KR20200022203A - 풀브릿지 부스트 pfc를 활용한 컨버팅 시스템의 제어방법 - Google Patents

풀브릿지 부스트 pfc를 활용한 컨버팅 시스템의 제어방법 Download PDF

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주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지
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Abstract

실시예는 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC과 그것이 적용된 컨버터 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 이에 따른 구성으로써, 공급전원의 교류전원의 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비한 능동형 PFC를 구비한다. 그래서, 별도의 PFC 제어부에 의해 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작 자체를 그 정류전원에 대응하여 풀브릿지 부스트에 따라 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이러한 능동형 PFC를 통해, 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어져서 낮은 THD의 높은 역률로 정류를 한다. 그러므로, 사용자가 필요로 하는 전원에 따라 전원별로 역률을 개선한다.

Description

풀브릿지 부스트 PFC를 활용한 컨버팅 시스템 {System for converting using full-bridge boost convertor}
본 명세서에 개시된 내용은 입력 전원의 역률을 개선하여 전원을 변환하는 능동형 PFC와 그것이 적용된 컨버터 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로, 능동형 PFC는 전원 용량에 영향을 끼치는 역률을 개선하는 PFC의 일종으로써, 전원을 공급받을 때 선형 부하의 역률을 나타내도록 하는 것이다. 이러한 능동형 PFC는 충방전을 반복하면서 위상차로 인한 부분을 빼주고 매꿔주고를 반복해 선형부하처럼 보이게 하는 원리이다.
이러한 종래의 능동형 PFC가 적용된 컨버터 시스템은 도 1과 같이 공급전원의 예를 들어, 상용교류전원 등의 교류전원을 정류하는 정류부(101)를 포함한다. 그리고, 이에 더하여 그 정류전원의 역률을 개선하는 PFC(102), 극성별로 동일하게 그 PFC의 출력전압을 정류 공급하는 아이솔레이티드 풀-브릿지(103)를 포함한다. 이러한 경우, 상기 PFC(102)는 능동형 PFC이다.
그리고, 추가적으로 그 공급에 의한 전압을 강하하고 일정하게 하는 스텝 다운 레귤레이터(104)와 그 스텝 다운 레귤레이터(104)에 의한 전압을 극성별로 컨버팅하여 전기 기기 등으로 에너지를 공급하는 양극성 제어기(105)를 포함한다.
그런데, 이러한 컨버팅 시스템에 따른 종래의 능동형 PFC는 예를 들어, 입력전압에 대한 입력전류의 추종에 따라 공급전원의 정류전원에 대해 단순한 스위칭만을 하여 역률을 개선하는 것이다.
이러한 배경의 기술에 대한 선행문헌은 아래의 특허문헌이다.
(특허문헌 1) KR1020160010980 A
그러나, 한편 이러한 능동형 PFC를 적용해서 전원을 공급시에, 사용자의 필요에 따라 고속의 정류를 하고 또는 다수의 상이한 역률 개선에 의해 다수의 전원을 공급할 수 있도록 상황이 발생한다.
그래서, 이러한 종래의 능동형 PFC에 따른 컨버팅 시스템에 의한 역률의 개선 동작을 개선하여, 사용자가 원하는 다수의 상이한 전원별로 역률의 개선에 따른 컨버팅을 통해 사용자의 그러한 필요를 만족시킬 기술의 개발이 이루어져야 한다.
개시된 내용은, 이를 위해 낮은 THD의 높은 역률로 정류를 할 수 있도록 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC와 그것이 적용된 컨버터 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC가 적용된 컨버터 시스템은,
공급전원의 교류전원의 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비한 능동형 PFC를 구비한다. 그래서, 별도의 PFC 제어부에 의해 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작 자체를 그 정류전원에 대응하여 풀브릿지 부스트에 따라 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 이러한 컨버터 시스템에 적용되는 다른 실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC가 적용된 컨버터 제어 방법은,
전술한 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작을 그 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 그 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 컨버터 시스템과 컨버터 제어 방법에 적용되는 다른 실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC는,
공급전원의 교류전원의 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비한다. 그리고, 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작이 그 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 그 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 의하면, 액티브 PFC를 활용하여 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어져서, 낮은 THD의 높은 역률로 정류를 한다.
그래서, 원활히 고속으로 정류를 한다.
또한, 이를 통해 예를 들어, 전기 기기 등에 대한 전원 공급시에, 능동적으로 전원을 가감하여 높이고 또는 낮춤으로써, 사용자가 원하는 전원에 따른 에너지를 전원별로 역률을 개선해서 공급한다.
따라서, 또한 전기 기기 등의 구동시에 그러한 역률의 제어를 통해 이에 따른 높은 효율과 고용량화를 이룬다.
도 1은 종래 PFC가 적용된 컨버터 시스템을 대략적으로 도시한 도면
도 2는 일실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC가 적용된 컨버터 시스템을 전체적이면서 개략적으로 도시한 도면
도 3은 도 2의 컨버터 시스템에 적용된 일실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC의 구성을 도시한 블록도
도 4a는 도 3의 능동형 PFC가 적용된 일실시예에 따른 PFC를 위한 부스트 동작을 설명하기 위한 도면
도 4b는 도 4a의 PFC를 위한 부스트 동작과 레귤레이팅을 설명하기 위한 도면
도 5는 도 2의 컨버터 시스템과 도 3의 능동형 PFC에 적용된 일실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC가 적용된 컨버터 제어 방법을 순서대로 도시한 플로우 챠트
도 2는 일실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC가 적용된 컨버터 시스템을 전체적이면서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예의 시스템은 공급전원의 교류전원을 정류하는 정류부(101), 그 정류전원을 낮은 THD로 정류하는 아이솔레이티드 풀-브릿지 부스트 PFC(201)를 포함한다.
그리고, 추가적으로 일실시예의 시스템은 상기 아이솔레이티드 풀-브릿지 부스트 PFC(201)의 출력 전압을 강하하고 일정하게 하는 스텝 다운 레귤레이터(104)를 포함한다. 또한, 이에 더하여 일실시예의 컨버터 시스템은 상기 스텝 다운 레귤레이터(104)에 의한 전원을 극성별로 컨버팅해서 에너지를 제공하는 양극성 제어기(105)를 포함한다.
상기 정류부(101)는 공급전원에 따른 교류전원을 정류하여 정류전원을 발생해서 상기 아이솔레이티드 풀-브릿지 부스트 PFC(201)로 전달하는 것이다. 이러한 정류부(101)는 예를 들어, 주로 브릿지 다이오드를 적용한다.
상기 아이솔레이티드 풀-브릿지 부스트 PFC(201)는 상기 정류부(101)에 의한 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환의 스위칭 동작을 풀브릿지 부스트에 따라 제어해서 역률을 개선하는 것이다. 보다 상세하게, 그 아이솔레이티드 풀-브릿지 부스트 PFC(201)는 그 풀브릿지 직류-직류 변환의 스위칭 동작을 그 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 그 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차 제어한다. 따라서, 이러한 일실시예에 따른 능동형 PFC를 이루어서, 낮은 THD의 높은 역률로 정류를 한다. 또한, 일실시예에 따라 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어져 역률을 개선하며, 이를 통해 더 나아가서 스텝 다운 레귤레이팅과 양극성 제어시에, 이후 출력전압 레귤레이팅 동작 및 극성변환 동작으로 이어질 수 있다. 부가적으로, 이러한 풀브릿지 부스트 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 후술한다.
도 3은 도 2의 컨버터 시스템에 적용된 일실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예의 능동형 PFC는 일실시예의 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치(201-1)의 스위칭 동작 자체를 PFC 제어부(201-2)에 의해 풀브릿지 부스트로써 제어하는 부스트 풀-브릿지부(201-1, 201-3)를 포함한다.
그리고, 추가적으로 일실시예에 따른 능동형 PFC는 상기 부스트 풀-브릿지부(201-1, 201-3)가 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치(201-1)에 의한 그 제어에 따른 출력전압을 변압(승압 또는 강압)하는 승압부(201-3)를 포함한다. 이러한 경우, 상기 승압부(201-3)는 그 출력전압을 트랜스포머에 의해 승압하고, 그 풀브릿지에 대응하여 다이오드 D20, D21, D22, D23으로써 정류해서 C3의 커패시터에 저장 축적한다.
이에 더하여, 그 능동형 PFC는 이러한 정류전원 입력시에, 예를 들어, 공급교류전원인 V3를 L5, L6의 인덕터와 C8, C9의 커패시터에 의해 평활화해서, D16과 D19가 대칭되고 D17과 D18이 대칭된 브릿지 다이오드의 정류부(101)에 의해 된다.
상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치(201-1)는 일실시예에 따라 공급전원의 교류전원의 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 것이다. 그래서, 이에 따라 여기에서와 같이, 이러한 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치(201-1)는 그 스위치 자체를 풀브릿지 포맷으로 구성하며, M1의 스위치와 M4의 스위치를 대칭하고, M2의 스위치와 M3의 스위치를 대칭시켜 이루어진다. 또한, 이러한 경우 그에 앞서 추가적으로 그 포맷의 능동형 PFC를 활용해서, 낮은 THD의 높은 역률로 정류한다.
그래서, PFC 제어부(201-2)로 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치(201-1)의 스위칭 동작을 그 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 그 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차 제어한다. 이에 의해 낮은 THD의 높은 역률로 정류가 가능하다.
이러한 경우, 일실시예는 그 스위칭 동작이 PFC 제어부(201-2)의 일반적인 풀브릿지시의 스텝 1, 2, 3, 4에 대응하는 그 풀브릿지시의 신호 크기에 대응한 PWM 제어에 의해 이루어진다. 이러한 PWM 제어는 가변적이거나 또는 미리 설정된 펄스폭에 따른 제어일 수 있다.
또한, 그 스위칭 동작이 PFC 제어부(201-2)의 통상 풀브릿지시의 스텝 1, 2, 3, 4에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하여 미리 설정된 출력상태에 따른 예를 들어, 플립플롭 등의 출력상태에 대한 비반전/반전에 의해 이루어진다.
이러한 경우, 예를 들어, 풀브릿지시의 포지티브에 대응하여 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치(201-1)에 대한 비반전 출력상태가 이루어진다.
반면, 풀브릿지시의 네거티브에 대응하여 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치(201-1)에 대한 반전 출력상태가 이루어진다.
여기서는 그 비반전/반전이 Q/NQ로써 나타낸다.
그래서, 이러한 일실시예에 따른 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작 자체를 적절히 제어함으로써, 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어진다.
더 나아가서 이를 통해 스텝 다운 레귤레이팅과 양극성 제어시에, 이후, 직류-직류 변환기 스위치를 적절히 제어하여 출력전압의 (스텝 다운) 레귤레이팅 및 극성변환 동작을 한다.
도 4a는 도 3의 능동형 PFC가 적용된 일실시예에 따른 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 일실시예의 동작은 정류전원 입력시에 제 1 순위로 풀브릿지시의 스텝 1에 대응하는 그 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하는 펄스 폭만큼 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 전체 온한다.
이러한 경우, 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치는 M1, M2, M3, M4이다.
그리고, 이러한 정류전원 입력시에, 예를 들어, 공급교류전원인 V3를 L5, L6의 인덕터와 C8, C9의 커패시터에 의해 평활화해서, D16과 D19가 대칭되고 D17과 D18이 대칭된 브릿지 다이오드에 의해 이루어진다.
또한, 이러한 경우 M1, M2, M3, M4의 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치는 풀브릿지 포맷으로써 이루어져서, M1의 스위치와 M4의 스위치를 대칭하고, M2의 스위치와 M3의 스위치를 대칭해서 구성된다.
다음, 제 2 순위로 풀브릿지의 스텝 2에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 1 극성에 대응하여 예를 들어, 미리 설정되는 비반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 M1, M4의 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 온한다.
이러한 경우, 그 제 1 극성은 예를 들어, 포지티브이다. 그리고, 그 펄스 폭은 PFC로 입력되는 정류전원에 대응하여 풀브릿지시의 제 1 극성에 대응하여 변조할 값에 따라 정한다.
반면, M2, M3의 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 오프한다.
그러면, 이러한 제 1 극성에 따른 풀-브릿지 직류-직류 변환기의 출력전압을 트랜스포머에 의해 변압(승압 또는 강압)하고, 그 풀브릿지에 대응하여 다이오드 D20, D23으로써 정류해서 C3의 커패시터에 저장 축적되어서, 역률을 개선한다.
그래서, 풀브릿지시의 제 1 극성에 따른 PFC에 의한 부스트 동작이 이루어진다.
다음, 제 3 순위로 풀브릿지의 스텝 3에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하여 예를 들어, 미리 설정된 출력상태와 신호 크기에 대응하여 M1, M2, M3, M4의 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 전체적으로 온한다.
그런 다음, 제 4 순위로 풀브릿지의 스텝 4에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 2 극성에 대응하는 반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 미리 설정된 펄스 폭만큼 M2, M3의 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 온한다.
이러한 경우, 그 제 2 극성은 예를 들어, 네거티브이다. 그리고, 그 펄스 폭은 PFC로 입력되는 정류전원에 대응하여 풀브릿지시의 제 2 극성에 대응하여 변조할 값에 따라 정한다.
반면, M1, M4의 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 오프한다.
그러면, 이러한 제 2 극성에 따른 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 출력전압을 트랜스포머에 의해 변압하고, 그 풀브릿지에 대응하여 다이오드 D21, D22로써 정류해서 C3의 커패시터에 저장 축적되어서, 역률을 개선한다.
그래서, 제 2 극성에 따른 PFC에 의한 부스트 동작이 이루어진다.
따라서, 이에 따라 전체적으로 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어진다.
그러므로, 낮은 THD의 높은 역률로 정류를 하는 것이다.
더 나아가서 이를 통해, 스텝 다운 레귤레이팅과 양극성 제어시에, 출력전압 레귤레이팅 및 극성변환 동작을 해서, 열전소자 극성변환 및 제어를 히스테리시스 제어가 아닌 선형제어가 되도록 하므로 온도제어가 되지 않는 데드 존을 줄인다.
이러한 도 4a의 PFC를 위한 부스트 동작에 따른 일실시예에 따른 PFC를 위한 부스트 동작에 의한 시뮬레이션 결과를 도 4b를 참조하여 나타낸다.
도 4b는 일실시예에 따른 PFC를 위한 부스트 동작의 시뮬레이션 결과를 설명하기 위한 도면이다.
그리고, 구체적으로는 도 4b의 가장 아래의 그림은 공급전원에 따른 교류전원에 의한 일실시예의 PFC로의 입력전류를 나타내는 그림이다. 그리고, 도 4b의 중간의 그림은 공급전원에 따른 교류전원에 의한 일실시예의 PFC로의 입력전압을 나타내는 그림이다. 반면, 도 4b의 가장 위의 그림은 이러한 입력전압에 대한 입력전류의 추종을 통해 이루어지는 일실시예에 따른 PFC를 위한 부스트 동작의 시뮬레이션 결과를 보여주는 그래프이다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 일실시예의 시뮬레이션 결과는 부스트 풀-브릿지부(201-1, 201-3)에 대한 PFC 제어부(201-2)의 스위칭 제어에 의해 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트가 이루어져서 공급 교류전원의 입력전압에 입력전류가 추종한다.
그래서, 이러한 추종에 의한 일실시예에 따른 출력전압의 레귤레이팅 동작에 의해 정류부(101)에 공급되는 교류전원의 정류전원에 대해 역률이 개선된 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어진다.
여기에서는, 공급 전원에 따른 교류전원의 입력전압을 커패시터 C8의 양단에 각기 표시된 탐침에 의한 전압이다. 그리고, 공급 전원에 따른 교류전원의 입력전류는 커패시터 C8의 아래에 표시된 탐침에 의한 전류이다. 또한, 일실시예에 따른 PFC를 위한 부스트 동작에 의해 역률이 개선된 PFC의 출력전압은 부스트 풀-브릿지(201-1, 201-3)의 뒷단의 커패시터 C3의 위에 표시된 탐침에 의한 전압이다.
도 5는 도 2의 컨버터 시스템과 도 3의 능동형 PFC에 적용된 일실시예에 따른 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC가 적용된 컨버터 제어 방법을 순서대로 도시한 플로우 챠트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일실시예의 제어 방법은 먼저, 공급전원의 예를 들어, 상용교류전원 등의 교류전원의 정류전원을 풀브릿지로써 직류-직류 변환하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비한 능동형 PFC를 구비한다(S501).
이러한 상태에서, 그 공급전원의 교류전원을 정류하는 정류부를 통해 예를 들어, 브릿지 다이오드를 통해 공급전원의 교류전원을 정류해서 된 정류전원이 일실시예에 따른 능동형 PFC로 입력된다.
그리고, 이러한 경우 그 정류전원의 능동형 PFC로의 입력을 알리는 알림신호가 입력된다(S502).
그래서, 그 알림신호 입력시에 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작을 그 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 그 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차 제어한다(S503).
예를 들어, 이러한 제어는 아래의 동작에 따라 이루어진다.
먼저 그 알림신호 입력시 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 1에 대응하는 그 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하는 펄스 폭만큼 제 1 순위로 전체적으로 온시킨다.
다음, 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 2에 대응하는 그 풀브릿지시의 신호 제 1 극성에 대응하는 비반전 출력상태와 신호 크기에 대응하는 펄스 폭만큼 제 2 순위로 온, 이외에 오프를 시킨다. 이러한 경우, 상기 제 1 극성은 예를 들어, 포지티브이다.
그런 다음, 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 3에 대응하는 그 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하는 펄스 폭만큼 제 3 순위로 전체적으로 온을 시킨다.
그 다음, 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 4에 대응하는 그 풀브릿지시의 신호 제 2 극성에 대응하는 반전 출력상태와 신호 크기에 대응하는 펄스 폭만큼 제 3 순위로 온, 이외에 오프시킨다. 이러한 경우, 상기 제 2 극성은 예를 들어, 네거티브이다.
그래서, 이에 따라 일실시예에 따른 제어가 이루어진다.
이를 통해, 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어져서, 낮은 THD의 높은 역률로 정류를 함으로써, 원활하면서도 고속의 역률로써 정류가 이루어진다.
이상과 같이, 일실시예는 공급전원의 교류전원의 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비한 능동형 PFC를 구비한다. 그래서, 그 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작을 그 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 그 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차적으로 제어한다.
그래서, 이러한 능동형 PFC에 의해 풀브릿지의 PFC를 위한 부스트 동작이 이루어져서, 낮은 THD의 높은 역률로 정류를 하여 원활히 고속의 역률로써 정류를 한다.
따라서, 더 나아가서 이에 따라 스텝 다운 레귤레이팅 및 양극성 제어시에, 이후 열전소자 극성변환 및 제어를 히스테리시스 제어가 아닌 선형제어가 되도록 한다. 그래서, 온도제어가 되지 않는 데드 존을 줄인다.
그리고, 사용자가 원하는 전원별로써 사용자의 원하는 전원에 따른 에너지를 역률 개선해서 공급한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 정류부
201 : 아이솔레이티트 풀-브릿지 부스트 PFC
201-1 : 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치 201-2 : PFC 제어부
104 : 스텝 다운 레귤레이터 105 : 양극성 제어기

Claims (6)

  1. PFC가 적용된 컨버터 시스템에 있어서,
    공급전원의 교류전원을 정류하여 정류전원을 발생하는 정류부;
    상기 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비한 능동형 PFC; 및
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작을 상기 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 상기 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차적으로 제어하는 PFC 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀브릿지 부스트 PFC를 활용한 컨버팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 PFC 제어부는
    a) 상기 정류전원 입력시에 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 1에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 1 순위로 전체 온시키고,
    b) 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 2에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 1 극성에 대응하는 비반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 2 순위로 온, 이외에 오프시키고,
    c) 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 3에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 3 순위로 전체 온시키고,
    d) 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 4에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 2 극성에 대응하는 반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 4 순위로 온, 이외에 오프시키는 것을 특징으로 하는 풀브릿지 부스트 PFC를 활용한 컨버팅 시스템.
  3. 공급전원의 교류전원을 정류하여 된 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비한 능동형 PFC로 정류전원의 입력을 알리는 알림신호를 입력받는 제 1 단계; 및
    상기 알림신호 입력시에 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작을 상기 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 상기 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차 제어하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀브릿지 부스트 PFC를 활용한 컨버팅 시스템 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는
    상기 알림신호 입력시 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 1에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 1 순위로 전체 온시키는 제 2-1 단계;
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 2에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 1 극성에 대응하는 비반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 2 순위로 온, 이외에 오프시키는 제 2-2 단계;
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 3에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 3 순위로 전체 온시키는 제 2-3 단계; 및
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지의 스텝 4에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 2 극성에 대응하는 반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 4 순위로 온, 이외에 오프시키는 제 2-4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀브릿지 부스트 PFC를 활용한 컨버팅 시스템 제어 방법.
  5. 능동형 PFC에 있어서,
    공급전원의 교류전원의 정류전원에 대응하여 풀브릿지로써 직류-직류 변환을 하는 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 구비하고; 및
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치의 스위칭 동작이 상기 정류전원에 대응하는 풀브릿지에 따른 미리 설정된 풀브릿지 순서에 따라 상기 풀브릿지시의 신호 극성과 신호 크기에 대응하여 순차적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어는
    상기 정류전원 입력시에, 상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 1에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 1 순위로 전체 온시키고,
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 2에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 1 극성에 대응하는 비반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 2 순위로 온, 이외에 오프시키고,
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 3에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 극성에 대응하는 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 3 순위로 전체 온시키고,
    상기 풀-브릿지 직류-직류 변환기 스위치를 풀브릿지시의 스텝 4에 대응하는 상기 풀브릿지시의 신호 제 2 극성에 대응하는 반전 출력상태와 신호 크기에 대응하여 제 4 순위로 온, 이외에 오프시켜서 이루어지는 것을 특징으로 하는 풀브릿지 부스트 컨버터를 활용한 능동형 PFC.
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