비해 더 높은 내부 작동 전압이 발생할 수 있다. 예컨대, 카메라에서는 비교적 작은 배터리 전압으로부터 훨씬 더 큰 전압의 플래시 라이트가 발생할 수 있다.
DC/DC 컨버터는 다양한 실시예로 형성될 수 있지만, 이들은 모두 같은 원리에 따라 작동한다. 스위칭 소자, 예를 들어 트랜지스터에 의해 에너지 성분이 입력 전압으로부터 인출된다. 이때, 스위칭 소자의 스위치-온 시간과 스위치-오프 시간 사이의 비율이 평균 에너지 흐름을 결정한다. 승압 컨버터, 즉 입력 전압에 비해 더 높은 출력 전압을 달성하는 DC/DC 컨버터의 경우, 대개 인덕턴스는 입력 전압에 연결된다. 스위치-온 동작과 스위치-오프 동작에 의해 인덕턴스의 에너지가 출력 커패시턴스 안으로 펌핑된다.
승압 컨버터의 한 특수한 실시예, 즉 공진 컨버터에서는, 전류 또는 전압 영점 통과 시 스위칭 소자를 스위치-온 또는 스위치-오프하기 위해, 공진 회로가 이용된다. 일반적으로 공진 회로는 하나의 인덕턴스와 하나의 커패시턴스의 직렬 또는 병렬 회로로 형성된다. 또는 공진 회로가 복수의 인덕턴스와 커패시턴스를 가질 수도 있다.
스위칭 소자의 스위치-온에 의해 공진 회로는 입력 전압에 연결되어 여기된다. 스위칭 소자의 스위치-오프에 의해 인덕턴스가 커패시턴스로 방전된다. 만약 스위칭 소자가 올바른 시점에 새로 스위치-온되면, 공진 회로가 새로 여기되어 공진이 계속 유지된다. 전송 장치, 예컨대 트랜스포머에 의해, 공진 회로의 에너지가 출력 커패시턴스에 전송될 수 있다. 따라서 에너지 전송은 공진 회로의 주기적 여기에 의해 이루어지고, 출력이 많이 전송될수록, 그만큼 더 자주 회로가 여기된다.
공진 회로의 전류 또는 전압 영점 통과 시 최적의 스위칭 시점에 스위치-온 또는 스위치-오프가 이루어지면, 개별 소자들의 스위칭 손실, 전파 간섭 및 전자기 부하가 현저하게 감소할 수 있다. 그러나 스위치-온 또는 스위치-오프가 전류 또는 전압 영점 통과 중에 이루어지지 않고 오히려 공진 회로의 공진 주기가 종료되기 전에 이루어지면, 공진 회로에 에너지를 제공하는 대신 공진 회로에서 에너지가 제거되고, 이는 개별 소자들의 스위칭 손실, 초기 출력 감소 및 전자기 부하의 증가를 야기한다. 일반적으로 공진 컨버터를 위해 또는 DC/DC 컨버터를 위해, 특히 스위치-온 동작을 실시하는 것이 가장 중요할 수 있지만, 최적의 스위칭 시점에 스위치-오프 동작을 실시하는 것 역시 중요하다.
이 스위치-오프 동작은 전류 세기의 상한값 도달 시 수행될 수 있다. 스위치-온 동작은 전류 세기 또는 전압의 하한값 도달 이후 즉시 또는 정해진 시간 간격의 경과 후 수행될 수 있다. 이때, 전압 또는 전류 세기에 대한 한계값들이 최적의 스위칭 시점들에 상응하게 선택된다. 이때, 불가피한 소자 공차 및 지연 시간으로 인해, 예컨대 측정값 검출 시 그리고 스위칭 소자의 제어 시 스위칭 소자의 실제 스위칭 시점이 인지되지 않는 문제가 발생한다. 즉, 최적의 스위칭 시점과 실제 스위칭 시점의 일치, 또는 다시 말해 스위치-온 동작과 스위치-오프 동작이 최적의 스위칭 시점에 실시되는 점이 보장될 수 없다.
그러므로 스위치-온 동작과 스위치-오프 동작이 DC/DC 컨버터에서 최적의 스위칭 시점에 실시될 수 있는 가능성을 제공하는 점이 요구되고 있다.
본 발명에 따라, 독립항들의 특징들을 포함하는 DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 측정 회로와, 이와 같은 측정 회로를 구비하도록 형성된 DC/DC 컨버터와, 상기 DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 방법이 제안된다. 바람직한 실시예들은 종속항들 및 하기 설명의 대상이 된다.
DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 본 발명에 따른 측정 회로는 스위치 소자와, 이 스위치 소자에 병렬 접속된 다이오드와, 측정 및 제어 유닛을 포함한다. 상기 스위치 소자는 DC/DC 컨버터의 인덕턴스를 입력 전압에 연결하도록 설계된다. 이 측정 및 제어 유닛은 스위치 소자의 실제 스위칭 시점과 최적의 스위칭 시점의 일치를 보장한다. 측정 및 제어 유닛이 사전에 정의된 이벤트의 달성을 검출하면, 상기 측정 및 제어 유닛은 스위치 소자를 작동시킨다. 이어, 측정 및 제어 유닛이 스위치 소자에서의 전압을 특성값으로서 모니터링한다.
이런 특성값은 스위치-온 시점의 영향을 받는다. 상기 특성값의 평가를 통해, 실제 스위칭 시점이 최적의 스위칭 시점에 얼마나 근접하는지가 추론될 수 있다. 상기 특성값이, 병렬 접속된 다이오드의 순방향 전압에 의해 제공되는 허용 값 범위 내에 있으면, 최적의 스위칭 시점과 실제 스위칭 시점이 일치한다. 상기 특성값이 허용 값 범위 내에 있지 않으면, 최적의 스위칭 시점에 도달하지 못한 것이며, 다음의 통과를 위해 사전에 정의된 이벤트에 대한 매개변수가 변한다.
예컨대 공진 컨버터의 경우에 스위치 소자의 스위치-온이 정확히 공진 회로의 전압 영점 통과 시 이루어지면, 스위치-온 손실이 거의 완전히 방지된다. 이 경우, 병렬 접속된 다이오드의 순방향 전압으로 인한 최소의 손실만이 발생한다. 스위치 소자에서의 전압이 스위치-온 동작 후 모니터링되면, 최적의 스위칭 시점의 경우에 짧은 음(-) 전압 펄스가 측정된다. 허용 값 범위는 결과적으로 이러한 음 전압 펄스에 의해 제공된다. 스위치-온 이후 다이오드의 순방향 전압에 상응하지 않는 전압값이 특성값으로서 측정되면, 최적의 스위칭 시점에 도달하지 못한 것이다.
이 경우, 스위치 소자의 실제 스위칭 시점은 아직 알지 못하지만, 이를 반드시 확실하게 알아야 할 필요도 없다. 여기서 "측정 및 제어 유닛이 스위치를 작동시킨다"라는 표현은, 사전에 정의된 이벤트의 달성이 인지되는 즉시 측정 및 제어 유닛이 스위칭 동작을 개시함을 의미한다. 특성값의 모니터링을 통해 측정 및 제어 유닛은 실제 스위칭 시점과 최적의 스위칭 시점이 종국에는 일치하는지 아닌지의 여부를 검출한다. 일치하지 않는다면, 특성값이 허용 값 범위 내에 놓일 때까지, 즉 실제 스위칭 시점과 최적의 스위칭 시점이 일치할 때까지, 사전에 정의된 이벤트의 매개변수들이 변한다.
이와 같은 방식으로, 스위치 소자의 실제 스위칭 시점을 더 정확하게 조사하지 않아도, 스위치-온 또는 스위치-오프가 최적의 스위칭 시점에 이루어진다.
측정 및 제어 유닛이 최적의 스위칭 시점에 속하는 매개변수들을 결정하는 즉시, 특성값들을 더 이상 모니터링하지 않을 수 있는 가능성이 존재한다. 마찬가지로, 스위치 소자를 작동할 때마다 특성값을 모니터링할 수 있는 가능성도 존재한다. 또는, 사전에 정해진 시간 간격 이후 또는 특정 횟수의 스위칭 동작 이후에만 특성값이 모니터링될 수도 있다.
또한, 이와 같은 방식으로 사용된 소자들, 예컨대 커패시터, 코일 또는 저항 소자 및 이들의 커패시턴스 값, 인덕턴스 값 또는 저항 값에 의존하지 않는다. 본 발명에 따른 측정 회로는 DC/DC 컨버터들 각각에 대해 최적의 스위칭 시점으로 상기 각각의 DC/DC 컨버터를 제어하기 때문에, 아무런 문제없이 소자들이 교체될 수도 있고 다양한 입력 전압이 인가될 수도 있다.
바람직하게는 측정값들, 예컨대 전압값 또는 전류 세기값이 한계값에 도달할 때 사전에 정의된 이벤트가 달성된다. 예컨대, 공진 회로의 커패시턴스에서의 전압, 전압 영교차점에서 스위칭 동작이 이루어져야 하는 전압 또는 스위치 소자에서의 전압이 측정값으로서 결정될 수 있다. 이런 경우 한계값은, 이런 특성값들이 허용 값 범위 밖에 있을 때, 이벤트의 매개변수로서 가변적이다. 사전에 정의된 이벤트는 소정의 시간 간격이 경과한 경우에도 달성될 수 있는데, 상기 소정의 시간 간격은 예컨대 상기 시간 간격 이후에 측정값이 한계값에 도달하였거나 스위치 소자가 마지막으로 작동한 시간 간격이다. 이런 경우 상기 시간 간격의 기간은 이벤트의 매개변수로서 가변적이다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 스위치 소자는 트랜지스터로서, 특히 MOSFET 트랜지스터(금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터)로서 형성된다. 이 경우 바람직하게는 병렬 접속된 다이오드는 MOSFET 트랜지스터의 바디 다이오드로서 형성될 수 있다.
대부분의 MOSFET 트랜지스터는, 집적 다이오드, 즉 MOSFET 트랜지스터에 병렬로 접속된 이른바 바디 다이오드를 내포하는 특성이 있다. MOSFET 트랜지스터에서는 저농도로 도핑된 (예컨대 p형) 기판 내에 소스 단자("소스")와 드레인 단자("드레인")를 형성하는 2개의 고농도로 도핑된 (예컨대 n형) 영역들이 삽입된다. 소스 단자와 드레인 단자 사이에 유전체가 위치하고, 이 유전체에 게이트 단자("제어 전극")가 부착된다. 이 경우, 기판은 제4의 단자인 벌크 단자를 형성한다. MOSFET 트랜지스터의 대부분의 형태에서 벌크 단자와 소스 단자는 내부적으로 연결되어 있다. 그로 인해 생긴, 벌크 단자와 소스 단자 사이의 pn접합이 바디 다이오드를 형성한다.
바람직하게는 스위치 소자에서의 전류 세기 값 역시 특성값으로서 모니터링될 수 있다. 일반적으로 측정 회로의 임의의 소자에서의 전압값 또는 전류 세기 값 역시 특성값으로서 결정될 수 있다. 온도, 특히 스위치 소자의 온도를 특성값으로서 모니터링하는 점도 고려될 수 있다. 스위치 소자가 너무 이른 시점에 스위치-온됨으로 인해 발생하는 에너지 손실은 열에너지로 변환될 수 있고, 스위치 소자의 가열을 야기할 수 있다. 스위치 소자의 온도를 토대로 최적의 스위칭 시점이 얼마나 잘 맞았는지가 추론될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, DC/DC 컨버터는 승압 컨버터로서, 특히 공진 컨버터로서 형성된다. 측정 회로는 어떤 형태의 DC/DC 컨버터와도 함께 이용되기에 적합하다. 예컨대 정류기처럼, 최적의 스위칭 시점에서의 스위치 소자들의 작동이 상당히 중요한 다른 유형의 파워 컨버터들을 위한 측정 회로의 이용도 고려될 수 있다.
본 발명에 따른 계산 유닛, 예컨대 컴퓨터, TV 또는 휴대 전화의 스위칭 전원 장치는 특히 프로그램 기술적으로, 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 설계된다.
소프트웨어의 형태로 상기 방법을 실행하는 것도 바람직한 데, 이는, 특히 실행하는 제어 장치가 다른 과제들에도 사용되기 때문에 이미 제공되어 있는 경우에, 특히 비용 절감에 기여하기 때문이다. 컴퓨터 프로그램의 제공을 위한 적절한 데이터 캐리어는 특히 디스켓, 하드 디스크, 플래시 메모리, EEPROM, CD ROM, DVD 등이다. 컴퓨터 네트워크(인터넷, 인트라넷 등)를 통한 프로그램의 다운로드도 가능하다.
본 발명의 그 밖의 장점들 및 실시예들은 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조한다.
물론, 본 발명의 범주 내에서, 앞서 언급하였고 하기에서 설명할 특징들은 각각 제시된 조합의 형태로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다른 조합 형태로도 또는 단독으로도 사용될 수 있다.
본 발명은 실시예들에 기초하여 도면들에 개략적으로 도시되어 있으며, 하기에서 이 도면들을 참고하여 상술된다.
도 1은 DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 본 발명에 따른 측정 회로의 한 바람직한 실시예의 개략도이다.
도 2는 DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 실시예의 개략적인 블록선도이다.
도 1에는 DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 본 발명에 따른 측정 회로의 한 바람직한 실시예의 개략도가 도시되어 있다. DC/DC 컨버터는 승압 컨버터이며, 공진 컨버터(100)로서 형성되어 있다. 한 극(102)과 접지된 극(103) 사이에 입력 전압(101)이 인가된다. 입력 전압(101)에 비해 더 높은 출력 전압(105)이 2개의 극(106과 107)에 의해 출력된다. 코일(110)과, 하기에서 공진 커패시터(140)라 지칭되는 제1 커패시터가 공진 회로를 형성한다. 이 공진 커패시터 외에도, 하기에서 출력 커패시터(150)라 지칭되는 제2 커패시터가 제공된다. 스위치 소자는 MOSFET 트랜지스터(120)로서, 특히 N-MOSFET 트랜지스터로서 형성되어 있다. 그러나 본 발명의 범주에서 P-MOSFET 또는 다른 적절한 스위칭 소자들도 이용될 수 있다. MOSFET 트랜지스터(120)는 드레인 단자(121), 게이트 단자(122) 및 소스 단자(123)를 가진다. MOSFET 트랜지스터(120)는 병렬로 접속된 바디 다이오드(124)를 가지고 있다. MOSFET 트랜지스터의 단자들(121 내지 123)은 측정 및 제어 유닛(130)과 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 측정 저항(131)은 MOSFET 트랜지스터(120)와 직렬로 접속되어 있다. 2개의 추가 측정점(132와 133)을 통해, 측정 및 제어 유닛(130)은 측정 저항(131)을 이용해 전류 세기를 결정할 수 있다.
측정 및 제어 유닛(130)이 MOSFET 트랜지스터(120)의 형태인 스위치 소자를 작동시킴으로써, 코일(110)이 입력 전압(101)에 연결된다. 전류 세기는 시간의 경과에 따라 선형으로 증가하는데, 그 이유는 렌쯔의 법칙에 따라 코일 내에 전류 흐름의 변화를 억제하는 전압이 유도되기 때문이다. 측정 저항(131)을 이용하여 측정 및 제어 유닛(130)에 의해 결정되는 전류 세기가 그의 최대값에 도달하는 즉시, 측정 및 제어 유닛(130)은 MOSFET 트랜지스터(120)를 스위치-오프하여 코일(110)을 입력 전압(101)으로부터 분리시킨다.
렌쯔의 법칙에 따라서 코일(110)은 전류 흐름을 유지하고, 공진 커패시터(140)와 출력 커패시터(150)로 방전한다. 이때, 코일(110) 안에 저장되어 있는 자기 에너지가 커패시터(140과 150)의 전기 에너지로 변환된다. 코일(110)이 완전히 방전되어 전류 세기가 영점을 통과하는 즉시, 공진 커패시터(140)가 방전된다. 다이오드(151)에 의해, 출력 커패시터(150)는 방전될 수 없는 점이 보장된다. 공진 커패시터(140)는 이제 코일(110)로 방전된다.
다이오드(151)에 의해, 출력 커패시터(150)가 역으로 방전될 수 없고 오히려 출력 커패시터(150)의 전압이 출력 전압(105)으로서 극(106과 107)에서 탭핑될 수 있는 점이 보장된다. 그럼으로써 에너지가 항상 출력 커패시터(150)에 충전되고, 따라서 입력 전압(101)에 비해 더 높은 출력 전압(105)이 달성된다.
공진 커패시터(140)가 완전히 방전되는 즉시, 즉 공진 커패시터(140)에서의 전압이 영점을 통과하는 즉시, MOSFET 트랜지스터(120)가 다시 스위치-온된다. 여기서 "공진 커패시터(140)에서의 전압"은 측정점(141)과 접지 사이의 전압을 칭한다.
공진 커패시터(140)와 MOSFET 트랜지스터(120)의 병렬 회로로 인해 공진 커패시터(140)에서의 전압이 MOSFET 트랜지스터(120)에서의 전압과 동일하며, 여기서 "MOSFET 트랜지스터(120)에서의 전압"은 드레인 단자(121)와 접지 사이의 전압을 칭한다. 측정 및 제어 유닛(130)은 MOSFET 트랜지스터(120)에서의 전압을 결정하며, 이 전압이 한계값에 도달하는 즉시 스위칭 동작을 개시한다.
실제 스위칭 동작이 정확히 최적의 스위칭 시점에 이루어지면, 측정 및 제어 유닛(130)은 스위칭 동작 후 소정의 시간 간격 이내에 드레인 단자(121)와 측정점(132) 사이에서 음의 전압 펄스를 바디 다이오드(124)의 순방향 전압의 형태로 검출한다. 측정 및 제어 유닛(130)이 이 전압 펄스를 검출하지 않으면, 최적의 스위칭 시점에 도달하지 않은 것이므로 측정 및 제어 유닛(130)은 다음 스위칭 동작을 위해 한계값을 변경한다. 이 경우, MOSFET 트랜지스터(120)에서의 전압이 특성값으로서 결정된다. 이 특성값의 값 범위는 바디 다이오드(124)의 순방향 전압에 의해 제공된다.
측정 및 제어 유닛(130)에 의해 결정되는 전류 세기가 다시 그의 최대값에 도달하면, 측정 및 제어 유닛(130)은 MOSFET 트랜지스터(120)를 다시 스위치-오프한다.
대안으로서, 전송 장치(예컨대 트랜스포머) 역시 측정 회로에 통합될 수 있다. 예컨대 코일(110) 대신에 전송 장치가 이용될 수 있다. 그럼으로써 전송 장치를 이용하여 직류 전압의 증가 또는 감소를 추가로 달성할 수 있는 가능성이 존재한다.
도 2에는 본 발명에 따른 DC/DC 컨버터 제어 방법의 한 바람직한 실시예가 개략적으로 블록선도로서 도시되어 있다.
방법의 단계(200)에서 스위치 소자가 스위치-온된다. 사전에 정해진 제1 이벤트가 달성되면(단계 210), 스위치 소자는 다시 스위치-오프된다(단계 220). 도 1의 예에서 단계 210은 전류 세기의 최대값 도달에 관련된다.
사전에 정해진 제2 이벤트가 달성되면(단계 230), 스위치 소자는 다시 스위치-온된다(단계 240). 도 1의 예에서 단계 230은 MOSFET 트랜지스터(120)에서의 전압의 한계값 도달에 관한 것이다. 도면 부호(250)에 의해 표시된 것처럼, 제1 이벤트가 다시 달성되는 즉시(단계 210), 스위치 소자는 다시 스위치-오프된다(단계 220).
스위치 소자의 스위치-온 후(단계 240), 단계 260에서 사전에 정해진 시간 간격 내에 스위치 소자에서의 전압이 특성값으로서 결정되고 평가된다. 도 1의 예에서 단계 260은 MOSFET 트랜지스터(120)에서의 전압 결정에 관련된다. 이 특성값이 스위치 소자에 병렬 접속된 다이오드의 순방향 전압에 의해 결정되는 허용 값 범위를 벗어나면, 사전에 정의된 이벤트의 매개변수들이 단계 230에서 변하며, 이는 도면 부호 261로 표시되어 있다. 이때, 특성값의 모니터링(단계 260)은 스위치 소자의 매 스위치-온 이후에(단계 240) 수행될 수 있거나, 예컨대 소정 횟수의 스위치-오프 동작(240) 이후에 수행될 수 있다.

Claims (10)

  1. DC/DC 컨버터(100)를 제어하기 위한 측정 회로이며, 상기 측정 회로는,
    - 스위치 소자(120)와,
    - 이 스위치 소자에 병렬 접속된 다이오드(124)와,
    - 측정 및 제어 유닛(130)을 포함하며,
    상기 측정 및 제어 유닛은,
    - 사전에 정의된 이벤트가 달성되면(230) 스위치 소자(120)를 작동시키고(240),
    - 스위치 소자(120)의 작동 후 스위치 소자(120)에서의 전압을 특성값으로서 결정하여 평가하며(260),
    - 상기 특성값이 허용 값 범위를 벗어나면(261), 사전에 정의된 이벤트의 매개변수를 변경하도록 설계되며,
    - 상기 허용 값 범위는 병렬 접속된 다이오드(124)의 순방향 전압에 의해 결정되는, DC/DC 컨버터의 제어를 위한 측정 회로.
  2. 제1항에 있어서, 사전에 정의된 이벤트는,
    - 측정 매개변수가 한계값에 도달하거나,
    - 소정의 시간 간격이 경과하고, 그 이후에 측정 매개변수가 한계값에 도달하거나,
    - 소정의 시간 간격이 경과하고, 그 이후에 스위치 소자가 작동되는 경우에, 달성되는(230), DC/DC 컨버터의 제어를 위한 측정 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스위치 소자(120)는 트랜지스터로서 형성되는, DC/DC 컨버터의 제어를 위한 측정 회로.
  4. 제3항에 있어서, 다이오드(124)는 트랜지스터의 바디 다이오드로서 형성되는, DC/DC 컨버터의 제어를 위한 측정 회로.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전압값, 전류 세기값 또는 온도값이 각각 특성값으로서 결정되는(260), DC/DC 컨버터의 제어를 위한 측정 회로.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, DC/DC 컨버터(100)는 승압 컨버터로서 형성되는, DC/DC 컨버터의 제어를 위한 측정 회로.
  7. 제1항 또는 제2항에 따른 측정 회로를 포함하는 DC/DC 컨버터.
  8. DC/DC 컨버터(100)를 제어하기 위한 방법으로서,
    - 사전에 정의된 이벤트가 달성되면(230), 스위치 소자(120)가 작동되고(240),
    - 이 스위치 소자(120)의 작동 후 스위치 소자(120)에서의 전압이 특성값으로서 결정되어 평가되며(260),
    - 이 특성값이 허용 값 범위를 벗어나면(261), 사전에 정의된 이벤트의 매개변수들이 변하며,
    - 이러한 허용 값 범위는 스위치 소자(120)에 병렬 접속된 다이오드(124)의 순방향 전압에 의해 결정되는, DC/DC 컨버터를 제어하기 위한 방법.
  9. 제8항에 따른 방법을 실행하도록 설계된 계산 유닛.
  10. 프로그램 코드 수단들이 계산 유닛에서 실행되면, 계산 유닛으로 하여금 제8항에 따른 방법을 실행하게 하는 프로그램 코드 수단들을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능한 저장 매체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200088401A (ko) * 2017-12-01 2020-07-22 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 전기 변환기 회로의 자가 테스트를 수행하기 위한 방법, 및 변환기 회로와 차량 램프

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014224121A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern eines elektronischen Schaltelements eines Resonanzgleichstromwandlers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002209377A (ja) * 2001-01-12 2002-07-26 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk Ｄｃ−ｄｃコンバータ回路
JP2004312993A (ja) * 2003-04-01 2004-11-04 Siemens Ag Ｄｃ／ｄｃコンバータ用電流検出回路
WO2009081561A1 (ja) * 2007-12-20 2009-07-02 Panasonic Corporation 電力変換装置、スイッチ装置、および電力変換装置の制御方法
KR101154410B1 (ko) * 2010-12-07 2012-06-15 현대자동차주식회사 Ｄｃ／ｄｃ컨버터의 전류 불평형 판정장치 및 방법
KR20120078947A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 페어차일드코리아반도체 주식회사 스위치제어 회로, 이를 이용하는 컨버터, 및 스위치 제어 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2834392A1 (fr) * 2001-12-28 2003-07-04 St Microelectronics Sa Oscillateur haute tension ayant un temps de reaction rapide
US8526202B2 (en) * 2009-10-22 2013-09-03 Bcd Semiconductor Manufacturing Limited System and method for synchronous rectifier

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002209377A (ja) * 2001-01-12 2002-07-26 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk Ｄｃ−ｄｃコンバータ回路
JP2004312993A (ja) * 2003-04-01 2004-11-04 Siemens Ag Ｄｃ／ｄｃコンバータ用電流検出回路
WO2009081561A1 (ja) * 2007-12-20 2009-07-02 Panasonic Corporation 電力変換装置、スイッチ装置、および電力変換装置の制御方法
KR101154410B1 (ko) * 2010-12-07 2012-06-15 현대자동차주식회사 Ｄｃ／ｄｃ컨버터의 전류 불평형 판정장치 및 방법
KR20120078947A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 페어차일드코리아반도체 주식회사 스위치제어 회로, 이를 이용하는 컨버터, 및 스위치 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200088401A (ko) * 2017-12-01 2020-07-22 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 전기 변환기 회로의 자가 테스트를 수행하기 위한 방법, 및 변환기 회로와 차량 램프

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