KR20150084615A - Wireless power receiver having active rectifier - Google Patents

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Abstract

According to various embodiments of the present invention, an active rectifier may include: a first - a fourth MOSFET which perform a switching operation according to an input voltage from a power receiver and are connected in a cross-coupled structure; and a ZVS&ZCS controller which controls each of the third MOSFET and the fourth MOSFET to perform zero voltage switching (ZVC) or zero current switching (ZCS). Besides these, various embodiments are possible. The active rectifier has a relatively high input voltage and a relatively high operation frequency.

Description

능동 정류기를 구비한 무선 전력 수신기{WIRELESS POWER RECEIVER HAVING ACTIVE RECTIFIER}[0001] WIRELESS POWER RECEIVER HAVING ACTIVE RECTIFIER WITH ACTIVE RECTOR [0002]

본 발명은 무선 전력 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 능동 정류기를 구비한 무선 전력 수신기에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless power receiver, and more particularly to a wireless power receiver with an active rectifier.

휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다. BACKGROUND ART A mobile terminal such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistants) is driven by a rechargeable battery. In order to charge the battery, a separate charging device is used to supply electric energy to the battery of the mobile terminal. Typically, the charging device and the battery are each provided with a separate contact terminal on the outside thereof, thereby electrically connecting the charging device and the battery by making them contact each other.

하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다. However, in such a contact type charging method, since the contact terminal protrudes to the outside, contamination by foreign matter is easy and the battery charging is not properly performed. Also, even if the contact terminals are exposed to moisture, charging is not properly performed.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다. In order to solve these problems, wireless charging or non-contact charging technology has recently been developed and used in many electronic devices.

이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다. This wireless charging technique uses wireless power transmission and reception, for example, a system in which a battery can be automatically charged by simply placing a cellular phone on a charging pad without connecting a separate charging connector. It is generally known to the general public as a wireless electric toothbrush or a wireless electric shaver. Such wireless charging technology can enhance the waterproof function by charging the electronic products wirelessly, and it is advantageous to increase the portability of the electronic devices since the wired charger is not required, and the related technology is expected to greatly develop in the upcoming electric car era .

이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다. Such wireless charging techniques include an electromagnetic induction method using a coil, a resonance method using resonance, and a radio frequency (RF) / microwave radiation (RF) method in which electric energy is converted into a microwave.

현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다. Currently, electromagnetic induction is the main method. However, in recent years, experiments have been successfully conducted to transmit electric power wirelessly from a distance of several tens of meters using microwaves at home and abroad. In the near future, The world seems to be opened.

전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다. The power transmission method by electromagnetic induction is a method of transmitting power between the primary coil and the secondary coil. When a magnet is moved to a coil, an induced current is generated, which generates a magnetic field at the transmitting end and induces a current according to the change of the magnetic field at the receiving end to generate energy. This phenomenon is called magnetic induction phenomenon, and the power transmission method using the phenomenon is excellent in energy transmission efficiency.

공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다. In 2005, Professor Soljacic of MIT announced Coupled Mode Theory, a system in which electricity is delivered wirelessly, even at distances of a few meters (m) from the charging device, using resonant power transmission principles. The MIT team's wireless charging system uses resonance (resonance), which uses a physics concept that resonates at the same frequency as a wine bottle next to the tuning fork. Instead of resonating the sound, the researchers resonated electromagnetic waves that contained electrical energy. The resonant electrical energy is transmitted directly only when there is a device with a resonant frequency, and unused portions are not re-absorbed into the air, but are reabsorbed into the electromagnetic field. Therefore, unlike other electromagnetic waves, they will not affect the surrounding machine or body .

한편, 무선 전력 전송 기술 중 공진 방식의 경우 수신단 예컨대 무선 전력 수신기에는 AC-DC 전력변환 회로가 이용될 수 있다. 무선전력 전송에는 수백 kHz~ 수십 MHz의 교류 신호를 사용하여 전력을 전송하게 되는데 무선 전력 수신기에는 이러한 비교적 높은 아날로그 AC 신호를 전달 받아 DC 신호로 전력을 변환하는 AC-DC 전력변환 회로가 필요하다. 그런데 통상적으로 AC-DC 변환 회로에서는 전력 변환 손실이 따르게 된다. 무선 충전기에 있어서 원가와 전력 전송 효율 및 전력소모는 가장 중요한 요건이므로, 전력 변환 손실을 줄이기 위한 노력이 필요하다. On the other hand, in the case of the resonance type of the wireless power transmission technique, an AC-DC power conversion circuit may be used for a receiving end, for example, a wireless power receiver. An AC-DC power conversion circuit is needed in the wireless power receiver to receive this relatively high analog AC signal and convert the power to a DC signal, as the wireless power transmission uses AC signals of several hundred kHz to tens of MHz. However, the AC-DC conversion circuit usually has a power conversion loss. Cost and power transfer efficiency and power consumption are the most important requirements for wireless chargers, so efforts to reduce power conversion losses are needed.

특히 AC-DC 변환 회로는 교류를 직류로 바꾸어 주는 정류기와 정류된 직류를 필요한 전압으로 변환하는 DC-DC 변환기 그리고 출력단의 DC 파형을 안정적으로 조정해주는 수동소자들로 구성될 수 있는데, 최근에는 정류기를 효율이 좋은 능동 정류기로 이용함으로써, 전력 변환 손실을 줄이고자 하는 노력이 이루어지고 있다.In particular, the AC-DC conversion circuit can be composed of a rectifier that converts AC into DC, a DC-DC converter that converts the rectified DC into a required voltage, and passive elements that stably adjust the DC waveform of the output stage. Is used as an efficient active rectifier, efforts are being made to reduce the power conversion loss.

따라서 본 발명의 실시 예들에 따르면 상대적으로 높은 입력 전압과 고주파 동작 주파수를 갖는 능동 정류기를 제공할 수 있도록 하고자 한다. Therefore, according to the embodiments of the present invention, it is desired to provide an active rectifier having a relatively high input voltage and a high frequency operating frequency.

또한 본 발명의 실시 예들에 따르면 높은 입력 전압과 고주파 동작 주파수를 갖는 능동 정류기를 이용하여 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신기를 제공하고자 한다. Also, according to embodiments of the present invention, there is provided a radio power receiver that receives radio power using an active rectifier having a high input voltage and a high frequency operating frequency.

상술한 바를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 의한 능동 정류기는 전력 수신기로부터 입력 전압에 따라 스위칭 동작을 수행하며 크로스 커플드(Cross Coupled) 구조로 연결된 제1 내지 제4 MOSFET과, 상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각이 제로 전압 스위칭(ZVC) 또는 제로 전류 스위칭(ZCS)을 수행하도록 제어하는 ZVS&ZCS 제어기를 포함할 수 있다.In order to accomplish the above, an active rectifier according to an embodiment of the present invention includes first to fourth MOSFETs connected in a cross-coupled structure for performing a switching operation according to an input voltage from a power receiver, ZCS < / RTI > controller that controls each of the three MOSFETs and the fourth MOSFET to perform zero voltage switching (ZVC) or zero current switching (ZCS).

또한 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기는 무선 전력을 수신하는 전력 수신부와, 상기 수신된 전력에 의한 입력 전압에 따라 스위칭 동작을 수행하며 크로스 커플드(Cross Coupled) 구조로 연결된 제1 내지 제4 MOSFET과, 상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각이 제로 전압 스위칭(ZVC) 또는 제로 전류 스위칭(ZCS)을 수행하도록 제어하는 ZVS&ZCS 제어기를 포함하고 상기 수신된 전력을 정류하는 능동 정류기와, 상기 정류된 전력을 DC- DC 변환하는 DC 변환부를 포함할 수 있다. In addition, the wireless power receiver according to an embodiment of the present invention includes a power receiving unit for receiving wireless power, a first to a third power supply unit connected in a cross coupled structure to perform a switching operation according to an input voltage by the received power, And a ZVS & ZCS controller for controlling the third MOSFET and the fourth MOSFET to perform zero voltage switching (ZVC) or zero current switching (ZCS), respectively, and rectifying the received power, And a DC-to-DC converter for DC-DC-converting the rectified power.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면 능동 정류기는 ZVS 및 ZCS 제어를 통해 스위치 온오프를 제어함으로써 높은 6.78MHz 주파수에서도 안정적인 스위칭이 가능하도록 하므로 정류 효율을 향상시키고, 스위칭 로스를 줄일 수 있는 효과가 있다. According to various embodiments of the present invention, the active rectifier controls the switch on / off by ZVS and ZCS control, thereby enabling stable switching at a high frequency of 6.78 MHz, thereby improving rectification efficiency and reducing switching loss.

또한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면 높은 입력 전압과 고주파 동작 주파수를 갖는 능동 정류기를 제공할 수 있으므로 기존 구조 대비 간단한 구조로 원칩(One-Chip) 전력변환 IC 개발이 가능할 수 있어서 무선 전력 수신기 구현 시 원가 절감 및 부피 감소 효과를 얻을 수 있다.According to various embodiments of the present invention, since an active rectifier having a high input voltage and a high frequency operating frequency can be provided, it is possible to develop a one-chip power conversion IC with a simple structure compared to the conventional structure, Cost reduction and volume reduction effect can be obtained.

도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 수신기의 블록도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비교기를 이용한 능동 정류기를 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기를 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 리미터(Limiter) 의 회로 일예도
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기의 회로 일예도
도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 능동 정류 회로에 따른 정류된 전류 파형을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기의 전압 파형을 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 구동 전압 파형(Gate Driver Waveform)과 정류된 전류 파형(Rectified Current)을 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 ZVS & ZCS 제어기를 이용하여 상단의 제3 및 제4 MOSFET의 오프를 제어할 경우 ZCS point 결정 방법을 설명하기 위한 도면
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 ZCS 제어 회로를 설명하기 위한 도면
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 ZVS 제어 회로를 설명하기 위한 도면1 is a conceptual diagram for explaining overall operation of a wireless charging system;
2 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a wireless power receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an active rectifier using a comparator according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining an active rectifier using a ZVC / ZCS controller according to an embodiment of the present invention;
6 is a circuit diagram of a first limiter according to an embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of an active rectifier using a ZVC / ZCS controller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7B is a view showing a rectified current waveform according to an active rectifying circuit according to an embodiment of the present invention; FIG.
8 is a diagram showing voltage waveforms of an active rectifier using a ZVC / ZCS controller according to an embodiment of the present invention;
9 is a graph showing a gate drive voltage waveform and a rectified current waveform according to an embodiment of the present invention;
10 is a view for explaining a method of determining a ZCS point when controlling off of the third and fourth MOSFETs at the top by using the ZVS & ZCS controller according to the embodiment of the present invention
11 is a view for explaining a ZCS control circuit according to an embodiment of the present invention;
12 is a diagram for explaining a ZVS control circuit according to an embodiment of the present invention;

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible. In the following description and drawings, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention unnecessarily obscure.

도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)를 포함한다. 1 is a conceptual diagram for explaining overall operation of a wireless charging system. As shown in FIG. 1, the wireless charging system includes a wireless power transmitter 100 and at least one wireless power receiver 110-1, 110-2, 110-n.

무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 무선으로 각각 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기(100)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다. The wireless power transmitter 100 may transmit power (1-1, 1-2, 1-n) to at least one wireless power receiver (110-1, 110-2, 110-n) wirelessly. More specifically, the wireless power transmitter 100 may transmit power (1-1, 1-2, 1-n) wirelessly only to an authenticated wireless power receiver that has performed a predetermined authentication procedure.

무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다. The wireless power transmitter 100 may form an electrical connection with the wireless power receivers 110-1, 110-2, 110-n. For example, the wireless power transmitter 100 may transmit wireless power in the form of electromagnetic waves to the wireless power receivers 110-1, 110-2, 110-n.

한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1,2-2,2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 상술한 프레임에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다. Meanwhile, the wireless power transmitter 100 may perform bidirectional communication with the wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n. Here, the wireless power transmitter 100 and the wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n can process or transmit packets 2-1, 2-2, 2-n configured with a predetermined frame. The above-mentioned frame will be described later in more detail. The wireless power receiver may be implemented as a mobile communication terminal, a PDA, a PMP, a smart phone, or the like.

무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,1110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 전력제공장치(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다. The wireless power transmitter 100 may provide power wirelessly to a plurality of wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n. For example, the wireless power transmitter 100 may transmit power to a plurality of wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n through a resonance method. If the wireless power transmitter 100 employs a resonant mode, the distance between the wireless power transmitter 100 and the plurality of wireless power receivers 110-1, 110-2, 1110-n may preferably be 30 m or less. Also, when the wireless power transmitter 100 employs an electromagnetic induction scheme, the distance between the power providing apparatus 100 and the plurality of wireless power receivers 110-1, 110-2, 110-n may preferably be 10 cm or less.

무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. The wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n may receive wireless power from the wireless power transmitter 100 to perform charging of the battery included therein. Also, the wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n may transmit signals requesting wireless power transmission, information required for wireless power reception, wireless power receiver status information, or wireless power transmitter 100 control information to a wireless power transmitter 100). Information on the transmission signal will be described later in more detail.

또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다. The wireless power receivers 110-1, 110-2, and 110-n may also send a message to the wireless power transmitter 100 indicating the respective charging status.

무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다. The wireless power transmitter 100 may include display means such as a display and may be coupled to a wireless power receiver 110-1, 110-2, 110-n based on a message received from each of the wireless power receivers 110-1, 110-2, Each state can be displayed. In addition, the wireless power transmitter 100 may display together the time that each wireless power receiver 110-1, 110-2, 110-n is expected to complete charging.

무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다. The wireless power transmitter 100 may transmit control signals to each of the wireless power receivers 110-1, 110-2, 110-n to disable the wireless charging function. The wireless power receiver that receives the disable control signal of the wireless charging function from the wireless power transmitter 100 may disable the wireless charging function.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.2 is a block diagram of a wireless power transmitter and a wireless power receiver in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212) 및 통신부(213)를 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)를 포함할 수 있다. 2, the wireless power transmitter 200 may include a power transmitter 211, a controller 212, and a communication unit 213. The wireless power receiver 250 may also include a power receiver 251, a controller 252, and a communication unit 253.

전력 송신부(211)는 무선 전력 송신기(200)가 요구하는 전력을 제공할 수 있으며, 무선으로 무선 전력 수신기(250)에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(211)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다. 전력 송신부(211)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다. 전력 송신부(211)는 일정한 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다. The power transmitter 211 may provide the power required by the wireless power transmitter 200 and may provide power to the wireless power receiver 250 wirelessly. Here, the power transmission unit 211 may supply power in the form of an AC waveform, and may supply power in the form of a DC waveform while converting it into an AC waveform using an inverter, and supply the AC waveform in the form of an AC waveform. The power transmitter 211 may be implemented in the form of a built-in battery, or may be implemented in the form of a power receiving interface to receive power from the outside and supply it to other components. Those skilled in the art will readily understand that the power transmitter 211 is not limited as long as it is capable of providing a constant AC waveform power.

아울러, 전력 송신부(211)는 교류 파형을 전자기파 형태로 무선 전력 수신기(250)로 제공할 수 있다. 전력 송신부(211)는 추가적으로 루프 코일을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(211)가 루프 코일로 구현되는 경우, 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능할 수도 있다. 한편 전력 송신부(211)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다. In addition, the power transmitter 211 may provide the AC waveform to the wireless power receiver 250 in the form of an electromagnetic wave. The power transmission unit 211 may further include a loop coil, thereby transmitting or receiving a predetermined electromagnetic wave. When the power transmission unit 211 is implemented as a loop coil, the inductance L of the loop coil may be changeable. Those skilled in the art will readily understand that the power transmission unit 211 is not limited as long as it can transmit and receive electromagnetic waves.

제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(212)의 세부 동작과 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. The control unit 212 may control the entire operation of the wireless power transmitter 200. [ The control unit 212 can control the overall operation of the wireless power transmitter 200 using an algorithm, a program, or an application required for the control read from the storage unit (not shown). The control unit 212 may be implemented in the form of a CPU, a microprocessor, or a mini computer. The detailed operation of the control unit 212 will be described later in more detail.

통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 통신부(253)와 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신, 블루투스 방식, 블루투스 저에너지(Bluetooth low energy) 방식 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 통신부(213)는 블루투스 저에너지 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 통신부(213)는 CSMA/CA 알고리즘을 이용할 수 있다. 통신부(213)가 이용하는 주파수 및 채널 선택에 관한 구성은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본원 발명은 통신부(213)에서 수행하는 특정 통신 방식에 의하여 그 권리범위가 한정되지 않는다. The communication unit 213 may communicate with the wireless power receiver 250 in a predetermined manner. The communication unit 213 communicates with the communication unit 253 of the wireless power receiver 250 through communication using an NFC (near field communication), a Zigbee communication, an infrared communication, a visible light communication, a Bluetooth communication method, a Bluetooth low energy method, Can be performed. The communication unit 213 according to an embodiment of the present invention can perform communication using the Bluetooth low energy method. In addition, the communication unit 213 may use the CSMA / CA algorithm. The configuration related to the frequency and channel selection used by the communication unit 213 will be described later in more detail. Meanwhile, the above-described communication method is merely an example, and the scope of the present invention is not limited by the specific communication method performed by the communication unit 213. [

한편, 통신부(213)는 무선 전력 송신기(200)의 정보에 대한 신호를 송신할 수 있다. 여기에서, 통신부(213)는 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. On the other hand, the communication unit 213 can transmit a signal for the information of the wireless power transmitter 200. [ Here, the communication unit 213 may unicast, multicast, or broadcast the signal.

통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(250)의 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(250)의 무선 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.The communication unit 213 can receive the power information from the wireless power receiver 250. [ Here, the power information may include at least one of the capacity of the wireless power receiver 250, the remaining battery power, the number of times of charging, the amount of usage, the battery capacity, and the battery ratio. The communication unit 213 can also transmit a charging function control signal for controlling the charging function of the wireless power receiver 250. [ The charging function control signal may be a control signal that controls the wireless power receiving unit 251 of the specific wireless power receiver 250 to enable or disable the charging function.

통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 통신부(213)는 다른 무선 전력 송신기로부터 상술한 표 1의 프레임의 Notice 신호를 수신할 수 있다. The communication unit 213 may receive not only the wireless power receiver 250 but also signals from other wireless power transmitters (not shown). For example, the communication unit 213 can receive the Notice signal of the frame of Table 1 from another wireless power transmitter.

한편, 도 2에서는 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 상이한 하드웨어로 구성되어 무선 전력 송신기(200)가 아웃-밴드(out-band) 형식으로 통신되는 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것이다. 본 발명은 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 하나의 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신기(200)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다. 2, although the power transmitter 211 and the communication unit 213 are configured as different hardware and the wireless power transmitter 200 is shown as being communicated in an out-band format, this is an example. The power transmitter 211 and the communication unit 213 may be implemented in one hardware so that the wireless power transmitter 200 may perform communication in an in-band format.

무선 전력 송신기(200) 및 무선 전력 수신기(250)는 각종 신호를 송수신할 수 있으며, 이에 따라 무선 전력 송신기(200)가 주관하는 무선 전력 네트워크로의 무선 전력 수신기(250)의 가입과 무선 전력 송수신을 통한 충전 과정이 수행될 수 있으며, 상술한 과정은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. The wireless power transmitter 200 and the wireless power receiver 250 are capable of transmitting and receiving various signals such that the subscription of the wireless power receiver 250 to the wireless power network hosted by the wireless power transmitter 200, The above-described process will be described in more detail below.

도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기의 블록도이다. 3 is a block diagram of a wireless power receiver in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252), 통신부(253), 정류부(254), DC/DC 컨버터부(255), 스위치부(256) 및 충전부(257)를 포함할 수 있다. 3, the wireless power receiver 250 includes a power receiving unit 251, a control unit 252, a communication unit 253, a rectifying unit 254, a DC / DC converter unit 255, a switch unit 256, And a charging unit 257. [

전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)에 대한 설명은 여기에서는 생략하도록 한다. 정류부(254)는 전력 수신부(251)에 수신되는 무선 전력을 직류 형태로 정류할 수 있다. DC/DC 컨버터부(255)는 정류된 전력을 기설정된 이득으로 컨버팅할 수 있다. 예를 들어, DC/DC 컨버터부(255)는 출력단(259)의 전압이 5V가 되도록 정류된 전력을 컨버팅할 수 있다. The description of the power receiving unit 251, the control unit 252, and the communication unit 253 will be omitted here. The rectifying unit 254 can rectify the received radio power to the power receiving unit 251 in a DC form. The DC / DC converter unit 255 can convert the rectified power to a predetermined gain. For example, the DC / DC converter unit 255 may convert the rectified power so that the voltage of the output terminal 259 is 5V.

스위치부(256)는 DC/DC 컨버터부(255) 및 충전부(257)를 연결할 수 있다. 스위치부(256)는 제어부(252)의 제어에 따라 온(on)/오프(off) 상태를 유지할 수 있다. 충전부(257)는 스위치부(256)가 온 상태인 경우에 DC/DC 컨버터부(255)로부터 입력되는 컨버팅된 전력을 저장할 수 있다.The switch unit 256 may connect the DC / DC converter unit 255 and the charging unit 257. The switch unit 256 can maintain the on / off state under the control of the control unit 252. The charging unit 257 can store the converted power input from the DC / DC converter unit 255 when the switch unit 256 is in the ON state.

상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 수신기(250)에 포함된 정류부(254)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. The rectifier 254 included in the wireless power receiver 250 according to an embodiment of the present invention may be implemented in various manners.

예를 들면, 정류부(254)는 정파 정류를 이용하는 풀 브리지(Full-Bridge) 방식의 정류 회로로 구성된 정류기를 사용하거나 MOSFET를 이용한 정류회로로 구성된 정류기를 사용할 수 있다. For example, the rectifying unit 254 may be a rectifier configured by a full-bridge type rectifying circuit using a full wave rectification or a rectifier configured by a rectifying circuit using a MOSFET.

풀 브리지 방식의 정류 회로의 경우 패키지된 단품 Schottky Barrier Diode (SBD) 사용하여 구성되어 포워드(Forward) 전압 차이가 크지 않고 손실이 작은 장점이 있으나 CMOS 공정으로 집적하기에 어려움이 있다. 풀 브리지 방식의 정류 회로를 예를 들면, 4개의 다이오드로 구성된 수동 정류기(Passive Rectifier)는 AC input 단에 연결하면 추가적인 제어없이 간단히 전류를 정류하고 정류된 전류에 따른 전압을 출력할 수 있다. 하지만 수동 소자 (Discrete 소자)는 부피가 크고 다이오드에 걸리는 양단 전압이 커서 파워를 전달하는데 큰 손실이 발생해 상대적으로 높은 전류가 흐르는 시스템에서 효율 떨어지는 단점이 있을 수 있다. 이는 무선 전력 전송 시스템에 비효율적일 수 있다. The full bridge type rectifier circuit is composed of a packaged single Schottky Barrier Diode (SBD), which has advantages of small forward voltage difference and small loss but it is difficult to integrate it in CMOS process. For example, a full bridge rectifier circuit, consisting of four diodes, can be connected to the AC input stage to simply rectify the current and output the voltage according to the rectified current without additional control. However, a discrete device may be disadvantageous in that it is bulky and has a large voltage across the diode, which results in a large loss in power transfer, which results in inefficiency in relatively high current flowing systems. Which may be inefficient for wireless power transmission systems.

이러한 단점을 극복하기 위하여 무선 전력 수신기(250)에 MOSFET을 이용한 정류 회로로 구성된 정류기가 이용될 수 있다. MOSFET을 이용한 정류 회로로 구성된 정류기는 예를 들면, 4개의 다이오드 대신 MOSFET을 스위치로 사용해서 전류를 정류하는 능동 정류기(Active Rectifier)일 수 있다. To overcome this drawback, a rectifier configured as a rectifier circuit using a MOSFET in the wireless power receiver 250 may be used. A rectifier composed of a rectifier circuit using a MOSFET can be, for example, an active rectifier that rectifies the current by using a MOSFET as a switch instead of four diodes.

본 발명의 다양한 실시 에에 따르면 능동 정류기는 다양한 실시 예에 의해 구현될 수 있다.According to various embodiments of the present invention, an active rectifier may be implemented by various embodiments.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비교기를 이용한 능동 정류기를 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 비교기를 이용한 능동 정류기는 4개의 MOSFET들(410~440), 입력 노드(402), 비교기(450)를 포함할 수 있다. 4개의 MOSFET들(410~440)은 하단의 제1 MOSFET(410) 및 제2 MOSFET(420)과, 상단의 제3 MOSFET(430) 및 제4 MOSFET(440)를 포함할 수 있다. 하단의 제1 MOSFET(410) 및 제2 MOSFET(420)의 게이트는 Cross-coupled 구조로 입력 노드(402)에 연결될 수 있다. 상단의 제3 MOSFET(430) 및 제4 MOSFET(440) 각각의 게이트는 비교기(450)에 연결될 수 있다.4 is a view for explaining an active rectifier using a comparator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, an active rectifier using a comparator may include four MOSFETs 410 to 440, an input node 402, and a comparator 450. The four MOSFETs 410 to 440 may include a first MOSFET 410 and a second MOSFET 420 at the lower stage and a third MOSFET 430 and a fourth MOSFET 440 at the upper stage. The gates of the first MOSFET 410 and the second MOSFET 420 in the lower stage may be connected to the input node 402 in a cross-coupled structure. The gates of the upper third MOSFET 430 and the fourth MOSFET 440, respectively, may be coupled to the comparator 450.

이러한 비교기를 이용한 능동 정류기의 각 제1 내지 제4 MOSFET들(410~440)의 양단에 걸리는 전압은 다이오드보다 훨씬 작기 때문에 효율적일 수 있다. The voltage across both ends of each of the first to fourth MOSFETs 410 to 440 of the active rectifier using the comparator is much smaller than that of the diode, which can be efficient.

하지만 다이오드는 전류가 한쪽 방향으로 흐르지만, 제1 내지 제4 MOSFET들(410~440)은 각각 전류가 양방향으로 흐를 수 있기 때문에 정확히 제어하지 않으면 역 전류(Reverse Current)가 발생할 수 있다. 역 전류가 발생할 경우 정류 효율이 더욱 나빠질 수 있다. 따라서 능동 정류기에서는 MOSFET들의 역 전류를 방지할 수 있도록 제어하는 것이 중요할 수 있다. 또한 비교기를 이용한 능동 정류기의 경우 고주파 예를 들면, 6.78MHz의 주파수에서 스위칭 동작이 어려워 고주파수에서도 스위칭이 안정적으로 수행되기 위해서는 보다 복잡한 회로가 필요할 수 있다.However, since the first to fourth MOSFETs 410 to 440 can flow current in both directions, a reverse current may occur unless the diode controls the current in one direction. Rectification efficiency may be further deteriorated when a reverse current is generated. Therefore, it may be important to control the active rectifier to prevent reverse currents of the MOSFETs. Further, in the case of an active rectifier using a comparator, switching operation is difficult at a high frequency, for example, at a frequency of 6.78 MHz, so that a more complicated circuit may be required for stable switching at a high frequency.

따라서 본 발명의 다른 실시 예에서는 정류 시 손실이 적어 효율이 높고 구동 주파수도 한계가 없으면서 CMOS 공정으로 직접하기 편리하도록 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기를 제안할 수 있다. Accordingly, in another embodiment of the present invention, an active rectifier using a ZVC / ZCS controller can be proposed so that it is convenient to directly perform a CMOS process while having a low efficiency at a rectification and a high driving frequency.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기를 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining an active rectifier using a ZVC / ZCS controller according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기(504)는 전력 수신부(502)로부터 교류 신호를 입력받을 수 있다. 전력 수신부(502)는 공진 회로일 수 있다. 공진회로는 코일(L) 및 캐패시터(Climit)을 포함할 수 있으며, 무선 전력 송신기로부터 전력을 공진 방식에 기초하여 예컨대 6.78MHz의 교류 신호를 수신할 수 있다. 5, the active rectifier 504 using the ZVC / ZCS controller can receive an AC signal from the power receiving unit 502. FIG. The power receiving unit 502 may be a resonant circuit. The resonant circuit may include a coil L and a capacitor Climit, and may receive an AC signal of, for example, 6.78 MHz based on the resonance method of power from the wireless power transmitter.

능동 정류기(504)는 공진회로(502)로부터 입력된 교류 형태의 전력을 직류 형태의 정류하여 출력할 수 있다. The active rectifier 504 can rectify the AC power input from the resonant circuit 502 and output it in DC form.

능동 정류기(504)는 제1 내지 제4 MOSFET(510~540), 제1 리미터(Limiter)(512), 제2 리미터(Limiter)(522), 제3 리미터(Limiter)(532), 제4 리미터(Limiter)(542), ZVS&ZCS 제어기(550)를 포함할 수 있다. The active rectifier 504 includes first to fourth MOSFETs 510 to 540, a first limiter 512, a second limiter 522, a third limiter 532, A limiter 542, a ZVS & ZCS controller 550, and the like.

제1 내지 제4 MOSFET(510~540)은 하단의 제1 MOSFET(510) 및 제2 MOSFET(520)과, 상단의 제3 MOSFET(530) 및 제4 MOSFET(540)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 MOSFET(510~540)은 각각 예를 들면, N-channel LDMOS(NLDMOS)일 수 있다. The first to fourth MOSFETs 510 to 540 may include a first MOSFET 510 and a second MOSFET 520 at the lower stage and a third MOSFET 530 and a fourth MOSFET 540 at the upper stage. The first to fourth MOSFETs 510 to 540 may be, for example, N-channel LDMOS (NLDMOS), respectively.

상단의 제3 MOSFET(530) 및 제4 MOSFET(540) 각각의 게이트는 ZVS&ZCS 제어기(550)에 연결될 수 있다. 제3 리미터(Limiter)(532)의 일단은 제3 MOSFET(530)의 드레인에 연결되고, 제3 리미터(Limiter)(532)의 타단은 ZVS&ZCS 제어기(550)에 연결될 수 있다. 제4 리미터(Limiter)(542)의 일단은 제4 MOSFET(540)의 드레인에 연결되고, 제4 리미터(Limiter)(542)의 타단은 ZVS&ZCS 제어기(550)에 연결될 수 있다. The gates of the upper third MOSFET 530 and the fourth MOSFET 540, respectively, may be coupled to the ZVS & ZCS controller 550. One terminal of a third limiter 532 may be coupled to the drain of the third MOSFET 530 and the other terminal of the third limiter 532 may be coupled to the ZVS & ZCS controller 550. One terminal of a fourth limiter 542 may be coupled to the drain of the fourth MOSFET 540 and the other terminal of the fourth limiter 542 may be coupled to the ZVS & ZCS controller 550.

제3 MOSFET(530) 및 제4 MOSFET(540) 각각은 ZVS&ZCS 제어기(550)의 제어에 따른 구동 신호를 통해 온 또는 오프 스위칭을 수행할 수 있다.Each of the third MOSFET 530 and the fourth MOSFET 540 may perform on or off switching through a drive signal under the control of the ZVS & ZCS controller 550.

ZVS&ZCS 제어기(550)는 제3 MOSFET(530) 및 제4 MOSFET(540) 각각이 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 수행하도록 제어할 수 있다. 제로 전압 스위칭은 전압이 제로일 때 온하여 스위칭 손실을 줄이는 스위칭을 말한다. 제로 전류 스위칭은 전류가 제로일 때 오프하여 스위칭 손실을 줄이는 스위칭을 말한다.The ZVS & ZCS controller 550 can control the third MOSFET 530 and the fourth MOSFET 540, respectively, to perform zero voltage switching (ZVC) and zero current switching (ZCS). Zero voltage switching refers to switching that is turned on when the voltage is zero to reduce switching losses. Zero-current switching refers to switching that turns off when the current is zero to reduce switching losses.

제3 리미터(Limiter)(532)는 제3 MOSFET(530)의 게이트에 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압 미만이 되도록 제한할 수 있고, 제4 리미터(Limiter)(542)는 제4 MOSFET(540)의 게이트로 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압이 되도록 제한할 수 있다.The third limiter 532 may limit the input voltage input to the gate of the third MOSFET 530 to be less than a predetermined voltage and the fourth limiter 542 may limit the input voltage input to the gate of the fourth MOSFET 540 May be limited to a predetermined voltage.

하단의 제1 MOSFET(510)은 제1 리미터(Limiter)(512)와 연결될 수 있다. 제2 MOSFET(520)는 제2 리미터(Limiter)(522)와 연결될 수 있다. 제1 MOSFET(510) 및 제1 리미터(Limiter)(512)와 제2 MOSFET(520) 및 제2 리미터(Limiter)(522)는 Cross-couple 게이트 구조로 연결될 수 있다.The lower first MOSFET 510 may be coupled to a first limiter 512. The second MOSFET 520 may be coupled to a second limiter 522. The first MOSFET 510 and the first limiter 512 and the second MOSFET 520 and the second limiter 522 may be connected in a cross-couple gate structure.

제1 리미터(Limiter)(512)는 제1 MOSFET(510)의 게이트로 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압 예컨대 5V 미만이 되도록 제한할 수 있고, 제2 리미터(Limiter)(522)는 제2 MOSFET(520)의 게이트로 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압 예컨대 5V 미만이 되도록 제한할 수 있다.The first limiter 512 may limit the input voltage input to the gate of the first MOSFET 510 to be less than a predetermined voltage such as 5 V and the second limiter 522 may limit the input voltage to the gate of the second MOSFET 510. [ The input voltage input to the gate of the transistor 520 may be limited to a predetermined voltage, for example, less than 5V.

일반 능동 정류기 회로는 하단의 제1 MOSFET 및 제2 MOSFET의 게이트를 Cross-coupled 구조로 입력 노드에 연결하였다. 그러나, 이는 능동 정류기의 입력 전압이 예컨대 미리 정해진 전압인 5V 이상으로 올라가지 않았기 때문이다. 그러나 무선 전력 전송 시 정류기에 입력되는 입력 전압은 미리 정해진 전압 이상 예컨대 10V 이상까지 올라가는 경우가 많다. 따라서 제1 리미터(Limiter)(512) 및 제2 리미터(Limiter)(522)를 연결하지 않는다면, 입력 전압이 미리 정해진 전압 이상 예컨대 10V일 경우 제1 MOSFET(510) 및 제2 MOSFET(520)의 게이트 전압이 10V가 걸려서 각 게이트가 브레이크다운(break-down)될 수 있다. 이는 제1 MOSFET(510) 및 제2 MOSFET(520)의 게이트-소스 전압이 최대 5V로 정해질 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 제1 MOSFET(510) 및 제2 MOSFET(520)의 게이트 브레이크 다운을 막기 위해 하단의 제1 MOSFET(510)은 제1 리미터(Limiter)(512)와 연결될 수 있다. 제2 MOSFET(520)는 제2 리미터(Limiter)(522)와 연결될 수 있다.The general active rectifier circuit connects the gates of the first MOSFET and the second MOSFET of the lower stage to the input node in a cross-coupled structure. However, this is because the input voltage of the active rectifier does not rise above 5V, which is a predetermined voltage, for example. However, in the wireless power transmission, the input voltage input to the rectifier often goes up to a predetermined voltage or more, for example, 10 V or more. Therefore, if the first limiter 512 and the second limiter 522 are not connected, if the input voltage is higher than a predetermined voltage, for example, 10V, the first MOSFET 510 and the second MOSFET 520 Each gate can break down because the gate voltage is 10V. This is because the gate-source voltage of the first MOSFET 510 and the second MOSFET 520 can be set to a maximum of 5V. Therefore, in the embodiment of the present invention, the lower first MOSFET 510 may be connected to the first limiter 512 to prevent the gate breakdown of the first MOSFET 510 and the second MOSFET 520. The second MOSFET 520 may be coupled to a second limiter 522.

이러한 제1 리미터(Limiter)(512) 및 제2 리미터(Limiter)(522)는 동일한 원리로 동작할 수 있다. 제1 리미터(Limiter)(512)의 회로 구조를 예를 들면, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제1 리미터(Limiter)(512)의 회로 일예도이다.The first limiter 512 and the second limiter 522 may operate on the same principle. For example, FIG. 6 is a circuit diagram of a first limiter 512 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제1 리미터(Limiter)(512)는 제1 MOSFET(510)의 게이트에 연결되는 리미터용 MOSFET(513)을 포함할 수 있다. 리미터용 MOSFET(513)의 드레인에 입력 전압이 인가되고, 게이트에는 5V 가 인가되고 소스는 제1 MOSFET(510)에 연결될 수 있다. 이러한 리미터용 MOSFET(513)은 제1 MOSFET(510)의 게이트를 5V 보다 낮은 전압으로 구동(gate-driving) 가능하도록 할 수 있다. 이러한 제1 리미터(512)는 추가적인 전압 제어기 및 게이트 드라이버 없이도 제1 MOSFET(510)의 게이트를 구동시킬수 있도록 할뿐만 아니라 스위칭 로스를 줄일 수 있어서 정류기의 효율을 증가시킬 수 있다. Referring to FIG. 6, a first limiter 512 may include a limiter MOSFET 513 connected to the gate of the first MOSFET 510. An input voltage is applied to the drain of the limiter MOSFET 513, 5V is applied to the gate, and the source can be connected to the first MOSFET 510. [ Such a limiter MOSFET 513 can enable the gate of the first MOSFET 510 to be gate-driven to a voltage lower than 5V. This first limiter 512 can drive the gate of the first MOSFET 510 without additional voltage controller and gate driver, as well as reduce the switching loss, thereby increasing the efficiency of the rectifier.

한편, 제1 리미터(512)는 리미터용 MOSFET(513)의 소스단에 연결되는 제너 다이오드(514)를 더 포함할 수 있다. 제너 다이오드(514)는 역방향 전류가 흐르지 않도록 할 수 있다. 제2 리미터(Limiter)(522)는 제1 리미터(Limiter)(512)와 동일한 원리로 동작하므로, 상세한 회로 및 설명은 제1 리미터(Limiter)(512)의 회로 및 설명으로 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the first limiter 512 may further include a zener diode 514 connected to the source terminal of the limiter MOSFET 513. The zener diode 514 can prevent the reverse current from flowing. The second limiter 522 operates on the same principle as the first limiter 512 so that the detailed circuitry and description can be understood as a circuit and description of the first limiter 512 .

상기한 바와 같이 본 발명의 제2 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기(550)를 이용한 능동 정류기(504)는 제1 내지 제4 MOSFET(510~540)의 역 전류를 방지하기 위해 ZVC(Zero Voltage Switching)/ ZCS (Zero Current Switching)를 제어할 수 있다.As described above, the active rectifier 504 using the ZVC / ZCS controller 550 according to the second embodiment of the present invention includes ZVC (Zero Voltage) control to prevent reverse currents of the first to fourth MOSFETs 510 to 540, Switching) / ZCS (Zero Current Switching).

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기의 좀더 구체적인 회로와 동작 원리를 설명하기로 한다. Hereinafter, the more detailed circuit and operation principle of the active rectifier using the ZVC / ZCS controller according to the embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기의 회로 일예도이다. 7 is a circuit diagram of an active rectifier using a ZVC / ZCS controller according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 능동 정류기(504)는 제1 내지 제4 MOSFET(710~740), 제1 리미터(Limiter)(712), 제2 리미터(Limiter)(722), 제3 리미터(Limiter)(732), 제4 리미터(Limiter)(742), ZVS&ZCS 제어기(750)를 포함할 수 있다. 7, the active rectifier 504 includes first to fourth MOSFETs 710 to 740, a first limiter 712, a second limiter 722, a third limiter 722, A fourth limiter 732, a fourth limiter 742, and a ZVS & ZCS controller 750.

제1 내지 제4 MOSFET(710~740)은 하단의 제1 MOSFET(710) 및 제2 MOSFET(720)과, 상단의 제3 MOSFET(730) 및 제4 MOSFET(740)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 MOSFET(710~740)은 예를 들면 각각 N-channel LDMOS(NLDMOS)일 수 있다. The first to fourth MOSFETs 710 to 740 may include a lower first MOSFET 710 and a second MOSFET 720 and upper third MOSFET 730 and a fourth MOSFET 740. The first to fourth MOSFETs 710 to 740 may be, for example, N-channel LDMOS (NLDMOS), respectively.

상단의 제3 MOSFET(730) 및 제4 MOSFET(740) 각각의 게이트는 ZVS&ZCS 제어기(750)에 연결될 수 있다. The gates of the upper third MOSFET 730 and the fourth MOSFET 740, respectively, may be coupled to the ZVS & ZCS controller 750.

ZVS&ZCS 제어기(750)는 제1 ZVS&ZCS 제어부(751-1), 제1 부트스트랩 다이오드(Bootstrap diode)(753-1), 제1 부트스트랩 캐패시턴스(755-1), 제1 다이오드(757-1), 제2 ZVS&ZCS 제어부(751-2), 제2 부트스트랩 다이오드(Bootstrap diode)(753-2), 제2 부트스트랩 캐패시턴스(755-2), 제2 다이오드(757-2)를 포함할 수 있다. The ZVS & ZCS controller 750 includes a first ZVS & ZCS controller 751-1, a first bootstrap diode 753-1, a first bootstrap capacitance 755-1, a first diode 757-1, A second ZVS & ZCS control unit 751-2, a second bootstrap diode 753-2, a second bootstrap capacitance 755-2, and a second diode 757-2 .

여기서 제1 ZVS&ZCS 제어부(751-1), 제1 부트스트랩 다이오드(Bootstrap diode)(753-1), 제1 부트스트랩 캐패시턴스(755-1), 제1 다이오드(757-1)는 제3 MOSFET(730)에 대한 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는데 이용될 수 있다. Here, the first ZVS & ZCS control unit 751-1, the first bootstrap diode 753-1, the first bootstrap capacitance 755-1, and the first diode 757-1 are connected to the third MOSFET (ZVC) and zero current switching (ZCS) for the first and second transistors 730 and 730, respectively.

제1 ZVS&ZCS 제어부(751-1)는 제3 MOSFET(730)에 대한 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어할 수 있다. 제1 ZVS&ZCS 제어부(751-1)는 제3 MOSFET(730)에 대한 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하기 게이트 구동 신호를 출력할 수 있다. 제1 부트스트랩 다이오드(Bootstrap diode)(753-1)는 제1 부트스트랩 캐패시턴스(755-1)를 이용하여 제3 MOSFET(730)을 구동시키기 위한 게이트 구동 신호의 전압을 입력 전압보다 높은 전압으로 점핑시켜 출력할 수 있다. 제1 다이오드(757-1)는 제3 MOSFET(730)을 구동시키기 위한 게이트 구동 신호가 제4 MOSFET(740)의 게이트로 입력되는 것을 방지할 수 있다.The first ZVS & ZCS control unit 751-1 may control the zero voltage switching (ZVC) and the zero current switching (ZCS) for the third MOSFET 730. [ The first ZVS & ZCS control unit 751-1 may output a gate driving signal for controlling the zero voltage switching (ZVC) and the zero current switching (ZCS) for the third MOSFET 730. [ The first bootstrap diode 753-1 uses the first bootstrap capacitance 755-1 to set the voltage of the gate driving signal for driving the third MOSFET 730 to a voltage higher than the input voltage Jumping and outputting. The first diode 757-1 can prevent a gate driving signal for driving the third MOSFET 730 from being input to the gate of the fourth MOSFET 740. [

한편, 제2 ZVS&ZCS 제어부(751-2), 제2 부트스트랩 다이오드(Bootstrap diode)(753-2), 제2 부트스트랩 캐패시턴스(755-2), 제2 다이오드(757-2)는 제4 MOSFET(740)에 대한 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는데 이용될 수 있다. The second ZVS & ZCS control unit 751-2, the second bootstrap diode 753-2, the second bootstrap capacitance 755-2, and the second diode 757-2 are connected to the fourth MOSFET (ZVC) and zero-current switching (ZCS) for the current source 740.

제2 ZVS&ZCS 제어부(751-2)는 제4 MOSFET(740)에 대한 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어할 수 있다. 제2 ZVS&ZCS 제어부(751-2)는 제4 MOSFET(740)에 대한 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하기 게이트 구동 신호를 출력할 수 있다. 제2 부트스트랩 다이오드(Bootstrap diode)(753-2)는 제2 부트스트랩 캐패시턴스(755-2)를 이용하여 제4 MOSFET(740)을 구동시키기 위한 게이트 구동 신호의 전압을 입력 전압보다 높은 전압으로 점핑시켜 출력할 수 있다. 제2 다이오드(757-2)는 제4 MOSFET(740)을 구동시키기 위한 게이트 구동 신호가 제3 MOSFET(730)의 게이트로 입력되는 것을 방지할 수 있다.The second ZVS & ZCS control unit 751-2 may control the zero voltage switching (ZVC) and the zero current switching (ZCS) for the fourth MOSFET 740. The second ZVS & ZCS control unit 751-2 may output a gate driving signal for controlling the zero voltage switching (ZVC) and the zero current switching (ZCS) for the fourth MOSFET 740. The second bootstrap diode 753-2 uses the second bootstrap capacitance 755-2 to set the voltage of the gate driving signal for driving the fourth MOSFET 740 to a voltage higher than the input voltage Jumping and outputting. The second diode 757-2 can prevent a gate driving signal for driving the fourth MOSFET 740 from being input to the gate of the third MOSFET 730. [

제3 리미터(Limiter)(732)는 제3 MOSFET(730)의 게이트에 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압 미만이 되도록 제한할 수 있고, 제4 리미터(Limiter)(742)는 제4 MOSFET(740)의 게이트로 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압이 되도록 제한할 수 있다.The third limiter 732 may limit the input voltage input to the gate of the third MOSFET 730 to be less than a predetermined voltage and the fourth limiter 742 may limit the input voltage to the fourth MOSFET 740 May be limited to a predetermined voltage.

하단의 제1 MOSFET(710)은 제1 리미터(Limiter)(712)와 연결될 수 있다. 제2 MOSFET(720)는 제2 리미터(Limiter)(722)와 연결될 수 있다. 제1 MOSFET(710) 및 제1 리미터(Limiter)(712)와 제2 MOSFET(720) 및 제2 리미터(Limiter)(722)는 Cross-couple 게이트 구조로 연결될 수 있다.The lower first MOSFET 710 may be coupled to a first limiter 712. The second MOSFET 720 may be coupled to a second limiter 722. The first MOSFET 710 and the first limiter 712 and the second MOSFET 720 and the second limiter 722 may be connected in a cross-couple gate structure.

제1 리미터(Limiter)(712)는 제1 MOSFET(710)의 게이트로 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압 예컨대 5V 미만이 되도록 제한할 수 있고, 제2 리미터(Limiter)(722)는 제2 MOSFET(720)의 게이트로 입력되는 입력 전압을 미리 정해진 전압 예컨대 5V 미만이 되도록 제한할 수 있다.The first limiter 712 may limit the input voltage input to the gate of the first MOSFET 710 to be less than a predetermined voltage such as 5V and the second limiter 722 may limit the input voltage to the gate of the second MOSFET 710. [ The input voltage input to the gate of the transistor 720 may be limited to a predetermined voltage, for example, less than 5V.

상기한 바와 같이 구성된 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기(704)의 동작 원리를 설명하면, 능동 정류기(704)는 전력 수신부(702)로부터의 입력 노드의 전압이 Vc1>Vc2인 경우 하기 표 1과 같이 동작할 수 있다.The operation principle of the active rectifier 704 using the ZVC / ZCS controller configured as described above will now be described. When the voltage of the input node from the power receiving unit 702 is Vc1 > Vc2, It can work together.

상태condition 동작action Vc1이 제1 내지 제4 의 MOSFET(710~740)의 임계(Threshold) 전압 (Vth)보다 낮을 경우When Vc1 is lower than the threshold voltage Vth of the first to fourth MOSFETs 710 to 740 제1 내지 제4 MOSFET(710~740)이 오프됨The first to fourth MOSFETs 710 to 740 are turned off Vc1이 제1 내지 제4 의 MOSFET 전압 (Vth)보다 높은 경우When Vc1 is higher than the first to fourth MOSFET voltages (Vth) 제2 MOSFET(720)이 온되고, Vc2 노드는 GND로 쇼트됨The second MOSFET 720 is turned on, and the Vc2 node is shorted to GND Vc1이 5V 정도 도달한 경우When Vc1 reaches about 5V 제1 리미터(712) 및 제2 리미터(714)에 의해 제1 MOSFET(710) 및 제2 MOSFET(720) 각각의 게이트 전압이 Vc1이 아닌 Vout-Vgs로 구동됨
(여기서 Vout는 5V이고, Vgs는 제1 MOSFET(710) 및 제2 MOSFET(720) 각각의 게이트와 소스 사이의 전압임) 예를 들면, Vc1이 5V 이상으로 증가하면 제1 MOSFET(710) 및 제2 MOSFET(720) 각각의 게이트 전압은 약 4V (Vout-Vgs)로 일정하게 유지될 수 있음The first limiter 712 and the second limiter 714 drive the gate voltage of each of the first MOSFET 710 and the second MOSFET 720 to Vout-Vgs instead of Vc1
(Where Vout is 5V and Vgs is the voltage between the gate and source of the first MOSFET 710 and the second MOSFET 720, respectively). For example, if Vc1 increases above 5V, the first MOSFET 710 and / The gate voltage of each of the second MOSFETs 720 can be held constant at about 4V (Vout-Vgs) Vc1이 Vrec 만큼 높아진 경우
When Vc1 is increased by Vrec
ZVS & ZCS 제어기(750)의 ZVS 제어에 의해서 제3 MOSFET(730)이 온됨. 제2 MOSFET(720)와 제3 MOSFET(730)이 온되기 때문에 전력 수신부(702)를 통해 수신되는 공진 전류가 Vrec로 흐름
The third MOSFET 730 is turned on by the ZVS control of the ZVS & ZCS controller 750. Since the second MOSFET 720 and the third MOSFET 730 are turned on, the resonance current received through the power receiving unit 702 flows to Vrec

한편, 능동 정류기(704)는 전력 수신부(702)로부터의 입력 노드의 전압이 Vc1<Vc2인 경우 상기 표 1에서 제2 MOSFET(720) 및 제3 MOSFET(730)와 제1 MOSFET(710) 및 제4 MOSFET(740)이 서로 상반되게 동작할 수 있다.If the voltage of the input node from the power receiving unit 702 is Vc1 < Vc2, the active rectifier 704 is connected to the second MOSFET 720, the third MOSFET 730, the first MOSFET 710, The fourth MOSFET 740 can operate in a manner incompatible with each other.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기한 능동 정류기(704)의 동작에서 제1 내지 제4 MOSFET(710~740)의 전류방향은 양방향으로(bidirectional) 흐를 수 있으므로, ZVS & ZCS 제어기(750)를 통해 보다 정확하게 제1 내지 제4 MOSFET(710~740)를 온/오프 제어할 수 있게 된다.According to the embodiment of the present invention, since the current directions of the first to fourth MOSFETs 710 to 740 in the operation of the active rectifier 704 can flow bidirectionally, the ZVS & ZCS controller 750 The first to fourth MOSFETs 710 to 740 can be controlled on / off more accurately.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 ZVC/ZCS 제어기를 이용한 능동 정류기(705)의 전압 파형을 나타낸 도면이다. 도 8은 능동 정류기(705)가 안정 상태(Steady-State)일 때 전압 파형을 나타내고 있다. 8 is a diagram illustrating a voltage waveform of an active rectifier 705 using a ZVC / ZCS controller according to an embodiment of the present invention. 8 shows a voltage waveform when the active rectifier 705 is in a steady-state.

도 8의 (a)를 참조하면, Vc1의 전압이 예를 들면 5V 이상 올라간다 하더라도 제2 리미터(722)에 의해 제한되어 제2 MOSFET(720)의 게이트에 걸리는 전압은 약 4V로 일정하게 유지되는 것이 확인될 수 있다. 8A, the voltage applied to the gate of the second MOSFET 720 is limited to about 4V by the second limiter 722 even if the voltage of Vc1 rises by, for example, 5V or more Can be confirmed.

또한 도 8의 (b)를 참조하면, Vc1의 전압이 높아지면, ZVS & ZCS 제어기(750)의 ZVS 제어에 따라 제3 MOSFET(730)의 게이트 전압이 5V로 구동되는 것이 확인될 수 있다. 이에 따라 전력 수신부(702)로부터의 에너지가 Vrec로 흐를 수 있다. 한편, Vc1이 Vrec보다 낮아지면, ZVS & ZCS 제어기(750)의 ZCS 제어에 따라 제3 MOSFET(730)가 오프될 수 있다.Referring to FIG. 8B, when the voltage Vc1 increases, it can be confirmed that the gate voltage of the third MOSFET 730 is driven to 5V according to the ZVS control of the ZVS & ZCS controller 750. Accordingly, the energy from the power receiving unit 702 can flow to Vrec. On the other hand, if Vc1 is lower than Vrec, the third MOSFET 730 may be turned off according to the ZCS control of the ZVS & ZCS controller 750.

본 발명의 실시 예에 따르면 ZVS & ZCS 제어기(750)는 제3 및 제4 MOSFET(730~740)각각의 온오프를 위해 ZVS 제어 및 ZCS 제어를 수행할 수 있으며, 비교기를 이용하여 제3 및 제4 MOSFET(730~740)각각의 온오프를 제어하는 것보다 ZVS & ZCS 제어기(750)를 이용하면 전력 손실을 줄일 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, the ZVS & ZCS controller 750 can perform ZVS control and ZCS control for on / off of each of the third and fourth MOSFETs 730 to 740, The power loss can be reduced by using the ZVS & ZCS controller 750 rather than controlling on / off of each of the fourth MOSFETs 730 to 740.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트 구동 전압 파형(Gate Driver Waveform)과 정류된 전류 파형(Rectified Current)을 나타낸 도면이다. 도 9의 (a)는 비교기를 이용하여 상단의 제3 및 제4 MOSFET(730~740) 의 온오프를 제어할 경우를 나타낸 도면이고, 도 9의 (b)는 ZVS & ZCS 제어기(750)를 이용하여 상단의 제3 및 제4 MOSFET(730~740)의 온오프를 제어할 경우를 나타낸 도면이다. 9 is a view showing a gate drive voltage waveform and a rectified current waveform according to an embodiment of the present invention. 9A is a view showing a case where on / off control of the third and fourth MOSFETs 730 to 740 at the top is controlled by using a comparator. FIG. 9B shows a ZVS & ZCS controller 750, Off state of the third and fourth MOSFETs 730 to 740 at the upper stage by using the first and second MOSFETs.

도 9의 (a)를 참조하면, 비교기를 이용하여 상단의 제3 및 제4 MOSFET(730~740) 의 온오프를 제어할 경우, 비교기와 제3 및 제4 MOSFET(730~740) 각각의 게이트 드라이버간의 딜레이(delay)때문에 역전류(Reverse Current)가 발행할 수 있다. 역전류는 정류기 효율을 낮출 수 있다. Referring to FIG. 9A, when the on / off control of the third and fourth MOSFETs 730 to 740 at the top is controlled using a comparator, the comparator and the third and fourth MOSFETs 730 to 740 A delay current between gate drivers can cause a reverse current. Reverse current can reduce rectifier efficiency.

이에 반해, 도 9의 (b)를 참조하면, ZVS & ZCS 제어기(750)를 이용하여 상단의 제3 및 제4 MOSFET(730~740)의 온오프를 제어할 경우, ZVS & ZCS 제어기(750)는 ZCS제어 또는 ZVS 제어를 수행하여 최적의 순간(ZCS point 또는 ZVS point)에 제3 및 제4 MOSFET(730~740)를 각각 온오프시켜 역전류를 최소화할 수 있다. Referring to FIG. 9B, when the on / off control of the third and fourth MOSFETs 730 to 740 at the upper part is controlled using the ZVS & ZCS controller 750, the ZVS & ZCS controller 750 May perform ZCS control or ZVS control to turn on and off the third and fourth MOSFETs 730 to 740 at the optimum moment (ZCS point or ZVS point) to minimize the reverse current.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 ZVS & ZCS 제어기(750)를 이용하여 상단의 제3 및 제4 MOSFET(730~740)의 오프를 제어할 경우 ZCS point 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 10 is a diagram for explaining a method of determining a ZCS point when controlling the off state of the third and fourth MOSFETs 730 to 740 at the upper part using the ZVS & ZCS controller 750 according to the embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 상단의 제3 및 제4 MOSFET(730~740)의 오프는 비교기에 의해 수행되는데, ZVS & ZCS 제어기(750)는 ZCS 제어를 통해 ZVS & ZCS 제어기(750)에 포함된 비교기의 오프셋(offset)을 조절해서 최적의 순간(ZCS Point)에 상단의 제3 및 제4 MOSFET(730~740)를 오프시켜 역전류를 최소화시킬 수 있다.10, off of the upper third and fourth MOSFETs 730-740 is performed by a comparator, which is controlled by the ZVS & ZCS controller 750 via ZCS control, It is possible to minimize the reverse current by turning off the third and fourth MOSFETs 730 to 740 at the optimum moment (ZCS Point) by adjusting the offset of the comparator.

예를 들면, 도 10의 (a)와 같이 비교기에 오프셋이 존재하지 않는다면 비교기와 제3 및 제4 MOSFET(730~740)각각의 게이트 드라이버(Gate-Driver)의 딜레이(Delay)에 의해서 제3 및 제4 MOSFET(730~740)가 늦게 오프될 수 있다.For example, if there is no offset in the comparator as shown in FIG. 10A, the delay of the gate driver of each of the comparator and the third and fourth MOSFETs 730 to 740 causes the third And the fourth MOSFETs 730 to 740 may be turned off later.

따라서 본 발명의 실시 예에 따르면 제3 및 제4 MOSFET(730~740)가 빨리 오프되도록 순차적으로 비교기에 오프셋을 추가할 수 있다. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the offset can be sequentially added to the comparator so that the third and fourth MOSFETs 730 to 740 are quickly turned off.

비교기에 오프셋이 추가될수록 도 10의 (b), (c), (d)와 같이 제3 및 제4 MOSFET(730~740)가 점점 빨리 오프될 수 있다. 그러나 도 10의 (d)와 같이 제3 및 제4 MOSFET(730~740)이 ZCS point 전에 오프된다면, 공진 전류(Resonant Current)는 흐를 곳이 없기 때문에 순간적으로 입력 전압이 높아질 수 있다.As the offset is added to the comparator, the third and fourth MOSFETs 730 to 740 can be turned off faster as shown in FIGS. 10 (b), (c), and (d). However, if the third and fourth MOSFETs 730 to 740 are turned off before the ZCS point as shown in FIG. 10D, the input voltage can instantaneously increase because the resonant current does not flow.

이로 인해 한 주기에 비교기에 의해 제3 및 제4 MOSFET(730~740)가 2번 온오프될 수 있다. 이러한 공진 전류 특성을 이용해서 제3 및 제4 MOSFET(730~740)가 2번째 온오프 되기 전으로 오프셋을 결정한다면 ZCS point를 결정할 수 있게 된다. Accordingly, the third and fourth MOSFETs 730 to 740 can be turned on and off twice by a comparator in one period. If the offset is determined before the third and fourth MOSFETs 730 to 740 are turned on for the second time using the resonance current characteristic, the ZCS point can be determined.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 ZVS & ZCS 제어부(751-1) 및 제2 ZVS & ZCS 제어부(751-2)는 각각 ZVS 제어 회로와 ZCS 제어 회로를 포함하고, ZVS 제어 회로를 통해 ZVS 제어를 수행하고, ZCS 제어 회로를 통해 ZCS 제어를 수행할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the first ZVS & ZCS control unit 751-1 and the second ZVS & ZCS control unit 751-2 include a ZVS control circuit and a ZCS control circuit, respectively, Control can be performed, and ZCS control can be performed through the ZCS control circuit.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 ZCS 제어 회로를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에서는 제4 MOSFET(740)의 오프를 제어하기 위한 제2 ZVS & ZCS 제어부(751-2)에 포함된 ZCS 제어 회로를 도시하고 있다. 11 is a diagram for explaining a ZCS control circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 shows a ZCS control circuit included in the second ZVS & ZCS control unit 751-2 for controlling the off state of the fourth MOSFET 740. FIG.

도 11을 참조하면, ZCS 제어 회로(1100)는 비교기(1110), Slow Turn off Detector 블록(1120), CMP(Comparator) Rising Detector Block(1130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, the ZCS control circuit 1100 may include a comparator 1110, a slow turn off detector block 1120, and a comparator rising detector block 1130.

비교기(1110)는 제4 MOSFET(740)의 오프시키기 위한 구동 신호를 출력할 수 있다. Slow Turn off Detector 블록(1120)은 제4 MOSFET(740)의 오프가 늦어지는 것을 감지할 수 있다. CMP(Comparator) Rising Detector Block(1130)는 비교기(1110)가 한 주기에 2번 온오프되는지 판단할 수 있다. The comparator 1110 may output a driving signal for turning off the fourth MOSFET 740. [ The slow turn off detector block 1120 can detect that the fourth MOSFET 740 is off. The CMP (Comparator) Rising Detector Block 1130 may determine whether the comparator 1110 is turned on and off twice in one cycle.

Slow Turn off Detector 블록(1120) 및 CMP(Comparator) Rising Detector Block(1130)으로부터 제4 MOSFET(740)의 오프가 늦어지는 정보와 비교기(1110)가 한 주기에 2번 온오프되는지 정보를 이용해서 비교기(1110)의 오프셋이 조절될 수 있다. 비교기(1110)의 오프셋은 차지 펌프(Charge Pump)에 의해 조절될 수 있다.The information indicating that the fourth MOSFET 740 is off from the Slow Turnoff Detector block 1120 and the CMP Comparator Rising Detector Block 1130 and information on whether the comparator 1110 is turned on and off twice The offset of the comparator 1110 can be adjusted. The offset of the comparator 1110 can be adjusted by a charge pump.

예를 들어, 제4 MOSFET(740)의 오프가 늦어지면 차지 펌프를 이용하여 오프셋 캐패시터에 전압을 인가할 수 있다. 오프셋 캐패시터에 전압이 인가되면 비교기(1110)는 점점 빠르게 제4 MOSFET(740)를 오프시킬 수 있다. 그런데 만약, ZCS point 전에 제4 MOSFET(740)이 오프된다면, 비교기(1110)에 의해 다시 제4 MOSFET(740)가 온오프되어 한 주기에 제4 MOSFET(740)이 2번 온되기 때문에 CMP(Comparator) Rising Detector Block(1130)에 의해 이러한 것이 감지되어 오프셋 캐패시터에 전압을 줄여 비교기(1110)가 ZCS point 에서 동작하도록 할 수 있다.For example, if the off state of the fourth MOSFET 740 is delayed, a voltage can be applied to the offset capacitor using a charge pump. When a voltage is applied to the offset capacitor, the comparator 1110 can gradually turn off the fourth MOSFET 740. However, if the fourth MOSFET 740 is turned off before the ZCS point, the fourth MOSFET 740 is turned on and off again by the comparator 1110, and the fourth MOSFET 740 is turned on twice in one cycle. Comparator Rising Detector Block 1130 senses this and reduces the voltage on the offset capacitor to cause the comparator 1110 to operate at the ZCS point.

상기 설명에서는 제4 MOSFET(740)의 오프를 제어하기 위한 제2 ZVS & ZCS 제어부(751-2)에 포함된 ZCS 제어 회로에 대해 설명하였지만, 제3 MOSFET(730)의 오프를 제어하기 위한 제1 ZVS & ZCS 제어부(751-1)에 포함된 ZCS 제어 회로도 같은 원리로 동작할 수 있음은 자명하다. In the above description, the ZCS control circuit included in the second ZVS & ZCS control unit 751-2 for controlling the off state of the fourth MOSFET 740 has been described. However, It is obvious that the ZCS control circuit included in the 1 ZVS & ZCS control unit 751-1 can operate on the same principle.

한편, ZVS 제어 회로에 대해 설명하면, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 ZVS 제어 회로를 설명하기 위한 도면이다. 도 12에서는 제4 MOSFET(740)의 온을 제어하기 위한 제2 ZVS & ZCS 제어부(751-2)에 포함된 ZVS 제어 회로를 도시하고 있다. On the other hand, the ZVS control circuit will be described. FIG. 12 is a diagram for explaining the ZVS control circuit according to the embodiment of the present invention. 12 shows a ZVS control circuit included in the second ZVS & ZCS control unit 751-2 for controlling the on-state of the fourth MOSFET 740. In FIG.

도 12를 참조하면, ZVS 제어 회로(1200)는 제2 부트스트랩 다이오드(753-2)와 제4 리미터(742) 사이에 연결되며 부트스트랩 전압과 제4 리미터(742) 전압의 차이를 이용하여 제4 MOSFET(740)의 온을 위한 신호를 출력할 수 있다. 12, the ZVS control circuit 1200 is connected between the second bootstrap diode 753-2 and the fourth limiter 742 and uses the difference between the bootstrap voltage and the fourth limiter voltage 742 A signal for turning on the fourth MOSFET 740 can be outputted.

예를 들면, 공진 전류가 입력될 때, 입력전압과 같이 부트스트랩 전압도 함께 상승할 수 있는데 이 때 순간적으로 제4 리미터(742) 전압과 부트스트랩 전압 차이가 발생할 수 있다. 이에 따라 상기 도 12와 같은 ZVS 제어 회로(1200)를 통해 비교기(1110)보다 좀 더 빠르게 제4 MOSFET(740)를 온시킬 수 있어서, ZVS point에서 제4 MOSFET(740)를 온시킬 수 있는 확률을 높일 수 있다. For example, when the resonant current is input, the bootstrap voltage, such as the input voltage, may also rise together, where the voltage of the fourth limiter 742 and the bootstrap voltage may occur instantaneously. Accordingly, the fourth MOSFET 740 can be turned on faster than the comparator 1110 through the ZVS control circuit 1200 as shown in FIG. 12, so that the probability of turning on the fourth MOSFET 740 at the ZVS point .

상기 설명에서는 제4 MOSFET(740)의 오프를 제어하기 위한 제2 ZVS & ZCS 제어부(751-2)에 포함된 ZVS 제어 회로에 대해 설명하였지만, 제3 MOSFET(730)의 오프를 제어하기 위한 제1 ZVS & ZCS 제어부(751-1)에 포함된 ZVS 제어 회로도 같은 원리로 동작할 수 있음은 자명하다. Although the ZVS control circuit included in the second ZVS & ZCS control unit 751-2 for controlling the off state of the fourth MOSFET 740 has been described above, It is obvious that the ZVS control circuit included in the 1 ZVS & ZCS control unit 751-1 can operate on the same principle.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시 예들에 따르면, 능동 정류기는 ZVS 및 ZCS 제어를 통해 스위치 온오프를 제어함으로써 높은 6.78MHz 주파수에서도 안정적인 스위칭이 가능하도록 하므로 정류 효율을 향상시키고, 스위칭 로스를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면 높은 입력 전압과 고주파 동작 주파수를 갖는 능동 정류기를 제공할 수 있으므로 기존 구조 대비 간단한 구조로 원칩(One-Chip) 전력변환 IC 개발이 가능할 수 있어서 무선 전력 수신기 구현 시 원가 절감 및 부피 감소 효과를 얻을 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, since the active rectifier controls switching on and off through ZVS and ZCS control, stable switching can be performed even at a high frequency of 6.78 MHz, thereby improving rectification efficiency and reducing switching loss It is effective. According to various embodiments of the present invention, since an active rectifier having a high input voltage and a high frequency operating frequency can be provided, it is possible to develop a one-chip power conversion IC with a simple structure compared to the conventional structure, Cost reduction and volume reduction effect can be obtained.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It goes without saying that the example can be variously changed. Accordingly, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (14)

능동 정류기에 있어서,
전력 수신기로부터 입력 전압에 따라 스위칭 동작을 수행하며 크로스 커플드(Cross Coupled) 구조로 연결된 제1 내지 제4 MOSFET과,
상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각이 제로 전압 스위칭(ZVC) 또는 제로 전류 스위칭(ZCS)을 수행하도록 제어하는 ZVS&ZCS 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 정류기.
In an active rectifier,
First to fourth MOSFETs connected in a cross coupled structure to perform a switching operation according to an input voltage from a power receiver,
And a ZVS & ZCS controller that controls each of the third MOSFET and the fourth MOSFET to perform zero voltage switching (ZVC) or zero current switching (ZCS).
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 MOSFET은 N-channel LDMOS인 것을 특징으로 하는 능동 정류기.
The method according to claim 1,
Wherein the first to fourth MOSFETs are N-channel LDMOS transistors.
제1항에 있어서,
상기 제1 MOSFET 및 상기 제2 MOSFET 각각의 게이트 전압을 제한하는 제1 및 제2 리미터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 정류기.
The method according to claim 1,
Further comprising first and second limiters for limiting gate voltages of the first MOSFET and the second MOSFET, respectively.
제1항에 있어서,
상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각의 게이트 전압을 제한하는 제3 및 제4 리미터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 정류기.
The method according to claim 1,
Further comprising third and fourth limiters for limiting gate voltages of the third MOSFET and the fourth MOSFET, respectively.
제4항에 있어서, 상기 ZVS&ZCS 제어기는
상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각에 대해 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는 제1 및 제2 ZVS&ZCS 제어부와,
부트스트랩 캐패시턴스를 이용하여 상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각을 구동시키기 위한 게이트 구동 신호의 전압을 입력 전압보다 높은 전압으로 점핑시켜 출력하는 제1 및 제2 부트스트랩 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 정류기.
5. The apparatus of claim 4, wherein the ZVS & ZCS controller
First and second ZVS & ZCS controllers for controlling a zero voltage switching (ZVC) and a zero current switching (ZCS) for each of the third MOSFET and the fourth MOSFET,
And first and second bootstrap diodes for jumping the voltage of the gate driving signal for driving the third MOSFET and the fourth MOSFET to a voltage higher than the input voltage by using the bootstrap capacitance, Active rectifier.
제5항에 있어서,
상기 제1 ZVS&ZCS 제어부는 상기 제로 전압 스위칭(ZVC)을 수행하는 ZVC 회로와, 상기 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는 ZCS 회로를 포함하고,
상기 ZVC 회로는 제1 부트스트랩 다이오드와 제3 리미터 사이에 연결되며 부트스트랩 전압과 리미터 전압의 차이를 이용하여 제3 MOSFET의 온을 위한 신호를 출력하고,
상기 ZCS회로는 제3 MOSFET의 오프시키기 위한 구동 신호를 출력하는 비교기와,
상기 제3 MOSFET의 오프가 늦어지는 것을 감지하는 Slow Turn off Detector 블록과,
상기 제3 MOSFET이 한 주기에 2번 온오프되는지 판단하는 CMP(Comparator) Rising Detector 블록과,
상기 Slow Turn off Detector 블록 및 상기 CMP(Comparator) Rising Detector 블록으로부터 정보를 이용해서 상기 비교기의 오프셋을 조절하는 차지 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 정류기.
6. The method of claim 5,
The first ZVS & ZCS control unit includes a ZVC circuit for performing the zero voltage switching (ZVC), and a ZCS circuit for controlling the zero current switching (ZCS)
The ZVC circuit is connected between the first bootstrap diode and the third limiter and outputs a signal for turning on the third MOSFET using the difference between the bootstrap voltage and the limiter voltage,
The ZCS circuit includes a comparator for outputting a driving signal for turning off the third MOSFET,
A slow turn off detector block for detecting that the third MOSFET is turned off,
A CMP (Comparator) Rising Detector block for determining whether the third MOSFET is turned on / off twice in one cycle,
And a charge pump for adjusting an offset of the comparator using information from the Slow Turnoff Detector block and the CMP (Comparator) Rising Detector block.
제5항에 있어서,
상기 제2 ZVS&ZCS 제어부는 상기 제로 전압 스위칭(ZVC)을 수행하는 ZVC 회로와, 상기 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는 ZCS 회로를 포함하고,
상기 ZVC 회로는 제2 부트스트랩 다이오드와 제4 리미터 사이에 연결되며 부트스트랩 전압과 리미터 전압의 차이를 이용하여 제4 MOSFET의 온을 위한 신호를 출력하고,
상기 ZCS회로는 제4 MOSFET의 오프시키기 위한 구동 신호를 출력하는 비교기와,
상기 제4 MOSFET의 오프가 늦어지는 것을 감지하는 Slow Turn off Detector 블록과,
상기 제4 MOSFET이 한 주기에 2번 온오프되는지 판단하는 CMP(Comparator) Rising Detector 블록과,
상기 Slow Turn off Detector 블록 및 상기 CMP(Comparator) Rising Detector 블록으로부터 정보를 이용해서 상기 비교기의 오프셋을 조절하는 차지 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 정류기.
6. The method of claim 5,
The second ZVS & ZCS control unit includes a ZVC circuit for performing the zero voltage switching (ZVC), and a ZCS circuit for controlling the zero current switching (ZCS)
The ZVC circuit is connected between the second bootstrap diode and the fourth limiter and outputs a signal for turning on the fourth MOSFET using the difference between the bootstrap voltage and the limiter voltage,
The ZCS circuit includes a comparator for outputting a driving signal for turning off the fourth MOSFET,
A slow turn off detector block for detecting that the fourth MOSFET is turned off,
A CMP (Comparator) Rising Detector block for determining whether the fourth MOSFET is turned on / off twice in one cycle,
And a charge pump for adjusting an offset of the comparator using information from the Slow Turnoff Detector block and the CMP (Comparator) Rising Detector block.
무선 전력 수신기에 있어서,
무선 전력을 수신하는 전력 수신부와,
상기 수신된 전력에 의한 입력 전압에 따라 스위칭 동작을 수행하며 크로스 커플드(Cross Coupled) 구조로 연결된 제1 내지 제4 MOSFET과, 상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각이 제로 전압 스위칭(ZVC) 또는 제로 전류 스위칭(ZCS)을 수행하도록 제어하는 ZVS&ZCS 제어기를 포함하고 상기 수신된 전력을 정류하는 능동 정류기와,
상기 정류된 전력을 DC- DC 변환하는 DC 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
In a wireless power receiver,
A power receiver for receiving wireless power;
First through fourth MOSFETs connected in a cross coupled structure to perform a switching operation in accordance with an input voltage based on the received power, and a second MOSFET connected to the third MOSFET and the fourth MOSFET through a zero voltage switching (ZVC) And a ZVS & ZCS controller for controlling the ZCS to perform zero current switching (ZCS), and for rectifying the received power,
And a DC-to-DC converter for DC-DC-converting the rectified power.
제8항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 MOSFET은 N-channel LDMOS인 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
9. The method of claim 8,
Wherein the first to fourth MOSFETs are N-channel LDMOS.
제8항에 있어서,
상기 제1 MOSFET 및 상기 제2 MOSFET 각각의 게이트 전압을 제한하는 제1 및 제2 리미터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
9. The method of claim 8,
Further comprising first and second limiters for limiting gate voltages of the first MOSFET and the second MOSFET, respectively.
제8항에 있어서,
상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각의 게이트 전압을 제한하는 제3 및 제4 리미터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
9. The method of claim 8,
And third and fourth limiters for limiting the gate voltages of the third MOSFET and the fourth MOSFET, respectively.
제11항에 있어서, 상기 ZVS&ZCS 제어기는
상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각에 대해 제로 전압 스위칭(ZVC) 및 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는 제1 및 제2 ZVS&ZCS 제어부와,
부트스트랩 캐패시턴스를 이용하여 상기 제3 MOSFET 및 상기 제4 MOSFET 각각을 구동시키기 위한 게이트 구동 신호의 전압을 입력 전압보다 높은 전압으로 점핑시켜 출력하는 제1 및 제2 부트스트랩 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
12. The apparatus of claim 11, wherein the ZVS & ZCS controller
First and second ZVS & ZCS controllers for controlling a zero voltage switching (ZVC) and a zero current switching (ZCS) for each of the third MOSFET and the fourth MOSFET,
And first and second bootstrap diodes for jumping the voltage of the gate driving signal for driving the third MOSFET and the fourth MOSFET to a voltage higher than the input voltage by using the bootstrap capacitance, Wireless power receiver.
제12항에 있어서,
상기 제1 ZVS&ZCS 제어부는 상기 제로 전압 스위칭(ZVC)을 수행하는 ZVC 회로와, 상기 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는 ZCS 회로를 포함하고,
상기 ZVC 회로는 제1 부트스트랩 다이오드와 제3 리미터 사이에 연결되며 부트스트랩 전압과 리미터 전압의 차이를 이용하여 제3 MOSFET의 온을 위한 신호를 출력하고,
상기 ZCS회로는 제3 MOSFET의 오프시키기 위한 구동 신호를 출력하는 비교기와,
상기 제3 MOSFET의 오프가 늦어지는 것을 감지하는 Slow Turn off Detector 블록과,
상기 제3 MOSFET이 한 주기에 2번 온오프되는지 판단하는 CMP(Comparator) Rising Detector 블록과,
상기 Slow Turn off Detector 블록 및 상기 CMP(Comparator) Rising Detector 블록으로부터 정보를 이용해서 상기 비교기의 오프셋을 조절하는 차지 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
13. The method of claim 12,
The first ZVS & ZCS control unit includes a ZVC circuit for performing the zero voltage switching (ZVC), and a ZCS circuit for controlling the zero current switching (ZCS)
The ZVC circuit is connected between the first bootstrap diode and the third limiter and outputs a signal for turning on the third MOSFET using the difference between the bootstrap voltage and the limiter voltage,
The ZCS circuit includes a comparator for outputting a driving signal for turning off the third MOSFET,
A slow turn off detector block for detecting that the third MOSFET is turned off,
A CMP (Comparator) Rising Detector block for determining whether the third MOSFET is turned on / off twice in one cycle,
And a charge pump for adjusting the offset of the comparator using information from the Slow Turnoff Detector block and the CMP (Comparator) Rising Detector block.
제12항에 있어서,
상기 제2 ZVS&ZCS 제어부는 상기 제로 전압 스위칭(ZVC)을 수행하는 ZVC 회로와, 상기 제로 전류 스위칭(ZCS)을 제어하는 ZCS 회로를 포함하고,
상기 ZVC 회로는 제2 부트스트랩 다이오드와 제4 리미터 사이에 연결되며 부트스트랩 전압과 리미터 전압의 차이를 이용하여 제4 MOSFET의 온을 위한 신호를 출력하고,
상기 ZCS회로는 제4 MOSFET의 오프시키기 위한 구동 신호를 출력하는 비교기와,
상기 제4 MOSFET의 오프가 늦어지는 것을 감지하는 Slow Turn off Detector 블록과,
상기 제4 MOSFET이 한 주기에 2번 온오프되는지 판단하는 CMP(Comparator) Rising Detector 블록과,
상기 Slow Turn off Detector 블록 및 상기 CMP(Comparator) Rising Detector 블록으로부터 정보를 이용해서 상기 비교기의 오프셋을 조절하는 차지 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신기.
13. The method of claim 12,
The second ZVS & ZCS control unit includes a ZVC circuit for performing the zero voltage switching (ZVC), and a ZCS circuit for controlling the zero current switching (ZCS)
The ZVC circuit is connected between the second bootstrap diode and the fourth limiter and outputs a signal for turning on the fourth MOSFET using the difference between the bootstrap voltage and the limiter voltage,
The ZCS circuit includes a comparator for outputting a driving signal for turning off the fourth MOSFET,
A slow turn off detector block for detecting that the fourth MOSFET is turned off,
A CMP (Comparator) Rising Detector block for determining whether the fourth MOSFET is turned on / off twice in one cycle,
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