KR20210098088A - Synchronous Rectification Flyback Converter - Google Patents

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KR20210098088A
KR20210098088A KR1020200011845A KR20200011845A KR20210098088A KR 20210098088 A KR20210098088 A KR 20210098088A KR 1020200011845 A KR1020200011845 A KR 1020200011845A KR 20200011845 A KR20200011845 A KR 20200011845A KR 20210098088 A KR20210098088 A KR 20210098088A
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transistor
coil
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snubber
synchronous rectification
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KR1020200011845A
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김재국
최은아
이범석
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인하대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a synchronous rectification flyback converter and, more specifically, to a synchronous rectification flyback converter with reduced EMI noise and switching loss. To this end, the present invention comprises: an input unit; and an output unit insulated from the input unit. The input unit includes an input power source, a first coil, and a first transistor. The input power source, the first coil, and the first transistor constitute a circuit. The output unit includes an output capacitor, a second coil, second and third transistors, and a second snubber circuit. The output capacitor, the second coil, and the second transistor constitute the circuit and the third transistor and the second snubber circuit are connected in series with each other and connected in parallel with the second transistor. A synchronous rectification flyback converter is provided.

Description

동기 정류 플라이백 컨버터 { Synchronous Rectification Flyback Converter }Synchronous Rectification Flyback Converter

본 발명은 동기 정류 플라이백 컨버터에 관한 것으로, 특히, EMI 노이즈와 스위칭 손실을 저감한 동기 정류 플라이백 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronous rectification flyback converter, and more particularly, to a synchronous rectification flyback converter with reduced EMI noise and switching loss.

플라이백 컨버터는 입력 전원의 회로와 출력 전원의 회로가 분리되어 있는 구조를 가지며, 교류 전류(AC)와 직류 전류(DC) 사이를 변환하거나, 직류 전류(DC)의 전압을 변환하는 역할을 할 수 있다.The flyback converter has a structure in which the circuit of the input power and the circuit of the output power are separated, and it converts between alternating current (AC) and direct current (DC) or converts the voltage of direct current (DC). can

플라이백 컨버터는 적은 수의 부품을 필요로 하며, 간단한 구조를 가지고 있으므로 설계가 용이한 장점이 있다. 그리고 입력과 출력을 분리할 수 있고, 절연할 수 있는 특성을 가진다.The flyback converter requires a small number of parts and has a simple structure, so it is easy to design. In addition, the input and output can be separated and have characteristics that can be insulated.

도 1a와 도 1b는 종래의 플라이백 컨버터를 도시한 회로도이다.1A and 1B are circuit diagrams illustrating a conventional flyback converter.

플라이백 컨버터(1)는 도 1a와 도 1b에 도시한 것과 같이 입력부(10)와 출력부(20)를 포함할 수 있다. 입력부(10)는 입력 전원(11)과 제 1 코일(12), 스위치(13)를 포함할 수 있고, 출력부(20)는 다이오드(21)와 제 2 코일(22), 출력 커패시터(23), 출력 부하(24)를 포함할 수 있다.The flyback converter 1 may include an input unit 10 and an output unit 20 as shown in FIGS. 1A and 1B . The input unit 10 may include an input power source 11 , a first coil 12 , and a switch 13 , and the output unit 20 includes a diode 21 , a second coil 22 , and an output capacitor 23 . ), and an output load 24 .

제 1 코일(12)과 제 2 코일(22)은 각각 전자석으로 이루어진 코어와 코어를 감싸는 권선으로 이루어질 수 있으며, 제 1 코일(12)과 제 2 코일(22)은 하나의 변압기를 이룰 수 있다. 그리고 변압 비율은, 제 1 코일(12)과 제 2 코일(22)의 권선수의 비율에 대응할 수 있다.The first coil 12 and the second coil 22 may each consist of a core made of an electromagnet and a winding surrounding the core, and the first coil 12 and the second coil 22 may form a single transformer. . And the transformation ratio may correspond to the ratio of the number of turns of the first coil 12 and the second coil 22 .

도 1a와 같이 입력부(10)의 스위치(13)를 턴 온(turn on) 시키면, 제 1 코일(12)을 흐르는 전류와 자기 선속(magnetic flux)이 증가하게 된다. 이때 출력부(20)의 제 2 코일(22)에 인가되는 전압은 다이오드(21)를 역방향으로 바이어스 시키게 된다. 이에 따라 다이오드(21)에는 전류가 흐르지 않고, 출력 커패시터(23)에서 출력 부하(24)로 에너지를 공급하게 된다.When the switch 13 of the input unit 10 is turned on as shown in FIG. 1A , the current flowing through the first coil 12 and the magnetic flux are increased. At this time, the voltage applied to the second coil 22 of the output unit 20 reversely biases the diode 21 . Accordingly, no current flows through the diode 21 , and energy is supplied from the output capacitor 23 to the output load 24 .

도 1b와 같이 입력부(10)의 스위치(13)를 턴 오프(turn off) 시키면, 제 1 코일(12)을 흐르는 전류와 자기 선속(magnetic flux)이 감소하게 된다. 이때 출력부(20)의 제 2 코일(22)에 인가되는 전압은 다이오드(21)를 순방향으로 바이어스 시키게 된다. 이에 따라 다이오드(21)에는 전류가 흐르게 되고, 제 1 코일(12)에서 제 2 코일(22)로 공급된 에너지 중 일부는 출력 커패시터(23)에 저장되며, 나머지는 출력 부하(24)로 공급된다.When the switch 13 of the input unit 10 is turned off as shown in FIG. 1B , the current flowing through the first coil 12 and the magnetic flux are reduced. At this time, the voltage applied to the second coil 22 of the output unit 20 biases the diode 21 in the forward direction. Accordingly, a current flows through the diode 21 , and some of the energy supplied from the first coil 12 to the second coil 22 is stored in the output capacitor 23 , and the rest is supplied to the output load 24 . do.

플라이백 컨버터(1)는 다른 컨버터와 같이, 전류 연속 모드(Continuous Conduction Mode; CCM)와, 전류 불연속 모드(Discontinuous Conduction Mode; DCM)로 구동할 수 있다.The flyback converter 1, like other converters, can be driven in a current continuous mode (Continuous Conduction Mode; CCM) and a current discontinuous mode (Discontinuous Conduction Mode; DCM).

전류 연속 모드(CCM)에서는 제 2 코일(22)에 일정한 전류 값 이상의 전류가 연속적으로 흐르도록 제어할 수 있다.In the continuous current mode (CCM), a current greater than or equal to a predetermined current value may continuously flow through the second coil 22 .

그리고 전류 불연속 모드(DCM)에서는 제 2 코일(22)에 흐르는 전류가 0이 되도록 제어할 수 있다.In addition, in the current discontinuous mode (DCM), the current flowing through the second coil 22 may be controlled to be zero.

한편, 플라이백 컨버터(1)에서 출력부(20)의 다이오드(21)를 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor; MOSFET, 이하'모스펫')로 대체한 것을, 동기 정류 플라이백 컨버터(Synchronous Rectification Flyback Converter)라고 한다.Meanwhile, in the flyback converter 1 , the diode 21 of the output unit 20 is replaced with a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET, hereinafter 'MOSFET'), which is a synchronous rectification flyback. It is called a Synchronous Rectification Flyback Converter.

동기 정류 플라이백 컨버터는 다이오드(21) 대신 모스펫을 포함하여, 제 2 코일(22)에 흐르는 전류가 0이 되도록 제어하는 것이 어렵기 때문에, 전류 불연속 모드(DCM) 대신 강제 전류 연속 모드(Forced Continuous Conduction Mode; FCCM)로 동작하게 된다.Since the synchronous rectification flyback converter includes a MOSFET instead of the diode 21, it is difficult to control the current flowing in the second coil 22 to be zero, so instead of the current discontinuous mode (DCM), the forced current continuous mode (Forced Continuous Mode) It operates in Conduction Mode (FCCM).

동기 정류 플라이백 컨버터를 강제 전류 연속 모드(FCCM)로 구동할 때, 전류의 실효값(RMS)이 크기 때문에 동기 정류 플라이백 컨버터를 구성하는 소자들의 스트레스가 증가하게 된다. 따라서 이를 해결하기 위해 정격이 높은 소자를 사용해야 하는 단점이 있다.When the synchronous rectification flyback converter is driven in the forced current continuous mode (FCCM), since the effective value (RMS) of the current is large, the stress of the elements constituting the synchronous rectification flyback converter is increased. Therefore, there is a disadvantage that a high-rated device must be used to solve this problem.

또한, 입력부(10)의 스위치(13)와 출력부(20)의 모스펫을 제어할 때, 스위치(13)와 모스펫에 인가되는 게이트 신호가 중첩 되면 전류 스파이크가 발생할 수 있기 때문에, EMI 노이즈와 스위칭 손실이 증가하는 문제가 발생하게 된다.In addition, when controlling the switch 13 of the input unit 10 and the MOSFET of the output unit 20, if the gate signal applied to the switch 13 and the MOSFET overlaps, a current spike may occur, so EMI noise and switching The problem of increasing losses arises.

본 발명의 목적은 동기 정류 플라이백 컨버터에서, 입력부와 출력부의 트랜지스터에 인가되는 게이트 신호가 중첩 되어, EMI 노이즈와 스위칭 손실이 증가하는 것을 방지하는데 있다.It is an object of the present invention to prevent an increase in EMI noise and switching loss by overlapping a gate signal applied to a transistor of an input unit and an output unit in a synchronous rectification flyback converter.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 입력부와, 상기 입력부와 절연된 출력부를 포함하고, 상기 입력부는 입력 전원과, 제 1 코일, 제 1 트랜지스터를 포함하며, 상기 입력 전원과, 제 1 코일, 제 1 트랜지스터는 회로를 이루고, 상기 출력부는 출력 커패시터와, 제 2 코일, 제 2, 3 트랜지스터, 제 2 스너버 회로를 포함하며, 상기 출력 커패시터와, 제 2 코일, 제 2 트랜지스터는 회로를 이루고, 상기 제 3 트랜지스터와 제 2 스너버 회로는 서로 직렬로 연결되며, 상기 제 2 트랜지스터와 병렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes an input unit, an output unit insulated from the input unit, and the input unit includes an input power supply, a first coil, and a first transistor, the input power supply and the first The coil and the first transistor constitute a circuit, and the output unit includes an output capacitor, a second coil, second, third transistors, and a second snubber circuit, the output capacitor, the second coil, and the second transistor comprising a circuit and the third transistor and the second snubber circuit are connected in series with each other, and provide a synchronous rectification flyback converter connected in parallel with the second transistor.

그리고, 상기 입력부는 상호 인덕터를 더 포함하고, 상기 상호 인덕터는 상기 제 1 코일과 병렬로 연결되며, 상기 입력 전원과, 상호 인덕터, 제 1 트랜지스터는 회로를 이루는 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.And, the input unit further comprises a mutual inductor, the mutual inductor is connected in parallel with the first coil, the input power supply, the mutual inductor, the first transistor provides a synchronous rectification flyback converter forming a circuit.

그리고, 상기 입력부는 제 1 스너버 회로를 더 포함하고, 상기 입력 전원과, 제 1 스너버 회로, 제 1 트랜지스터는 회로를 이루는 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.And, the input unit further comprises a first snubber circuit, the input power source, the first snubber circuit, the first transistor provides a synchronous rectification flyback converter forming a circuit.

그리고, 상기 제 1 스너버 회로는 제 1 저항, 제 1 커패시터, 제 1 다이오드를 포함하고, 상기 제 1 저항과 제 1 커패시터는 서로 병렬로 연결되며, 상기 제 1 다이오드와 직렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.The first snubber circuit includes a first resistor, a first capacitor, and a first diode, the first resistor and the first capacitor are connected in parallel to each other, and a synchronous rectifying fly connected in series with the first diode. A back converter is provided.

그리고, 상기 제 2 스너버 회로는 제 2 저항, 제 2 커패시터, 제 2 다이오드를 포함하는 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.And, the second snubber circuit provides a synchronous rectification flyback converter comprising a second resistor, a second capacitor, and a second diode.

그리고, 상기 제 2 저항과 제 2 커패시터는 서로 병렬로 연결되며, 상기 제 2 다이오드와 직렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.And, the second resistor and the second capacitor are connected in parallel to each other, and provides a synchronous rectification flyback converter connected in series with the second diode.

그리고, 상기 제 2 저항과 제 2 커패시터는 서로 직렬로 연결되며, 상기 제 2 다이오드와 병렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.And, the second resistor and the second capacitor are connected in series with each other, and provides a synchronous rectification flyback converter connected in parallel with the second diode.

그리고, 상기 제 2 저항과 제 2 커패시터는 서로 병렬 또는 직렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.And, the second resistor and the second capacitor provide a synchronous rectification flyback converter connected in parallel or in series with each other.

그리고, 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 2 트랜지스터의 드레인-소스 간 전압이 제 2 임계 전압 보다 클 때, 상기 제 2 트랜지스터를 턴 오프 시키는 신호를 전달하며, 상기 제 3 트랜지스터가 턴 온 되었을 때, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인-소스 간 전압은 상기 제 2 스너버 회로의 전압으로 클램핑 되고, 상기 제 2 스너버 회로의 전압은 상기 제 2 임계 전압 보다 큰 동기 정류 플라이백 컨버터를 제공한다.and a controller, wherein the controller transmits a signal for turning off the second transistor when the drain-source voltage of the second transistor is greater than a second threshold voltage, and turns on the third transistor when the drain-source voltage of the second transistor is clamped to the voltage of the second snubber circuit, the voltage of the second snubber circuit is greater than the second threshold voltage to provide a synchronous rectification flyback converter .

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 동기 정류 플라이백 컨버터에서 출력부에 제 3 트랜지스터와 제 2 스너버 회로를 포함하고, 제 3 트랜지스터를 턴 온 또는 턴 오프 시켜 출력부의 제 2 트랜지스터를 제 2 스너버 회로의 전압으로 클램핑 할 수 있다.As described above, the present invention includes a third transistor and a second snubber circuit in the output unit in the synchronous rectification flyback converter, and turns the third transistor on or off to turn the second transistor of the output unit into a second snubber. It can be clamped by the voltage of the circuit.

이에 따라 입력부의 제 1 트랜지스터가 턴 온 되기 전에 출력부의 제 2 트랜지스터를 턴 오프 시킬 수 있어, 제 1, 2 트랜지스터에 인가되는 게이트 신호가 중첩할 때 발생하는 전류 스파이크의 크기를 줄일 수 있고, EMI 노이즈와 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the second transistor of the output unit can be turned off before the first transistor of the input unit is turned on, so that the magnitude of the current spike generated when the gate signals applied to the first and second transistors overlap can be reduced, and EMI Reduce noise and switching losses.

도 1a와 도 1b는 종래의 플라이백 컨버터를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류 플라이백 컨버터를 도시한 회로도이다.
도 3a 내지 도 3d는 각각 본 발명의 일 실시예에서 제 2 스너버 회로를 도시한 회로도이다.
도 4a와 도 4b는 비교예와 본 발명의 일 실시예에서, 제 1, 2 트랜지스터의 드레인-소스 사이의 전압과 전류를 나타낸 파형을 나타낸 도면이다.
도 5a와 도 5b는 비교예와 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 내지 3 트랜지스터에 인가되는 게이트 신호의 파형을 확대하여 나타낸 도면이다.
1A and 1B are circuit diagrams illustrating a conventional flyback converter.
2 is a circuit diagram illustrating a synchronous rectification flyback converter according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are circuit diagrams each showing a second snubber circuit according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are diagrams illustrating waveforms illustrating voltages and currents between drains and sources of first and second transistors in a comparative example and an embodiment of the present invention.
5A and 5B are enlarged views showing waveforms of gate signals applied to the first to third transistors in a comparative example and an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시로서, 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것은 아니다.The following examples are examples for describing the present invention in detail, and do not limit or limit the scope of the present invention.

따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터, 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은, 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.Accordingly, from the detailed description and examples of the present invention, what can be easily inferred by an expert in the technical field to which the present invention belongs is construed as belonging to the scope of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류 플라이백 컨버터를 도시한 회로도이다. 그리고 도 3a 내지 도 3d는 각각 본 발명의 일 실시예에서 제 2 스너버 회로를 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a synchronous rectification flyback converter according to an embodiment of the present invention. 3A to 3D are each a circuit diagram illustrating a second snubber circuit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 동기 정류 플라이백 컨버터(100)는 입력부(110)와 출력부(120), 제어부(130)를 포함할 수 있다. 그리고 도면이 복잡해지지 않도록, 입력부(110) 및 출력부(120)와 제어부(130)를 연결하는 도선은 생략하였다.Synchronous rectification flyback converter 100 according to an embodiment of the present invention may include an input unit 110 , an output unit 120 , and a control unit 130 . In addition, in order not to complicate the drawing, the conducting wire connecting the input unit 110 and the output unit 120 and the control unit 130 is omitted.

입력부(110)는 입력 전원(Vin)과 제 1 스너버 커패시터(Cs1), 제 1 스너버 저항(Rs1), 제 1 스너버 다이오드(Ds1), 상호 인덕터(Lm), 제 1 코일(W1), 제 1 트랜지스터(Q1), 제 1 내지 5 노드(N1~N5)를 포함할 수 있다.The input unit 110 includes an input power source Vin, a first snubber capacitor Cs1, a first snubber resistor Rs1, a first snubber diode Ds1, a mutual inductor Lm, and a first coil W1. , a first transistor Q1 and first to fifth nodes N1 to N5 may be included.

입력 전원(Vin)은 제 1 노드(N1)와 제 2 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 입력 전원(Vin)은 직류 전원일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 교류 전원 일 수도 있다. 그리고 제 2 노드(N2)는 접지 단자와 연결 될 수 있다.The input power Vin may be connected between the first node N1 and the second node N2 . The input power Vin may be a DC power source, but is not limited thereto and may be an AC power source. And the second node N2 may be connected to the ground terminal.

제 1 스너버 커패시터(Cs1)와 제 1 스너버 저항(Rs1)은 제 1 노드(N1)와 제 3 노드(N3) 사이에 연결될 수 있다.The first snubber capacitor Cs1 and the first snubber resistor Rs1 may be connected between the first node N1 and the third node N3 .

제 1 스너버 다이오드(Ds1)의 애노드 전극은 제 4 노드(N4)에 연결될 수 있고, 캐소드 전극은 제 3 노드(N3)에 연결될 수 있다.The anode electrode of the first snubber diode Ds1 may be connected to the fourth node N4 , and the cathode electrode may be connected to the third node N3 .

제 1 스너버 커패시터(Cs1)와 제 1 스너버 저항(Rs1), 제 1 스너버 다이오드(Ds1)는 제 1 스너버 회로(S1)를 구성할 수 있다.The first snubber capacitor Cs1, the first snubber resistor Rs1, and the first snubber diode Ds1 may constitute the first snubber circuit S1.

상호 인덕터(Lm)와 제 1 코일(W1)은 제 4 노드(N4)와 제 5 노드(N5) 사이에 연결될 수 있다.The mutual inductor Lm and the first coil W1 may be connected between the fourth node N4 and the fifth node N5 .

상호 인덕터(Lm)는 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 되었을 때 입력 전원(Vin)으로부터 에너지를 전달 받아 저장할 수 있으며, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되었을 때 저장한 에너지를 제 1 코일(W1)로 전달할 수 있다.The mutual inductor Lm may receive and store energy from the input power Vin when the first transistor Q1 is turned on, and store the energy stored when the first transistor Q1 is turned off to the first coil ( W1) can be forwarded.

제 1 코일(W1)은 전자석으로 이루어진 코어와, 이를 다수 번 감싸는 권선으로 형성될 수 있다. 이때 제 1 코일(W1)에 축적되는 에너지를 증가시키기 위해, 코어에는 다수의 공극(gap)이 형성될 수 있다.The first coil W1 may be formed of a core made of an electromagnet and a winding that surrounds the core a plurality of times. In this case, in order to increase energy stored in the first coil W1 , a plurality of gaps may be formed in the core.

제 1 코일(W1)은 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되었을 때 에너지를, 출력부(120)의 제 2 코일(W2)로 전달할 수 있다.The first coil W1 may transfer energy to the second coil W2 of the output unit 120 when the first transistor Q1 is turned off.

제 1 트랜지스터(Q1)의 드레인 전극은 제 4 노드(N4)에 연결될 수 있고, 소스 전극은 제 2 노드(N2)에 연결될 수 있으며, 게이트 전극은 제어부(130)의 제 1 트랜지스터 제어 단자(131)와 연결될 수 있다.The drain electrode of the first transistor Q1 may be connected to the fourth node N4 , the source electrode may be connected to the second node N2 , and the gate electrode may be connected to the first transistor control terminal 131 of the controller 130 . ) can be associated with

제 1 트랜지스터(Q1)는 바디 다이오드(body diode)를 포함하는 모스펫(MOSFET) 일 수 있다. 그러나 이에 한정하지 않고, 다른 종류의 트랜지스터일 수도 있다.The first transistor Q1 may be a MOSFET including a body diode. However, the present invention is not limited thereto, and other types of transistors may be used.

제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 될 때 입력 전원(Vin)으로부터 상호 인덕터(Lm)로 에너지가 축적되도록 하며, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 오프 될 때 상호 인덕터(Lm)에 저장된 에너지가 제 1 코일(W1)을 통해 제 2 코일(W2)로 전달되도록 한다. 즉, 제 1 트랜지스터(Q1)는 에너지의 축적과 전달을 제어할 수 있다.When the first transistor Q1 is turned on, energy is accumulated from the input power source Vin to the mutual inductor Lm, and when the first transistor Q1 is turned off, the energy stored in the mutual inductor Lm is the first It is transmitted to the second coil W2 through the first coil W1. That is, the first transistor Q1 may control the accumulation and transfer of energy.

제 1 코일(W1)의 코어에 형성된 공극은 누설 인덕턴스를 증가시키는 원인이 되며, 예를 들어 도 2에 도시한 것과 같이, 제 1 노드(N1)와 제 5 노드(N5) 사이에서, 제 1 누설 인덕턴스(Lk1)가 발생할 수 있다.The air gap formed in the core of the first coil W1 causes the leakage inductance to increase, and for example, as shown in FIG. 2 , between the first node N1 and the fifth node N5, the first A leakage inductance Lk1 may occur.

제 1 누설 인덕턴스(Lk1)에 축적된 에너지는 제 1 코일(W1)을 통해 출력부(120)로 전달되지 않고, 서지(surge) 전압을 발생시키는 원인이 된다.The energy accumulated in the first leakage inductance Lk1 is not transferred to the output unit 120 through the first coil W1, but causes a surge voltage to be generated.

서지 전압은 제 1 트랜지스터(Q1)의 드레인과 소스 사이에 인가될 수 있으며, 서지 전압이 제 1 트랜지스터(Q1)의 내압을 초과할 때 제 1 트랜지스터(Q1)에 손상을 입힐 수 있게 된다.The surge voltage may be applied between the drain and the source of the first transistor Q1 , and when the surge voltage exceeds the withstand voltage of the first transistor Q1 , the first transistor Q1 may be damaged.

제 1 스너버 커패시터(Cs1)와 제 1 스너버 저항(Rs1), 제 1 스너버 다이오드(Ds1)가 구성하는 제 1 스너버 회로(S1)는, 제 1 누설 인덕턴스(Lk1)에 축적된 에너지를 제 1 스너버 저항(Rs1)에서 소모하도록 하여 서지 전압에 의한 제 1 트랜지스터(Q1)의 손상을 방지할 수 있다.The first snubber circuit S1 constituted by the first snubber capacitor Cs1, the first snubber resistor Rs1, and the first snubber diode Ds1 is the energy stored in the first leakage inductance Lk1. is consumed by the first snubber resistor Rs1 to prevent damage to the first transistor Q1 by the surge voltage.

도 2에서는 제 1 스너버 회로(S1)를, 제 1 스너버 커패시터(Cs1)와 제 1 스너버 저항(Rs1)이 병렬로 연결되고, 제 1 스너버 다이오드(Ds1)가 이에 직렬로 연결되는 구조를 나타내었지만, 이에 한정하는 것은 아니다.In Figure 2, the first snubber circuit (S1), the first snubber capacitor (Cs1) and the first snubber resistor (Rs1) are connected in parallel, the first snubber diode (Ds1) is connected in series thereto Although the structure is shown, it is not limited to this.

예를 들어 제 1 스너버 회로(S1)는, 제 1 스너버 저항(Rs1)과 제 1 스너버 다이오드(Ds1)가 병렬로 연결되고, 제 1 스너버 커패시터(Cs1)가 이에 직렬로 연결된 구조일 수 있다. 또한, 제 1 스너버 저항(Rs1)과 제 1 스너버 커패시터(Cs1)가 직렬로 연결된 구조일 수 있다. 이와 같은 구조를 가진 제 1 스너버 회로(S1)는 제 1 노드(N1)와 제 4 노드(N4) 사이에 직렬로 연결될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 제 1 노드(N1)와 제 5 노드(N5) 사이에 병렬로 연결될 수도 있다.For example, the first snubber circuit S1 has a structure in which a first snubber resistor Rs1 and a first snubber diode Ds1 are connected in parallel, and a first snubber capacitor Cs1 is connected in series thereto. can be Also, the first snubber resistor Rs1 and the first snubber capacitor Cs1 may be connected in series. The first snubber circuit S1 having such a structure may be connected in series between the first node N1 and the fourth node N4, but is not limited thereto, and the first node N1 and the fifth node ( N5) may be connected in parallel.

출력부(120)는 제 2 코일(W2), 출력 커패시터(Cout), 출력 부하(Rout), 제 2 트랜지스터(Q2), 제 3 트랜지스터(Q3), 제 2 스너버 회로(S2), 제 6 내지 10 노드(N6~N10)를 포함할 수 있다.The output unit 120 includes a second coil W2, an output capacitor Cout, an output load Rout, a second transistor Q2, a third transistor Q3, a second snubber circuit S2, and a sixth to 10 nodes N6 to N10 may be included.

제 2 코일(W2)은 제 6 노드(N6)와 제 7 노드(N7) 사이에 연결될 수 있다.The second coil W2 may be connected between the sixth node N6 and the seventh node N7 .

제 2 코일(W2)은 제 1 코일(W1)과 같이, 전자석으로 이루어진 코어와 이를 다수 번 감싸는 권선으로 형성될 수 있다. 그리고 제 2 코일(W2)에 축적되는 에너지를 증가시키기 위해, 코어에는 다수의 공극이 형성될 수 있다.Like the first coil W1 , the second coil W2 may be formed of a core made of an electromagnet and a winding that surrounds the core a plurality of times. And in order to increase the energy stored in the second coil W2, a plurality of voids may be formed in the core.

이에 따라 제 6 노드(N6)와 제 8 노드(N8) 사이에 제 2 누설 인덕턴스(Lk2)가 발생할 수 있다.Accordingly, a second leakage inductance Lk2 may be generated between the sixth node N6 and the eighth node N8 .

제 2 코일(W2)은 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 오프 되었을 때 상호 인덕터(Lm)에 저장된 에너지를, 제 1 코일(W1)을 통해 전달 받을 수 있다. 그리고 전달 받은 에너지를 출력 커패시터(Cout) 또는 출력 부하(Rout)로 전달할 수 있다.The second coil W2 may receive energy stored in the mutual inductor Lm through the first coil W1 when the first transistor Q1 is turned off. In addition, the received energy may be transferred to the output capacitor Cout or the output load Rout.

출력 커패시터(Cout)와 출력 부하(Rout)는 제 8 노드(N8)와 제 9 노드(N9) 사이에 연결될 수 있다. 제 8 노드(N8)와 제 9 노드(N9) 사이는 출력 단자가 될 수 있다. 그리고 제 9 노드(N9)는 접지 단자와 연결 될 수 있으며, 이때 접지 단자는 섀시(chassis) 접지 단자일 수 있다.The output capacitor Cout and the output load Rout may be connected between the eighth node N8 and the ninth node N9 . Between the eighth node N8 and the ninth node N9 may be an output terminal. In addition, the ninth node N9 may be connected to a ground terminal, and in this case, the ground terminal may be a chassis ground terminal.

출력 커패시터(Cout)는 제 2 코일(W2)로부터 전달받은 에너지를 저장하며, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 되었을 때 저장된 에너지를 출력 부하(Rout)로 전달할 수 있다. 출력 커패시터(Cout)는 극성 커패시터일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 다른 종류의 커패시터일 수도 있다.The output capacitor Cout may store the energy received from the second coil W2 , and may transfer the stored energy to the output load Rout when the first transistor Q1 is turned on. The output capacitor Cout may be a polarity capacitor, but is not limited thereto and may be another type of capacitor.

출력 부하(Rout)는 저항으로만 나타내었지만, 이에 한정하지 않고 출력부(120)로부터 에너지를 전달받아 이를 소모할 수 있는 다른 종류의 소자일 수도 있다. 그리고 Although the output load Rout is shown only as a resistor, the output load Rout is not limited thereto, and may be another type of device capable of consuming energy by receiving energy from the output unit 120 . And

제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인 전극은 제 9 노드(N9)에 연결될 수 있고, 소스 전극은 제 7 노드(N7)에 연결될 수 있으며, 게이트 전극은 제어부(130)의 제 2 트랜지스터 제어 단자(132)와 연결될 수 있다.The drain electrode of the second transistor Q2 may be connected to the ninth node N9 , the source electrode may be connected to the seventh node N7 , and the gate electrode may be connected to the second transistor control terminal 132 of the controller 130 . ) can be associated with

제 3 트랜지스터(Q3)의 드레인 전극은 제 10 노드(N10)에 연결될 수 있고, 소스 전극은 제 9 노드(N9)에 연결될 수 있으며, 게이트 전극은 제어부(130)의 제 3 트랜지스터 제어 단자(133)와 연결될 수 있다.The drain electrode of the third transistor Q3 may be connected to the tenth node N10 , the source electrode may be connected to the ninth node N9 , and the gate electrode may be connected to the third transistor control terminal 133 of the controller 130 . ) can be associated with

제 2 트랜지스터(Q2)와 제 3 트랜지스터(Q3)는 각각 바디 다이오드(body diode)를 포함하는 모스펫(MOSFET) 일 수 있다. 그러나 이에 한정하지 않고, 각각 다른 종류의 트랜지스터일 수도 있다.Each of the second transistor Q2 and the third transistor Q3 may be a MOSFET including a body diode. However, the present invention is not limited thereto, and may be different types of transistors.

제 7 노드(N7) 및 제 9 노드(N9)는 각각 제어부(130)의 소스 전압 입력 단자(134) 및 드레인 전압 입력 단자(135)에 연결될 수 있다.The seventh node N7 and the ninth node N9 may be respectively connected to the source voltage input terminal 134 and the drain voltage input terminal 135 of the controller 130 .

제어부(130)는 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압을 감지하여, 제 1 임계 전압(Vth1) 보다 작은 경우 제 2 트랜지스터(Q2)를 턴 온 시키는 신호를 제 2 트랜지스터(Q2)의 게이트 전극에 전달하고, 제 2 임계 전압(Vth2) 보다 큰 경우 제 2 트랜지스터(Q2)를 턴 오프 시키는 신호를 제 2 트랜지스터(Q2)의 게이트 전극에 전달하여, 제 2 트랜지스터(Q2)를 제어할 수 있다.The controller 130 senses the voltage between the drain and the source of the second transistor Q2 and sends a signal to turn on the second transistor Q2 when it is less than the first threshold voltage Vth1 to the second transistor Q2. and a signal for turning off the second transistor Q2 when it is greater than the second threshold voltage Vth2 is transmitted to the gate electrode of the second transistor Q2 to control the second transistor Q2 can do.

제 2 트랜지스터(Q2)를 턴 오프 시킨 후에, 제 1 트랜지스터(Q1)를 턴 온 시켜 출력부(120)에 전달할 에너지를 상호 인덕터(Lm)에 충전해야 한다.After the second transistor Q2 is turned off, the first transistor Q1 is turned on to charge energy to be transferred to the output unit 120 in the mutual inductor Lm.

전류 연속 모드에서는 제 2 트랜지스터(Q2)를 턴 오프 시키기 위해, 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압을 제 2 임계 전압(Vth2) 보다 크게 형성해야 하므로, 이를 위해 제 1 트랜지스터(Q1)를 우선 턴 온 시켜야 한다.In the current continuous mode, in order to turn off the second transistor Q2, the voltage between the drain and the source of the second transistor Q2 must be formed to be greater than the second threshold voltage Vth2. For this purpose, the first transistor Q1 ) must be turned on first.

이때 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 온 되는 구간이 중첩될 수 있으며, 이로 인해 EMI 노이즈와 스위칭 손실이 증가할 수 있다.In this case, a period in which the first transistor Q1 and the second transistor Q2 are turned on may overlap, and thus EMI noise and switching loss may increase.

본 발명의 일 실시예에서는, 서로 직렬로 연결된 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 2 스너버 회로(S2)를 제 2 트랜지스터(Q2)에 병렬로 연결함으로써, 제 3 트랜지스터(Q3)의 턴 온 또는 턴 오프에 따라 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압을 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, by connecting the third transistor Q3 and the second snubber circuit S2 connected in series to the second transistor Q2 in parallel, the third transistor Q3 is turned on or According to the turn-off, the voltage between the drain and the source of the second transistor Q2 may be controlled.

제 3 트랜지스터(Q3)를 턴 온 시켜, 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압을 제 2 임계 전압(Vth2) 보다 커지도록 할 수 있다.By turning on the third transistor Q3 , the drain-source voltage of the second transistor Q2 may be greater than the second threshold voltage Vth2 .

또한 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압이, 제 2 스너버 회로(S2)의 전압으로 클램핑(clamping) 됨으로써, 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압이 내압 보다 높아지는 것을 차단할 수 있기 때문에, 제 2 트랜지스터(Q2)의 손상을 방지할 수 있다.In addition, the drain-source voltage of the second transistor Q2 is clamped to the voltage of the second snubber circuit S2, so that the drain-source voltage of the second transistor Q2 becomes higher than the withstand voltage. Since the second transistor Q2 can be blocked, damage to the second transistor Q2 can be prevented.

제 2 스너버 회로(S2)는 제 7 노드(N7)와 제 10 노드(N10) 사이에 연결될 수 있다.The second snubber circuit S2 may be connected between the seventh node N7 and the tenth node N10 .

제 2 스너버 회로(S2)에 포함된 소자들의 연결 구조는, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The connection structure of the elements included in the second snubber circuit S2 may be any one illustrated in FIGS. 3A to 3D , but is not limited thereto.

제 2 스너버 회로(S2)는 제 2 스너버 저항(Rs2)과 제 2 스너버 커패시터(Cs2), 제 2 스너버 다이오드(Ds2)를 포함할 수 있다.The second snubber circuit S2 may include a second snubber resistor Rs2 , a second snubber capacitor Cs2 , and a second snubber diode Ds2 .

도 3a 내지 도 3d에 도시된 각각의 도면에서 제 11 노드(N11)는 제 7 노드(N7)와 연결되며, 제 12 노드(N12)는 제 10 노드(N10)와 연결될 수 있다.In each of the drawings shown in FIGS. 3A to 3D , the eleventh node N11 may be connected to the seventh node N7 , and the twelfth node N12 may be connected to the tenth node N10 .

도 3a에 도시된 것과 같이 제 2 스너버 회로(S2)는, 제 2 스너버 저항(Rs2)과 제 2 스너버 커패시터(Cs2)가 각각 제 11 노드(N11)와 제 13 노드(N13) 사이에 연결되어 병렬 구조를 이룰 수 있다.As shown in FIG. 3A , in the second snubber circuit S2 , the second snubber resistor Rs2 and the second snubber capacitor Cs2 are between the eleventh node N11 and the thirteenth node N13, respectively. can be connected to form a parallel structure.

그리고 제 2 스너버 다이오드(Ds2)가 제 12 노드(N12)와 제 13 노드(N13) 사이에 연결되어, 제 2 스너버 저항(Rs2) 및 제 2 스너버 커패시터(Cs2)와 직렬 구조를 이룰 수 있다.And the second snubber diode (Ds2) is connected between the twelfth node (N12) and the thirteenth node (N13) to form a series structure with the second snubber resistor (Rs2) and the second snubber capacitor (Cs2) can

또는 도 3b에 도시된 것과 같이 제 2 스너버 회로(S2)는, 제 2 스너버 저항(Rs2)이 제 11 노드(N11)와 제 13 노드(N13) 사이에 연결되고, 제 2 스너버 커패시터(Cs2)가 제 12 노드(N12)와 제 13 노드(N13) 사이에 연결되어 직렬 구조를 이룰 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 3B , in the second snubber circuit S2, a second snubber resistor Rs2 is connected between the eleventh node N11 and the thirteenth node N13, and the second snubber capacitor Cs2 may be connected between the twelfth node N12 and the thirteenth node N13 to form a series structure.

그리고 제 2 스너버 다이오드(Ds2)가 제 11 노드(N11)와 제 12 노드(N12) 사이에 연결되어, 제 2 스너버 저항(Rs2) 및 제 2 스너버 커패시터(Cs2)와 병렬 구조를 이룰 수 있다.And a second snubber diode (Ds2) is connected between the eleventh node (N11) and the twelfth node (N12) to form a parallel structure with the second snubber resistor (Rs2) and the second snubber capacitor (Cs2) can

또는 도 3c에 도시된 것과 같이 제 2 스너버 회로(S2)는, 제 2 스너버 저항(Rs2)과 제 2 스너버 커패시터(Cs2)가 각각 제 11 노드(N11)와 제 12 노드(N12) 사이에 연결되어 병렬 구조를 이룰 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 3C , in the second snubber circuit S2 , the second snubber resistor Rs2 and the second snubber capacitor Cs2 have the eleventh node N11 and the twelfth node N12, respectively. They can be connected to form a parallel structure.

또는 도 3d에 도시된 것과 같이 제 2 스너버 회로(S2)는, 제 2 스너버 저항(Rs2)이 제 11 노드(N11)와 제 13 노드(N13) 사이에 연결되고, 제 2 스너버 커패시터(Cs2)가 제 12 노드(N12)와 제 13 노드(N13) 사이에 연결되어 직렬 구조를 이룰 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 3D , in the second snubber circuit S2, a second snubber resistor Rs2 is connected between the eleventh node N11 and the thirteenth node N13, and a second snubber capacitor Cs2 may be connected between the twelfth node N12 and the thirteenth node N13 to form a series structure.

다시 도 2를 볼 때, 제어부(130)는 제 1 내지 제 3 트랜지스터 제어 단자(131~133)와, 소스 전압 입력 단자(134), 드레인 전압 입력 단자(135)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 2 , the controller 130 may include first to third transistor control terminals 131 to 133 , a source voltage input terminal 134 , and a drain voltage input terminal 135 .

입력부(110)의 상호 인덕터(Lm)에 에너지를 충전하기 위해, 제어부(130)는 제 1 트랜지스터 제어 단자(131)를 통해 제 1 트랜지스터(Q1)를 턴 온 시키는 게이트 신호를 전달할 수 있다.In order to charge energy in the mutual inductor Lm of the input unit 110 , the controller 130 may transmit a gate signal for turning on the first transistor Q1 through the first transistor control terminal 131 .

그리고 제어부(130)는 제 3 트랜지스터 제어 단자(133)를 통해 제 3 트랜지스터(Q3)를 턴 온 시키는 게이트 신호를 전달하여, 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압을 제 2 스너버 회로(S2)의 전압으로 클램핑 할 수 있다. In addition, the controller 130 transmits a gate signal for turning on the third transistor Q3 through the third transistor control terminal 133 to convert the drain-source voltage of the second transistor Q2 to the second snubber. It can be clamped by the voltage of the circuit S2.

이때 제 2 스너버 회로(S2)의 전압을 제 2 임계 전압(Vth2) 보다 높게 설정한 경우, 제어부(130)는 제 2 트랜지스터 제어 단자(132)를 통해 제 2 트랜지스터(Q2)를 턴 오프 시키는 게이트 신호를 전달할 수 있다.At this time, when the voltage of the second snubber circuit S2 is set higher than the second threshold voltage Vth2 , the controller 130 turns off the second transistor Q2 through the second transistor control terminal 132 . A gate signal can be transmitted.

이를 위해 제어부(130)는 제 1, 2 임계 전압(Vth1, Vth2)을 설정하고, 저장하도록 할 수 있다.To this end, the controller 130 may set and store the first and second threshold voltages Vth1 and Vth2.

도 4a와 도 4b는 비교예와 본 발명의 일 실시예에서, 제 1, 2 트랜지스터(Q1, Q2)의 드레인-소스 사이의 전압과 전류를 나타낸 파형을 나타낸 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating waveforms showing voltages and currents between drains and sources of the first and second transistors Q1 and Q2 in a comparative example and an embodiment of the present invention.

비교예는 출력부(도 2의 120)에서 제 3 트랜지스터(Q3)와 제 2 스너버 회로(S2)를 제거한 예이다.The comparative example is an example in which the third transistor Q3 and the second snubber circuit S2 are removed from the output unit ( 120 in FIG. 2 ).

비교예와 본 발명의 일 실시예에, 입력 전원(도 2의 Vin)의 전압은 375 V, 스위칭 주파수는 95 KHz, 출력 부하(Rout)의 전압은 12 V, 제 1 누설 인덕턴스(Lk1)는 15.8 μH, 제 2 누설 인덕턴스(Lk2)는 0.4 μH, 상호 인덕터(Lm)의 인덕턴스는 70 μH, 출력 커패시터(Cout)의 커패시턴스는 200 μF, 제 1 스너버 커패시터(Cs1)는 1 nF, 제 1 스너버 저항(Rs1)은 100 KΩ을 가진다.In the comparative example and an embodiment of the present invention, the voltage of the input power supply (Vin in FIG. 2) is 375 V, the switching frequency is 95 KHz, the voltage of the output load Rout is 12 V, and the first leakage inductance Lk1 is 15.8 μH, the second leakage inductance Lk2 is 0.4 μH, the inductance of the mutual inductor Lm is 70 μH, the capacitance of the output capacitor Cout is 200 μF, the first snubber capacitor Cs1 is 1 nF, the first The snubber resistor Rs1 has 100 KΩ.

그리고 게이트 신호를 도시한 파형에서 하이(high) 값은 트랜지스터를 턴 온 시키는 신호이고, 로우(low) 값은 트랜지스터를 턴 오프 시키는 신호를 의미한다.And in the waveform showing the gate signal, a high value indicates a signal that turns on the transistor, and a low value indicates a signal that turns off the transistor.

도 4a에 도시된 비교예의 제 1, 2 구간(t1, t2)은, 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 오프 되고, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 되는 구간이다. 이때 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 온 되는 구간이 중첩될 수 있다.In the first and second sections t1 and t2 of the comparative example illustrated in FIG. 4A , the second transistor Q2 is turned off and the first transistor Q1 is turned on. In this case, a period in which the first transistor Q1 and the second transistor Q2 are turned on may overlap.

이로 인해 제 1 트랜지스터(Q1)의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류와 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류에 각각 스파이크가 발생하게 되며, 이는 EMI 노이즈와 스위칭 손실을 증가시키는 원인이 된다.Due to this, spikes occur in the current flowing between the drain-source of the first transistor Q1 and the current flowing between the drain-source of the second transistor Q2, respectively, which increases EMI noise and switching loss. do.

도 4b에 도시된 본 발명의 일 실시예의 제 3, 4 구간(t3, t4)은, 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 오프 되고, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 되는 구간이다. The third and fourth sections t3 and t4 of the exemplary embodiment illustrated in FIG. 4B are sections in which the second transistor Q2 is turned off and the first transistor Q1 is turned on.

본 발명의 일 실시예에서는, 제 3 트랜지스터(Q3)를 턴 온 시켜, 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이의 전압을 제 2 임계 전압(Vth2) 보다 높은 제 2 스너버 회로(S2)의 전압으로 클램핑 함으로써, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 되기 전에 제 2 트랜지스터(Q2)를 턴 오프 시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the third transistor Q3 is turned on, so that the voltage between the drain and the source of the second transistor Q2 is higher than the second threshold voltage Vth2 in the second snubber circuit S2 By clamping to a voltage of , the second transistor Q2 may be turned off before the first transistor Q1 is turned on.

이에 따라 제 1 트랜지스터(Q1) 의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류와 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류에 각각 발생하던 스파이크의 크기가 줄어들게 되어, EMI 노이즈와 스위칭 손실을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the magnitude of the spikes respectively occurring in the current flowing between the drain-source of the first transistor Q1 and the current flowing between the drain-source of the second transistor Q2 is reduced, thereby reducing EMI noise and switching loss. can

도 5a와 도 5b는 비교예와 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 내지 3 트랜지스터(Q1~Q3)에 인가되는 게이트 신호의 파형을 확대하여 나타낸 도면이다.5A and 5B are enlarged views showing waveforms of gate signals applied to the first to third transistors Q1 to Q3 in a comparative example and an embodiment of the present invention.

도 5a에서는, 도 4a에 도시된 비교예의 제 1 구간(t1)을 확대하였다.In FIG. 5A , the first section t1 of the comparative example shown in FIG. 4A is enlarged.

비교예에서는 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 오프 되기 전에, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 되는 것을 볼 수 있으며, 이로 인해 제 1 트랜지스터(Q1) 의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류와 제 2 트랜지스터(Q2) 의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류에 각각 스파이크가 발생할 수 있다.In the comparative example, it can be seen that the first transistor Q1 is turned on before the second transistor Q2 is turned off, and thus the current flowing between the drain and the source of the first transistor Q1 and the second transistor Q1 are turned on. Each spike may occur in the current flowing between the drain and source of (Q2).

도 5b에서는, 도 4b에 도시된 본 발명의 일 실시예의 제 3 구간(t3)을 확대하였다.In FIG. 5B , the third section t3 of the embodiment of the present invention shown in FIG. 4B is enlarged.

본 발명의 일 실시예에서는 제 2 트랜지스터(Q2)가 턴 오프 되기 전에, 제 3 트랜지스터(Q3)가 턴 온 되는 것을 볼 수 있다. 그리고 제 2 트랜지스터(Q2)의 턴 오프가 완료 된 후에, 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴 온 되는 것을 볼 수 있다.In one embodiment of the present invention, it can be seen that the third transistor Q3 is turned on before the second transistor Q2 is turned off. And after the turn-off of the second transistor Q2 is completed, it can be seen that the first transistor Q1 is turned on.

이에 따라 제 1 트랜지스터(Q1)와 제 2 트랜지스터(Q2)에 인가되는 게이트 신호가 중첩되지 않아, 제 1 트랜지스터(Q1)의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류와 제 2 트랜지스터(Q2)의 드레인-소스 사이를 흐르는 전류에 각각 발생하던 스파이크가 감소할 수 있고, EMI 노이즈와 스위칭 손실을 감소시킬 수 있게 된다.Accordingly, the gate signals applied to the first transistor Q1 and the second transistor Q2 do not overlap, and the current flowing between the drain and source of the first transistor Q1 and the drain-source of the second transistor Q2 do not overlap. The spikes that each occurred in the current flowing between them can be reduced, and EMI noise and switching loss can be reduced.

이와 같이 본 발명을 상기 실시예로 설명하였지만, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.As described above, the present invention has been described with reference to the above embodiments, but various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100 : 동기 정류 플라이백 컨버터 110 : 입력부
120 : 출력부 130 : 제어부
Vin : 입력 전원 Rs1, Rs2 : 제 1, 2 스너버 저항
Cs1, Cs2 : 제 1, 2 스너버 커패시터
Ds1, Ds2 : 제 1, 2 스너버 다이오드
Lm : 상호 인덕터 W1, W2 : 제 1, 2 코일
Q1~Q3 : 제 1 내지 3 트랜지스터 S1, S2 : 제 1, 2 스너버 회로
Cout : 출력 커패시터 Rout : 출력 부하
131~133 : 제 1 내지 3 트랜지스터 제어 단자
134 : 소스 전압 입력 단자 135 : 드레인 전압 입력 단자
100: synchronous rectification flyback converter 110: input unit
120: output unit 130: control unit
Vin: input power Rs1, Rs2: first and second snubber resistors
Cs1, Cs2: first and second snubber capacitors
Ds1, Ds2: 1st, 2nd snubber diode
Lm: mutual inductors W1, W2: 1st, 2nd coil
Q1 to Q3: first to third transistors S1, S2: first and second snubber circuits
Cout : output capacitor Rout : output load
131 to 133: first to third transistor control terminals
134: source voltage input terminal 135: drain voltage input terminal

Claims (9)

입력부와, 상기 입력부와 절연된 출력부를 포함하고,
상기 입력부는 입력 전원과, 제 1 코일, 제 1 트랜지스터를 포함하며,
상기 입력 전원과, 제 1 코일, 제 1 트랜지스터는 회로를 이루고,
상기 출력부는 출력 커패시터와, 제 2 코일, 제 2, 3 트랜지스터, 제 2 스너버 회로를 포함하며,
상기 출력 커패시터와, 제 2 코일, 제 2 트랜지스터는 회로를 이루고,
상기 제 3 트랜지스터와 제 2 스너버 회로는 서로 직렬로 연결되며, 상기 제 2 트랜지스터와 병렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터.
an input unit and an output unit insulated from the input unit;
The input unit includes an input power supply, a first coil, and a first transistor,
The input power source, the first coil, and the first transistor constitute a circuit,
The output unit includes an output capacitor, a second coil, second and third transistors, and a second snubber circuit,
The output capacitor, the second coil, and the second transistor constitute a circuit,
The third transistor and the second snubber circuit are connected in series with each other, and a synchronous rectification flyback converter connected in parallel with the second transistor.
제 1 항에 있어서,
상기 입력부는 상호 인덕터를 더 포함하고,
상기 상호 인덕터는 상기 제 1 코일과 병렬로 연결되며,
상기 입력 전원과, 상호 인덕터, 제 1 트랜지스터는 회로를 이루는 동기 정류 플라이백 컨버터.
The method of claim 1,
The input unit further comprises a mutual inductor,
the mutual inductor is connected in parallel with the first coil,
A synchronous rectification flyback converter in which the input power supply, the mutual inductor, and the first transistor form a circuit.
제 2 항에 있어서,
상기 입력부는 제 1 스너버 회로를 더 포함하고,
상기 입력 전원과, 제 1 스너버 회로, 제 1 트랜지스터는 회로를 이루는 동기 정류 플라이백 컨버터.
3. The method of claim 2,
The input unit further comprises a first snubber circuit,
The input power source, the first snubber circuit, and the first transistor form a circuit synchronous rectification flyback converter.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 스너버 회로는 제 1 저항, 제 1 커패시터, 제 1 다이오드를 포함하고,
상기 제 1 저항과 제 1 커패시터는 서로 병렬로 연결되며, 상기 제 1 다이오드와 직렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터.
4. The method of claim 3,
The first snubber circuit includes a first resistor, a first capacitor, and a first diode;
The first resistor and the first capacitor are connected in parallel with each other, and the synchronous rectification flyback converter is connected in series with the first diode.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제 2 스너버 회로는 제 2 저항, 제 2 커패시터, 제 2 다이오드를 포함하는 동기 정류 플라이백 컨버터.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The second snubber circuit is a synchronous rectification flyback converter comprising a second resistor, a second capacitor, and a second diode.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 저항과 제 2 커패시터는 서로 병렬로 연결되며, 상기 제 2 다이오드와 직렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터.
6. The method of claim 5,
The second resistor and the second capacitor are connected in parallel with each other, and the synchronous rectification flyback converter is connected in series with the second diode.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 저항과 제 2 커패시터는 서로 직렬로 연결되며, 상기 제 2 다이오드와 병렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터.
6. The method of claim 5,
The second resistor and the second capacitor are connected in series with each other, and the synchronous rectification flyback converter is connected in parallel with the second diode.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 저항과 제 2 커패시터는 서로 병렬 또는 직렬로 연결된 동기 정류 플라이백 컨버터.
6. The method of claim 5,
The second resistor and the second capacitor are connected in parallel or series to each other in a synchronous rectification flyback converter.
제 1 항에 있어서,
제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제 2 트랜지스터의 드레인-소스 간 전압이 제 2 임계 전압 보다 클 때, 상기 제 2 트랜지스터를 턴 오프 시키는 신호를 전달하며,
상기 제 3 트랜지스터가 턴 온 되었을 때, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인-소스 간 전압은 상기 제 2 스너버 회로의 전압으로 클램핑 되고, 상기 제 2 스너버 회로의 전압은 상기 제 2 임계 전압 보다 큰 동기 정류 플라이백 컨버터.
The method of claim 1,
further comprising a control unit,
When the drain-source voltage of the second transistor is greater than a second threshold voltage, the controller transmits a signal to turn off the second transistor,
When the third transistor is turned on, the drain-source voltage of the second transistor is clamped to the voltage of the second snubber circuit, and the voltage of the second snubber circuit is greater than the second threshold voltage. Rectification flyback converter.
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