KR20150066380A - Single-stage AC/DC Converter using Integrated CM/DM Choke - Google Patents

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노정욱
박소영
이윤민
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국민대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a single-stage AC/DC converter using an integrated CM/DM choke capable of removing an existing inductor and diode, using an integrated CM/DM choke to reduce the number of elements, and improving power factor. The present invention includes a power part which applies AC input power (V1); a resonance circuit part which is connected to the power part and improves power factor; a bridge diode part which is connected to the power part and provides a current path; an integrated CM/DM choke part which removes conduction noise according to current flow from the power part; a bulk capacitor which stores a DC voltage smoothed through the bridge diode part by corresponding to the AC voltage of the power part; a transformer circuit part which transmits DC voltage stored in the bulk capacitor to a secondary side and outputs the voltage to the secondary side; and a switching device which is connected to the bulk capacitor and the transformer circuit part and performs switching to apply DC voltage stored in the bulk capacitor to the transformer circuit part.

Description

일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 교류/직류 컨버터{Single-stage AC/DC Converter using Integrated CM/DM Choke}{Single-stage AC / DC converter using integrated CM / DM choke}

본 발명은 단일단 AC/DC 컨버터에 관한 것으로서, 특히 AC/DC 컨버터에서 기존의 인덕터와 다이오드를 제거하고 대신 일체형 씨엠/디엠 쵸크(CM/DM choke)를 적용하여 소자의 개수를 줄이고 단일 단(stage) 형태로 역률 개선을 도모하도록 하는 일체형 씨엔/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a single-stage AC / DC converter, in particular, an AC / DC converter that eliminates a conventional inductor and a diode and reduces the number of elements by applying an integrated CM / DM choke, stage AC / DC converter using an integrated type C / D choke for improving the power factor in the form of a single stage AC / DC converter.

스위치모드 전원공급장치(SMPS: Switch Mode Power Supply)는 대부분 입력단에 전파정류기와 평활용 콘덴서가 있는 콘덴서 입력형 정류방식을 이용한다. 이는 전압의 왜곡을 발생시켜 전력 계통에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이에 IEC, IEEE 등 국제기구에서는 고조파 전류의 규격을 제정하여 고조파 전류를 규제하고 있다. Switch Mode Power Supply (SMPS) uses a capacitor input type rectifier with a full-wave rectifier and a smoothing capacitor at the input. This can cause voltage distortion and have a serious effect on the power system. Therefore, international organizations such as IEC and IEEE have established harmonic current standards and regulated harmonic currents.

따라서 역률개선(Power factor correction, PFC) 회로의 필요성이 증가하고 있으며 가장 널리 사용되는 방법 중 하나는 2단 역률개선 방식이다. PFC단과 DC/DC 컨버터단으로 구성된 2단 역률개선 방식은 각 단에 독립된 제어기와 스위치가 필요하기 때문에 회로가 복잡하고 소자의 개수가 증가하여 제작단가가 높다.Therefore, the need for power factor correction (PFC) circuitry is increasing, and one of the most widely used methods is the two-stage power factor correction scheme. The two-stage power factor improvement method consisting of the PFC stage and the DC / DC converter stage requires a separate controller and switch at each stage, which complicates the circuit and increases the number of elements, resulting in a high manufacturing cost.

이러한 종래기술의 단점을 보완하기 위해 PFC단과 DC/DC 컨버터단을 결합한 단일단(single-stage) 역률개선 방식이 사용된다. 그런데, 단일단 역률개선 방식은 연속 전도모드에서 벌크 커패시터(bulk capacitor)의 전압이 높아지고 스위치의 전류, 전압 스트레스가 높아지는 단점이 있다. 이는 단일단 챠지 펌프(charge pump) 역률개선 방식으로 극복할 수 있다.To overcome the drawbacks of the prior art, a single-stage power factor correction scheme combining a PFC stage and a DC / DC converter stage is used. However, in the single-stage power factor correction method, the voltage of the bulk capacitor is increased in the continuous conduction mode, and the current and voltage stress of the switch are increased. This can be overcome by a single-stage charge pump power factor correction scheme.

도 1은 종래의 단일단 챠지 펌프 역률개선 컨버터 회로도이다. 도 1과 같이 종래의 컨버터에서는 1개의 공진회로(Lr,Cr,Cs)와 2개의 다이오드(Dx,Ds), 그리고 1개의 벌크 커패시터(Cb)를 포함하여 구성된다. 이러한 컨버터는 작은 부하시 벌크 커패시터 전압이 계속해서 증가하지 않는다. 또한, 스위치 전압 스트레스를 클램핑시킬 수 있으며 역률개선도가 높다. 하지만, 소자의 개수가 많아 회로가 복잡하고 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.1 is a circuit diagram of a conventional single-stage charge pump power factor improving converter. 1, the conventional converter includes one resonant circuit (Lr, Cr, Cs), two diodes (Dx, Ds), and one bulk capacitor (Cb). These converters do not continuously increase the bulk capacitor voltage during small loads. In addition, the switch voltage stress can be clamped and the power factor improvement is high. However, there is a problem that the circuit is complicated and expensive because of a large number of elements.

공개특허공보 제10-2013-0076925Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0076925 등록특허공보 제0420964호Patent Registration No. 0420964 공개실용신안 제20-2013-0006019호Published Utility Model No. 20-2013-0006019

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 종래의 단일단 챠지 펌프 역률개선 컨버터에서 인덕터와 2개의 다이오드를 제거하고 대신 일체형 씨엠/디엠 쵸크(CM/DM choke)를 적용함으로써 소자의 개수를 줄이고 역률개선기능을 유지하도록 하는 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터를 제공하는데 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to eliminate the inductor and the two diodes in the conventional single stage charge pump power factor improving converter and apply the integrated C / D choke One-stage AC / DC converter using an integrated S / M choke for reducing the number of power supplies and maintaining a power factor improving function.

본 발명에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터는,A single-stage AC / DC converter using an integrated S / M choke according to the present invention includes:

교류입력전원(Vi)을 인가하는 전원부; 역률개선을 위해 상기 전원부(10)에 연결되는 공진회로부; 상기 전원부에 연결되어 전류통로를 제공하는 브릿지 다이오드부; 상기 브릿지 다이오드부를 통해 평활된 직류전압을 저장하는 벌크 커패시터(Cb); 상기 벌크 커패시터(Cb)로부터 제공되는 직류전압을 2차측으로 전달하여 상기 2차측에 전압을 출력하는 변압기회로부; 및 상기 벌크 커패시터(Cb) 및 상기 변압기회로부를 연결하여 상기 벌크 커패시터(Cb)에 저장된 직류전압이 상기 변압기회로부에 인가되도록 스위칭하는 스위칭소자(Q); 를 포함하고, 상기 공진회로부는 전원선의 전도노이즈를 제거하기 위한 일체형 CM/DM 쵸크의 인덕터(Lr1) 및 2개의 커패시터(Cr,Cs)를 포함하고 상기 인덕터(Lr1) 및 두 커패시터(Cr,Cs)는 상기 전원부에 각각 직렬연결된다.A power supply unit for applying an AC input power Vi; A resonance circuit part connected to the power supply part 10 for improving the power factor; A bridge diode connected to the power supply unit to provide a current path; A bulk capacitor (Cb) for storing a smoothed direct current voltage through the bridge diode; A transformer circuit part for transmitting a DC voltage provided from the bulk capacitor (Cb) to a secondary side and outputting a voltage to the secondary side; And a switching device (Q) connecting the bulk capacitor (Cb) and the transformer circuit part to switch a DC voltage stored in the bulk capacitor (Cb) to be applied to the transformer circuit part; And the inductor Lr1 and the two capacitors Cr and Cs are connected in series to the inductor Lr1 and the two capacitors Cr and Cs for eliminating conduction noise of the power line. Are respectively connected in series to the power source unit.

본 발명에서, 상기 브리지 다이오드부는 풀브리지 형태로 연결된 네 개의 다이오드를 구비하여 구성된다.In the present invention, the bridge diode unit is configured with four diodes connected in a full bridge manner.

본 발명에서, 상기 스위칭소자(Q)가 온(on)되면 상기 인덕터(Lr1) 및 두 커패시터(Cr,Cs)에 각각 전압이 저장되고 상기 두 커패시터(Cr,Cs)에 저장된 전압이 클램핑되어 일정해지면 상기 인덕터(Lr1)에 저장된 전압이 상기 벌크 커패시터(Cb)로 전달된다.The voltage stored in the inductor Lr1 and the two capacitors Cr and Cs is stored and the voltage stored in the two capacitors Cr and Cs is clamped to be constant The voltage stored in the inductor Lr1 is transferred to the bulk capacitor Cb.

본 발명에서, 상기 스위칭소자(Q)가 오프(off)되면 상기 두 커패시터(Cr,Cs)에 저장된 전압은 변압기회로부(140)로 전달되어 변압기(T)의 권선비(n:1)에 따라 2차측에 직류전압(Vo)이 출력된다.The voltage stored in the two capacitors Cr and Cs is transmitted to the transformer circuit unit 140 and is divided into two according to the turns ratio n of the transformer T. In this case, And the DC voltage Vo is outputted to the vehicle side.

본 발명에서, 상기 두 커패시터(Cr,Cs)의 전압이 -nVo로 클램핑되면(여기서, n은 변압기의 권선비), 상기 스위칭소자(Q)의 전압스트레스는 Vin + nVo로 클램핑된다.In the present invention, when the voltage of the two capacitors Cr and Cs is clamped to -nVo (where n is the winding ratio of the transformer), the voltage stress of the switching device Q is clamped to Vin + nVo.

본 발명에 의하면 종래의 단일단 챠지 펌프 컨버터 회로와 비교할 때 역률개선을 보장하면서도 적용되는 소자의 개수가 적으므로 소형화가 가능하고 제조가 더 간단하며 제조비용이 절감되는 효과가 있다.According to the present invention, compared with the conventional single-stage charge pump converter circuit, improvement in power factor is ensured, but the number of elements to be applied is small, so that miniaturization is possible, manufacturing is simplified, and manufacturing cost is reduced.

도 1은 종래의 단일단 챠지 펌프 역률개선 컨버터의 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터의 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터의 시뮬레이션 회로도.
도 4는 도 3의 시뮬레이션의 결과에 따른 전압의 파형도.
도 5는 도 3의 시뮬레이션의 결과에 따른 전류의 파형도.
1 is a circuit diagram of a conventional single-stage charge pump power factor improving converter.
2 is a circuit diagram of a single-stage AC / DC converter using an integrated S / M choke according to the present invention.
3 is a simulation circuit diagram of a single-stage AC / DC converter using an integrated S / M choke according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram of a voltage according to a result of simulation in Fig.
Fig. 5 is a waveform diagram of current according to the result of the simulation of Fig. 3; Fig.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2는 본 발명에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a single-stage AC / DC converter using an integrated S / M choke according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터(100)는 전원부(110), 공진회로부(120), 브릿지 다이오드부(130), 벌크 커패시터(Cb), 스위칭소자(Q) 및 변압기회로부(140)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성은 도 1에 도시된 종래의 단일단 챠지 펌프 역률개선 컨버터와 비교할 때 기존의 공진회로부(120)의 2개의 다이오드(Dx,Ds)와 인덕터(Lr)이 제거된 상태이고 그 대신에 일체형 CM/DM 쵸크가 사용된다. 예컨대 도 2에서 이러한 일체형 CM/DM 쵸크에 의한 인덕터는 Lr1로 표시된다.Referring to FIG. 2, a single-ended AC / DC converter 100 using an integrated S / M choke according to the present invention includes a power supply unit 110, a resonant circuit unit 120, a bridge diode unit 130, a bulk capacitor Cb, A switching element Q, and a transformer circuit portion 140. As shown in Fig. This configuration is a state in which two diodes Dx and Ds and an inductor Lr of the conventional resonance circuit unit 120 are removed in comparison with the conventional single-stage charge pump power factor improving converter shown in Fig. 1, CM / DM chokes are used. For example, in Fig. 2, the inductor formed by this integrated CM / DM choke is represented by Lr1.

본 실시 예의 일체형 CM/DM 쵸크부(140)를 살펴보면, 연속전도모드에서 각각의 전원선의 전도노이즈는 공통모드(CM:Common Mode)전류성분에 의한 노이즈와 차동모드(DM:Differential Mode)전류성분에 의한 노이즈로 구분되는데, 공통모드(CM) 노이즈 및 차동모드(DM) 노이즈의 제거를 위해 필터에 각각 사용되는 코일이 CM 쵸크(Common Choke)와 DM 쵸크(Differential Choke)이다. 본 발명에서는 이러한 CM 쵸크 및 DM 쵸크를 일체형(integrated)으로 구현하여 적용함으로써 기존의 컨버터 회로에서의 인덕터(Lr) 및 2개의 다이오드(Dx,Ds)를 제거할 수 있게 된다.In the integrated CM / DM choke 140 of the present embodiment, the conduction noise of each power supply line in the continuous conduction mode is determined by noise due to a common mode (CM) current component and a noise due to a differential mode (DM) The common choke and the DM choke are the coils used for the filter for eliminating the common mode (CM) noise and the differential mode (DM) noise, respectively. In the present invention, the inductor Lr and the two diodes Dx and Ds in the conventional converter circuit can be removed by integrating and implementing such CM choke and DM choke.

전원부(110)는 AC 전압(Vi)를 인가한다. 이러한 인가전압(Vi)에 의해 전류가 공진회로부(Lr1,Cr,Cs)(120)로 공급된다. 상술한 바와 같이 공진회로부(120)는 일체형 CM/DM 쵸크를 포함한다. 구체적으로 일체형 CM/DM 쵸크에 의한 인덕터(Lr1)를 포함하는 것이다. 브릿지 다이오드부(130)는 풀 브릿지 형태로 연결된 4개의 다이오드(D1~D4)를 포함하여 구성되어 전류통로를 제공하며 통과되는 전기 에너지를 벌크 커패시터(Cb)로 전달한다. 이처럼 벌크 커패시터(Cb)는 브릿지 다이오드부(130)를 통해 전달되는 전기에너지를 저장한다.The power supply unit 110 applies the AC voltage Vi. The current is supplied to the resonance circuit portions (Lr1, Cr, Cs) 120 by the applied voltage Vi. As described above, the resonance circuit unit 120 includes the integrated CM / DM choke. Specifically, the inductor Lr1 includes an integrated CM / DM choke. The bridge diode unit 130 includes four diodes D1 to D4 connected in the form of a full bridge to provide a current path and transfer the electric energy to be passed to the bulk capacitor Cb. Thus, the bulk capacitor Cb stores electric energy transmitted through the bridge diode unit 130.

스위칭소자(Q)의 듀티비(duty ratio)에 의해 AC/DC 컨버터(100)의 출력전압이 조정된다. 또한, 스위칭소자(Q)는 출력전압을 제어하여 동시에 입력단의 역률을 향상시키는 단일단 전압제어 기능을 수행한다. 이러한 스위칭소자(Q)는 변압기회로부(140)와 함께 플라이백형, 포워드형 및 하프브릿지형 컨버터로의 응용이 가능하도록 구성된다. 본 실시 예에서 스위칭소자(Q)는 제어부(미도시)에 의해 온/오프 동작이 제어된다.The output voltage of the AC / DC converter 100 is adjusted by the duty ratio of the switching element Q. Also, the switching element Q performs a single-ended voltage control function for controlling the output voltage and simultaneously improving the power factor of the input terminal. The switching device Q is configured to be applicable to a flyback type, a forward type, and a half bridge type converter together with the transformer circuit portion 140. In the present embodiment, the on / off operation of the switching element Q is controlled by a control unit (not shown).

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터(100)의 동작을 도 2를 참조하여 설명한다.The operation of the single stage AC / DC converter 100 using the integrated S / M choke according to the present invention constructed as above will be described with reference to FIG.

먼저, 스위칭소자(Q)가 온(ON)되면 공진회로부(Lr1,Cr,Cs)(120)에 전기에너지를 저장하고 공진회로부(120)의 커패시터(Cr,Cs) 전압이 클램핑되어 일정해지면 공진전류는 더 이상의 스위치로 흐르지 않고 공진회로부(120)의 인덕터(Lr1)에 저장된 에너지는 벌크 커패시터(Cb)에 전달된다.First, when the switching element Q is turned on, electric energy is stored in the resonance circuit sections Lr1, Cr, and Cs 120. When the voltages of the capacitors Cr and Cs of the resonance circuit section 120 are clamped and become constant, The current does not flow to the further switch, and the energy stored in the inductor Lr1 of the resonant circuit part 120 is transferred to the bulk capacitor Cb.

이후에, 스위칭소자(Q)가 오프(OFF)되면 공진회로부(20)의 커패시터(Cr,Cs)에 저장된 에너지는 변압기회로부(140)로 전달된다. 이에 변압기(T)의 권선비(n:1)에 따라 2차측에 전압이 유기되어 2차측의 출력 다이오드(Do)가 도통되고 출력 커패시터(Co)에 직류전압이 충전된다. 이후 공진회로부(20)의 커패시터(Cr,Cs)의 전압은 -nVo로 클램핑된다(여기서, 변압기의 권선비임). 따라서 스위칭소자(Q)의 전압스트레스는 Vin + nVo로 클램핑되어 기존의 회로에 비해 스위칭소자(Q)의 전압 스트레스를 줄일 수 있게 된다. Thereafter, when the switching element Q is turned off, the energy stored in the capacitors Cr and Cs of the resonance circuit portion 20 is transmitted to the transformer circuit portion 140. A voltage is induced on the secondary side according to the winding ratio (n: 1) of the transformer T, so that the output diode Do of the secondary side is conducted and the DC voltage is charged to the output capacitor Co. Thereafter, the voltage of the capacitors Cr and Cs of the resonant circuit portion 20 is clamped to -nVo (here, the turns ratio of the transformer). Therefore, the voltage stress of the switching device Q is clamped to Vin + nVo, so that the voltage stress of the switching device Q can be reduced as compared with the conventional circuit.

계속해서, 변압기(T)의 1차측의 전류가 0(zero)가 되면 2차측의 출력 다이오드(Do)는 오프(OFF)되고 모든 동작은 종료된다.Subsequently, when the current of the primary side of the transformer T becomes 0 (zero), the output diode Do of the secondary side is turned off and all operations are ended.

이와 같이 본 발명에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터(100)에서는 기존의 단일단 챠지 펌프 역률개선 컨버터와 동일한 동작이 실행되어 역률개선을 보장하면서도 소자의 개수의 감소로 인해 비용측면에서 보다 유리하다. 또한, 이러한 소자의 개수의 감소로 인해 소형화가 가능하고 제조가 간편하다는 장점을 갖는다.
As described above, in the single-stage AC / DC converter 100 using the integrated S / M choke according to the present invention, the same operation as that of the conventional single-stage charge pump power factor improving converter is performed to ensure improvement of the power factor, It is more advantageous in terms of cost. In addition, since the number of such devices is reduced, it is possible to downsize and has an advantage that it is simple to manufacture.

[실험 예][Experimental Example]

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 AC/DC 컨버터의 시뮬레이션 회로도이다.3 is a simulation circuit diagram of a single stage AC / DC converter using an integrated S / M choke according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단일단 AC/DC 컨버터(100)의 시뮬레이션 회로도에서는 입력교류전압(Vi)을 325V/50㎐로 구현하고, 공진회로부(120)의 Lr1, Cr, Cs는 각각 5mH, 5μ, 5μ로 구현한다. 또한, 벌크 커패시터(Cb)와 2차측의 출력 커패시터(Co)는 모두 20μ로, 2차측의 저항은 400Ω으로 구현한 후 시뮬레이션 실험을 실시하였다. 이러한 시뮬레이션의 결과는 도 4 및 도 5에 도시된다.3, in the simulation circuit diagram of the single-stage AC / DC converter 100 according to the present invention, the input AC voltage Vi is implemented at 325 V / 50 Hz and the Lr1, Cr, Cs are implemented as 5mH, 5μ, and 5μ, respectively. Simulation experiments were carried out after implementing both the bulk capacitor (Cb) and the output capacitor (Co) on the secondary side with 20μ and the resistance on the secondary side with 400Ω. The results of these simulations are shown in FIG. 4 and FIG.

도 4는 도 3의 시뮬레이션의 결과에 따른 전압의 파형도이고, 도 5는 도 3의 시뮬레이션의 결과에 따른 전류의 파형도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 교류입력전압(Vi)은 사인파 형태를 보이며 벌크 커패시터(Cb)에는 약 400V의 직류전압이 충전되고, 변압기의 2차측의 출력전압은 약 150V의 직류전압이 출력됨을 알 수 있다. 특히, 벌크 커패시터에는 400V의 일정한 직류전압이 충전됨으로써 종래의 단일단 챠지 펌프 역률개선 컨버터에서 벌크 커패시터의 전압이 계속해서 증가하는 문제점이 해결된다.
FIG. 4 is a waveform diagram of a voltage according to a result of the simulation of FIG. 3, and FIG. 5 is a waveform diagram of a current according to a simulation result of FIG. 4 and 5, the AC input voltage Vi is in the form of a sine wave, the bulk capacitor Cb is charged with a DC voltage of about 400 V, and the output voltage of the secondary side of the transformer is a DC voltage of about 150 V . Particularly, since the bulk capacitor is charged with a constant DC voltage of 400 V, the voltage of the bulk capacitor is continuously increased in the conventional single-stage charge pump power factor improving converter.

상술한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the details of the illustrated embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the appended claims, The genius will be so self-evident. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110 : 전원부 120 : 공진회로부
130 : 브릿지 다이오드부 140 : 변압기회로부
Cb : 벌크 커패시터 Q : 스위칭소자
110: power supply unit 120: resonance circuit unit
130: bridge diode section 140: transformer circuit section
Cb: Bulk capacitor Q: Switching element

Claims (5)

교류입력전원(Vi)을 인가하는 전원부(110);
역률개선을 위해 상기 전원부(10)에 연결되는 공진회로부(120);
상기 전원부(10)에 연결되어 전류통로를 제공하는 브릿지 다이오드부(130);
상기 브릿지 다이오드부(130)를 통해 평활된 직류전압을 저장하는 벌크 커패시터(Cb);
상기 벌크 커패시터(Cb)로부터 제공되는 직류전압을 2차측으로 전달하여 상기 2차측에 전압을 출력하는 변압기회로부(140); 및
상기 벌크 커패시터(Cb) 및 상기 변압기회로부(150)를 연결하여 상기 벌크 커패시터(Cb)에 저장된 직류전압이 상기 변압기회로부(150)에 인가되도록 스위칭하는 스위칭소자(Q); 를 포함하고,
상기 공진회로부(120)는 전원선의 전도노이즈를 제거하기 위한 일체형 CM/DM 쵸크의 인덕터(Lr1) 및 2개의 커패시터(Cr,Cs)를 포함하고 상기 인덕터(Lr1) 및 두 커패시터(Cr,Cs)는 상기 전원부(110)에 각각 직렬연결되는 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 교류/직류 컨버터.
A power supply unit 110 for applying an AC input voltage Vi;
A resonance circuit part 120 connected to the power supply part 10 for improving the power factor;
A bridge diode unit 130 connected to the power supply unit 10 and providing a current path;
A bulk capacitor Cb for storing a smoothed direct current voltage through the bridge diode unit 130;
A transformer circuit unit 140 for transmitting a DC voltage provided from the bulk capacitor Cb to a secondary side and outputting a voltage to the secondary side; And
A switching element Q connecting the bulk capacitor Cb and the transformer circuit part 150 to switch a DC voltage stored in the bulk capacitor Cb to be applied to the transformer circuit part 150; Lt; / RTI >
The resonant circuit unit 120 includes an integrated CM / DM choke inductor Lr1 and two capacitors Cr and Cs for eliminating the conduction noise of the power supply line. The inductor Lr1 and the two capacitors Cr and Cs are connected in series, Is a single-ended AC / DC converter using an integrated S / M choke connected in series to the power supply unit (110).
제1항에 있어서,
상기 브리지 다이오드부는 풀브리지 형태로 연결된 네 개의 다이오드를 구비하여 구성되는 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 교류/직류 컨버터.
The method according to claim 1,
Wherein the bridge diode unit includes four diodes connected in the form of a full bridge, and a single-ended AC / DC converter using the integrated S / M choke.
제1항에 있어서,
상기 스위칭소자(Q)가 온(on)되면, 상기 인덕터(Lr1) 및 두 커패시터(Cr,Cs)에 각각 전압이 저장되고 상기 두 커패시터(Cr,Cs)에 저장된 전압이 클램핑되어 일정해지면 상기 인덕터(Lr1)에 저장된 전압이 상기 벌크 커패시터(Cb)로 전달되는 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 교류/직류 컨버터.
The method according to claim 1,
When a voltage is stored in the inductor Lr1 and two capacitors Cr and Cs and the voltage stored in the two capacitors Cr and Cs is clamped and becomes constant when the switching device Q is turned on, And the voltage stored in the capacitor (Lr1) is transferred to the bulk capacitor (Cb). The single-ended AC / DC converter uses the integrated S / M choke.
제3항에 있어서,
상기 스위칭소자(Q)가 오프(off)되면, 상기 두 커패시터(Cr,Cs)에 저장된 전압은 변압기회로부(140)로 전달되어 변압기(T)의 권선비(n:1)에 따라 2차측에 직류전압(Vo)이 출력되는 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 교류/직류 컨버터.
The method of claim 3,
When the switching device Q is turned off, the voltages stored in the two capacitors Cr and Cs are transferred to the transformer circuit part 140 and are supplied to the secondary side in accordance with the winding ratio (n: 1) Single-ended ac / dc converter using integrated S / M choke with voltage Vo output.
제4항에 있어서,
상기 두 커패시터(Cr,Cs)의 전압이 -nVo로 클램핑되면(여기서, n은 변압기의 권선비), 상기 스위칭소자(Q)의 전압스트레스는 Vin + nVo로 클램핑되는 일체형 씨엠/디엠 쵸크를 이용한 단일단 교류/직류 컨버터.
5. The method of claim 4,
When the voltage of the two capacitors Cr and Cs is clamped to -nVo (where n is the winding ratio of the transformer), the voltage stress of the switching device Q is clamped to Vin + nVo. Once AC / DC converters.
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