KR20210098769A - Integrated DC/DC Converter with two different loads - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an integrated DC/DC converter with two different loads, which are able to use a built-in forced converter, reduce the volume of total circuits, and have a high electric power density, comprising: a first H-Bridge converter connected to one side of a center tap transformer and having first to fourth switch devices (S1)(S2)(S3)(S4) and operating through the phase transition-type control; the center tap transformer which adjusts the number of three winding units for fitting each load, and increases/reduces the voltage; a second H-Bridge converter connected to the other side of the center tap transformer and connected to the first load (Vo1) and serving as the synchronization rectifier having fifth to eighth switch devices (S5)(S6)(S7)(S8) and serving as a synchronization rectifier; and a voltage-reducing DC/DC converter connected to a second load (Vo2) and having ninth to eleventh switch devices (S9)(S10)(S11) and adjusting the transformed voltage to fit the second load (Vo2).

Description

2가지 부하를 갖는 통합형 ＤＣ/ＤＣ 컨버터{Integrated ＤＣ/ＤＣ Converter with two different loads}Integrated DDC/DDC Converter with two different loads

본 발명은 DC/DC 컨버터에 관한 것으로, 구체적으로 내장된 강압형 컨버터를 사용하여 전체 회로의 부피가 감소하며, 높은 전력밀도를 갖도록 한 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a DC/DC converter, and more particularly, to an integrated DC/DC converter having two loads so that the volume of the entire circuit is reduced by using a built-in step-down converter and has a high power density.

DC/DC 컨버터는 스위칭 동작을 통해 대상으로 하는 정격부하에 최적화되어 동작한다. 서로 다른 2가지 부하를 갖는 상황에서는 2개의 DC/DC 컨버터를 각 부하에 맞게 사용한다. 따라서, 많은 스위치와 수동소자를 사용하게 되어 시스템의 크기가 커지고, 전력밀도가 낮아지게 된다. The DC/DC converter operates optimized for the target rated load through the switching operation. In a situation with two different loads, two DC/DC converters are used for each load. Accordingly, many switches and passive elements are used, thereby increasing the size of the system and lowering the power density.

도 1은 종래 기술의 병렬형 DC/DC 컨버터의 구성도이다.1 is a block diagram of a prior art parallel-type DC/DC converter.

2개의 부하를 갖는 상황에서는 도 1에서와 같이 두 개의 DC/DC 컨버터가 병렬 연결되어 각 부하에 따라 동작하게 된다.In a situation with two loads, two DC/DC converters are connected in parallel to operate according to each load as shown in FIG. 1 .

따라서 각 부하에 맞게 전압을 변환해주는 변압기 2개, 부하에 맞는 동작을 하기 위한 스위치 16개, 인덕터와 커패시터 각각 2개를 사용하게 되어 전체 시스템의 크기가 증가하게 된다.Therefore, two transformers that convert voltage according to each load, 16 switches to operate according to the load, and two each inductor and capacitor are used, thereby increasing the overall system size.

이와 같은 병렬형 DC/DC 컨버터는 두 개의 PSFB(Phase Shifted Full Bridge) 컨버터를 병렬연결한 방식으로 각 변압기의 1차단은 위상천이형 제어를 통해 동작하고, 2차단은 동기정류기 역할을 수행하게 된다. This parallel type DC/DC converter is a method in which two PSFB (Phase Shifted Full Bridge) converters are connected in parallel. The first stage of each transformer operates through phase shift control, and the second stage functions as a synchronous rectifier. .

이러한 방식은 스위치와 소자의 개수를 증가시키기 때문에 보다 적은 스위치와 소자를 사용하여 기존 병렬형 컨버터의 동작을 수행할 수 있는 통합형 DC/DC 컨버터가 필요하다. Since this method increases the number of switches and elements, an integrated DC/DC converter capable of performing the operation of a conventional parallel converter using fewer switches and elements is required.

따라서, 보다 적은 스위치를 사용하여 전력밀도를 높이기 위해서 두 개의 DC/DC 컨버터를 통합한 통합형 DC/DC 컨버터에 관한 기술의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, in order to increase power density by using fewer switches, there is a need to develop a technology for an integrated DC/DC converter in which two DC/DC converters are integrated.

대한민국 공개특허 제10-2012-0001335호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0001335 대한민국 등록특허 제10-1333586호Republic of Korea Patent No. 10-1333586

본 발명은 종래 기술의 2개의 부하에 대응하기 위한 병렬형 DC/DC 컨버터의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내장된 강압형 컨버터를 사용하여 전체 회로의 부피가 감소하며, 높은 전력밀도를 갖도록 한 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of a parallel DC/DC converter for responding to two loads of the prior art, and by using a built-in step-down converter, the volume of the entire circuit is reduced and a high power density is achieved. It is an object to provide an integrated DC/DC converter with branch loads.

본 발명은 보다 적은 스위치를 사용하여 전력밀도를 높이기 위해서 두 개의 DC/DC 컨버터를 통합한 통합형 DC/DC 컨버터를 구성하고, 센터탭 변압기를 사용하여 각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압하여 변환 효율을 높인 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention configures an integrated DC/DC converter that integrates two DC/DC converters to increase power density using fewer switches, and adjusts the number of three windings for each load using a center tap transformer to adjust the voltage An object of the present invention is to provide an integrated DC/DC converter having two loads with increased conversion efficiency by step-up/step-down.

본 발명은 통합형 DC/DC 컨버터 구현으로 병렬형 DC/DC 컨버터에 비해 변압기 수를 줄이고, 전체 스위치 소자를 30% 이상 줄여 시스템 크기를 줄이고, 전력밀도를 높일 수 있도록 한 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention implements an integrated DC/DC converter, which reduces the number of transformers compared to a parallel DC/DC converter, reduces the total switch element by 30% or more, thereby reducing the system size and increasing the power density. The purpose is to provide a /DC converter.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터는 센터탭 변압기의 일측에 연결되고, 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖고 위상천이형 제어를 통해서 동작하는 제 1 H-Bridge 컨버터;각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압하는 센터탭 변압기;센터탭 변압기의 타측에 연결되고, 제 1 부하(Vo1)가 연결되어 제 5,6,7,8 스위치 소자(S5)(S6)(S7)(S8)를 갖고 동기정류기의 역할을 수행하는 제 2 H-Bridge 컨버터;제 2 부하(Vo2)가 연결되어 제 9,10,11 스위치 소자(S9)(S10)(S11)를 갖고 변압된 전압을 제 2 부하(Vo2)에 맞게 조정하는 강압형 DC/DC 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention for achieving the above object is connected to one side of the center tap transformer, and the first, second, third, and fourth switch elements (S 1 ) (S 2 ) A first H-Bridge converter having (S 3 ) (S 4 ) and operating through phase shift type control; Center-tap transformer that increases/falls voltage by adjusting the number of three windings for each load; Center-tap transformer is connected to the other side, the first load (V o1) is connected claim 5,6,7,8 switch element (S 5) (S 6) (S 7) have a (S 8), which acts as a synchronous rectifier a second H-Bridge converter, a second load (V o2) is connected to the switch element 9,10,11 (S 9) (S 10) a second load voltage of the transformer has a (S 11) (V o2) It is characterized in that it includes; a step-down DC/DC converter to adjust to suit.

여기서, 제 1 부하(Vo1)에 대해서는 Np : (Ns+Nt)의 권선비로 전압을 조정하고, 제 2 부하(Vo2)에 대해서는 Np:Nt 의 권선비로 전압을 조정하는 것을 특징으로 한다.Here, for the first load (V o1 ), the voltage is adjusted with a turns ratio of N p : (N s +N t ), and for the second load (V o2 ), the voltage is adjusted with a turns ratio of N p :N t characterized in that

그리고 제 1 부하(Vo1)에 대해서는 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖는 제 1 H-Bridge 컨버터와 제 5,6,7,8 스위치 소자(S5)(S6)(S7)(S8)를 갖는 제 2 H-Bridge 컨버터를 사용하여 동작하고, 제 1 H-Bridge 컨버터는 위상천이형 제어를 통해서 동작하고 제 2 H-Bridge 컨버터는 동기정류기의 역할을 수행하는 것을 특징으로 한다.And the first and fourth switching elements for the first load (V o1) (S 1) (S 2) (S 3) (S 4) of claim 1 H-Bridge Converter with claim 5 and 6 having, A second H-Bridge converter having 7,8 switch elements (S 5 ) (S 6 ) (S 7 ) (S 8 ) is used to operate, and the first H-Bridge converter operates through a phase shift type control and The second H-Bridge converter is characterized in that it performs the role of a synchronous rectifier.

그리고 제 2 부하(Vo2)에 대해서는 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖는 제 1 H-Bridge 컨버터와 제 9,10,11 스위치 소자(S9)(S10)(S11)를 갖는 강압형 DC/DC 컨버터를 사용하여 동작하는 것을 특징으로 한다.And for the second load (V o2 ), the first H-Bridge converter with the first, second, and third switch elements (S 1 ) (S 2 ) (S 3 ) (S 4 ) and the 9, 10, 11 It is characterized in that it operates using a step-down DC/DC converter having a switch element (S 9 ) (S 10 ) (S 11 ).

그리고 제 1 H-Bridge 컨버터는 제 1 부하(Vo1)를 기준으로 위상천이 제어를 통해 제 2 부하(Vo2)에도 동일하게 동작하고, Np:Nt 의 권선비로 변압된 전압을 강압형 DC/DC 컨버터를 사용하여 제 2 부하(Vo2)에 맞게 조정하는 것을 특징으로 한다.And the first H-Bridge converter operates in the same manner to the second load (V o2 ) through phase shift control based on the first load (V o1 ), and converts the voltage converted to a turns ratio of N p :N t into a step-down type. It is characterized in that it is adjusted according to the second load (V o2 ) using a DC/DC converter.

그리고 강압형 DC/DC 컨버터는, 제 1,4 스위치 소자(S1)(S4)가 동시에 켜질 때 제 9,11 스위치 소자(S9)(S11)가 듀티를 조정하여 켜지며 동작하게 되고, 그 이외의 상황에서는 제 9,11 스위치 소자(S9)(S11)가 꺼지고 제 10 스위치 소자(S10)가 켜져 프리윌링 모드로 동작하며 전압을 조정하는 것을 특징으로 한다.And the step-down DC / DC converter, the first and fourth switch elements (S 1 ) (S 4 ) when the 9th and 11th switch elements (S 9 ) (S 11 ) are turned on and operated by adjusting the duty when they are turned on at the same time and, in other situations, the ninth and eleventh switch elements (S 9 ) (S 11 ) are turned off and the tenth switch element (S 10 ) is turned on to operate in a freewheeling mode and to adjust the voltage.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터는 다음과 같은 효과가 있다.The integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention as described above has the following effects.

첫째, 내장된 강압형 컨버터를 사용하여 전체 회로의 부피가 감소하며, 높은 전력밀도를 갖도록 한 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터를 제공한다,First, by using the built-in step-down converter, the overall circuit volume is reduced, and an integrated DC/DC converter with two loads is provided to have high power density.

둘째, 보다 적은 스위치를 사용하여 전력밀도를 높이기 위해서 두 개의 DC/DC 컨버터를 통합한 통합형 DC/DC 컨버터를 구성하고, 센터탭 변압기를 사용하여 각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압하여 변환 효율을 높인다.Second, to increase power density using fewer switches, an integrated DC/DC converter that integrates two DC/DC converters is configured, and the voltage is adjusted by adjusting the number of three windings for each load using a center tap transformer. Increases conversion efficiency by step-up/step-down.

셋째, 통합형 DC/DC 컨버터 구현으로 병렬형 DC/DC 컨버터에 비해 변압기 수를 줄이고, 전체 스위치 소자를 30% 이상 줄여 시스템 크기를 줄이고, 전력밀도를 높일 수 있도록 한다.Third, by implementing an integrated DC/DC converter, the number of transformers is reduced compared to a parallel-type DC/DC converter, and the total switch element is reduced by more than 30% to reduce the system size and increase the power density.

도 1은 종래 기술의 병렬형 DC/DC 컨버터의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 구성도
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 동작 상태 및 파형도
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 부하 변동에 따른 효율 특성 그래프1 is a block diagram of a prior art parallel-type DC/DC converter;
2 is a block diagram of an integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention;
3A to 3C are operational state and waveform diagrams of an integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention;
4A and 4B are graphs of efficiency characteristics according to load variation of an integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention will be described in detail as follows.

본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the integrated DC/DC converter with two loads according to the present invention will become apparent from the detailed description of each embodiment below.

도 2는 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 구성도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 동작 상태 및 파형도이다.2 is a block diagram of an integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention, and FIGS. 3A to 3C are operational states and waveform diagrams of the integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention.

본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터는 내장된 강압형 컨버터를 사용하여 전체 회로의 부피가 감소하며, 높은 전력밀도를 갖도록 한 것이다.The integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention uses a built-in step-down converter to reduce the overall circuit volume and to have a high power density.

이를 위하여, 보다 적은 스위치를 사용하여 전력밀도를 높이기 위해서 두 개의 DC/DC 컨버터를 통합한 통합형 DC/DC 컨버터를 구성하고, 센터탭 변압기를 사용하여 각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압하여 변환 효율을 높이는 구성을 포함할 수 있다.To this end, an integrated DC/DC converter that integrates two DC/DC converters is configured to increase power density using fewer switches, and the number of three windings is adjusted according to each load using a center tap transformer to adjust the voltage It may include a configuration to increase the conversion efficiency by step-up / step-down.

본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터는 도 2에서와 같이, 센터탭 변압기(20)의 일측에 연결되고, 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖고 위상천이형 제어를 통해서 동작하는 제 1 H-Bridge 컨버터(10)와, 각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압하는 센터탭 변압기(20)와, 센터탭 변압기(20)의 타측에 연결되고, 제 1 부하(Vo1)가 연결되어 제 5,6,7,8 스위치 소자(S5)(S6)(S7)(S8)를 갖고 동기정류기의 역할을 수행하는 제 2 H-Bridge 컨버터(30)와, 제 2 부하(Vo2)가 연결되어 제 9,10,11 스위치 소자(S9)(S10)(S11)를 갖고 변압된 전압을 제 2 부하(Vo2)에 맞게 조정하는 강압형 DC/DC 컨버터(40)를 포함한다.The integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention is connected to one side of the center tap transformer 20, as shown in FIG. 2, and the first, second, third, and fourth switch elements (S 1 ) (S 2 ) ) (S 3 ) (S 4 ) and a first H-Bridge converter 10 operating through phase shift control, and a center tap transformer that increases/steps voltage by adjusting the number of three windings according to each load (20) and connected to the other side of the center tap transformer 20, the first load (V o1 ) is connected to the 5th , 6th , 7th , 8th switch element (S 5 ) (S 6 ) (S 7 ) ( S 8 ) and a second H-Bridge converter 30 serving as a synchronous rectifier, and a second load (V o2 ) are connected to the ninth , 10 , and 11th switch elements (S 9 ) (S 10 ) ( S 11 ) and a step-down DC/DC converter 40 for adjusting the transformed voltage to the second load (V o2 ).

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 통합형 DC/DC 컨버터는 센터탭 변압기(20)를 사용하여 각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압한다. The integrated DC/DC converter according to the present invention having such a configuration adjusts the number of three windings according to each load using the center-tap transformer 20 to increase/decrease the voltage.

즉, 제 1 부하(Vo1)에 대해서는 Np : (Ns+Nt)의 권선비로 전압을 조정하고, 제 2 부하(Vo2)에 대해서는 Np:Nt의 권선비로 전압을 조정한다. That is, the voltage is adjusted with a turns ratio of N p : (N s +N t ) for the first load (V o1 ), and the voltage is adjusted with a turns ratio of N p :N t for the second load (V o2 ) .

또한, 제 1 부하(Vo1)에 대해서는 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖는 제 1 H-Bridge 컨버터(10)와 제 5,6,7,8 스위치 소자(S5)(S6)(S7)(S8)를 갖는 제 2 H-Bridge 컨버터(30)를 사용하여 동작하고, 제 1 H-Bridge 컨버터(10)는 위상천이형 제어를 통해서 동작하고 제 2 H-Bridge 컨버터(30)는 동기정류기의 역할을 수행한다. In addition, for the first load (V o1 ), the first H-Bridge converter 10 and the first having the first, second , third , and fourth switch elements (S 1 ) (S 2 ) (S 3 ) (S 4 ) operating using a second H-Bridge converter 30 having 5,6,7,8 switch elements S 5 (S 6 ) (S 7 ) (S 8 ), the first H-Bridge converter 10 ) operates through the phase shift type control, and the second H-Bridge converter 30 serves as a synchronous rectifier.

제 2 부하(Vo2)에 대해서는 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖는 제 1 H-Bridge 컨버터(10)와 제 9,10,11 스위치 소자(S9)(S10)(S11)를 갖는 강압형 DC/DC 컨버터(40)를 사용하여 동작한다.For the second load (V o2 ), the first H-Bridge converter 10 and the ninth with the first, second, and third switch elements (S 1 ) (S 2 ) (S 3 ) (S 4 ) It operates using a step-down DC/DC converter 40 having 10,11 switch elements (S 9 ) (S 10 ) (S 11 ).

이때 제 1 H-Bridge 컨버터(10)는 제 1 부하(Vo1)를 기준으로 위상천이 제어를 통해 제 2 부하(Vo2)에도 동일하게 동작하고, Np:Nt 의 권선비로 변압된 전압을 강압형 DC/DC 컨버터(40)를 사용하여 제 2 부하(Vo2)에 맞게 조정한다.At this time, the first H-Bridge converter 10 operates in the same manner to the second load (V o2 ) through phase shift control based on the first load (V o1 ), and the voltage converted to a turns ratio of N p :N t is adjusted according to the second load (V o2 ) using the step-down DC/DC converter 40 .

내장된 강압형 DC/DC 컨버터(40)는 도 3a와 도 3b에서와 같은 방식으로 동작한다.The built-in step-down DC/DC converter 40 operates in the same manner as in FIGS. 3A and 3B .

즉, 제 1,4 스위치 소자(S1)(S4)가 동시에 켜질 때 제 9,11 스위치 소자(S9)(S11)가 듀티를 조정하여 켜지며 동작하게 되고, 그 이외의 상황에서는 제 9,11 스위치 소자(S9)(S11)가 꺼지고 제 10 스위치 소자(S10)가 켜져 프리윌링 모드로 동작하며 전압을 조정하게 된다.That is, when the first and fourth switch elements (S 1 ) (S 4 ) are turned on at the same time, the ninth and eleventh switch elements (S 9 ) (S 11 ) are turned on and operated by adjusting the duty, and in other situations The ninth and eleventh switch elements (S 9 ) (S 11 ) are turned off and the tenth switch element (S 10 ) is turned on to operate in a freewheeling mode to adjust the voltage.

이와 같은 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터는 병렬형 DC/DC 컨버터에 비해 변압기가 줄고, 총 스위치가 30% 이상 줄기 때문에 시스템의 부피가 줄고, 이에 따라 전력밀도가 커지는 장점이 있다.The integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention has the advantage of reducing the number of transformers and reducing the total number of switches by 30% or more compared to the parallel-type DC/DC converter, thereby reducing the volume of the system and thus increasing the power density. There is this.

도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터의 부하 변동에 따른 효율 특성 그래프이다.4A and 4B are graphs of efficiency characteristics according to load variation of an integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention.

Vin : 300V, Vo1 : 450V, Po1 : 3.3kW, Vo2 : 12V, Po2 : 1.1kW 이고, Po2는 정격 1.1kW 유지한 상태로, Po1의 부하를 0~3.3kW로 변화하며 도출한 효율을 나타낸 것이다. V in: 300V, V o1: 450V, P o1: 3.3kW, V o2: 12V, P o2: and in 1.1kW, while keeping P o2 is rated 1.1kW, changes in the load on the P o1 to 0 ~ 3.3kW and the resulting efficiencies are shown.

본 발명에 따른 통합형 DC/DC 컨버터는 분리된 병렬형 DC/DC 컨버터에 비해 스위치의 개수를 30%이상 감소시키고, 다른 소자들의 개수도 줄인 상태로 두 개의 부하조건을 만족시키며 동작한다.The integrated DC/DC converter according to the present invention reduces the number of switches by 30% or more compared to a separate parallel DC/DC converter and operates while satisfying two load conditions while reducing the number of other elements.

즉, 시스템의 부피를 줄여 전력밀도를 높이고, 사용되는 소자 수의 감소로 경제성이 증가한다는 장점이 있다.That is, there are advantages in that the power density is increased by reducing the volume of the system, and economic efficiency is increased by reducing the number of elements used.

또한, 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖는 제 1 H-Bridge 컨버터(10)의 제어는 동일한 채로 두 부하에 대한 제어가 진행되기 때문에, 두 개의 DC/DC 컨버터를 사용하는 회로보다 제어의 복잡성도 낮아진다는 장점이 있다.In addition, the control of the first H-Bridge converter 10 having the first, second, third, and fourth switch elements (S 1 ) (S 2 ) (S 3 ) (S 4 ) remains the same while the control of the two loads is As it proceeds, there is an advantage that the complexity of control is lower than that of a circuit using two DC/DC converters.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터는 내장된 강압형 컨버터를 사용하여 전체 회로의 부피가 감소하며, 높은 전력밀도를 갖도록 한 것이다.The integrated DC/DC converter having two loads according to the present invention described above uses a built-in step-down converter to reduce the overall circuit volume and to have a high power density.

또한, 보다 적은 스위치를 사용하여 전력밀도를 높이기 위해서 두 개의 DC/DC 컨버터를 통합한 통합형 DC/DC 컨버터를 구성하고, 센터탭 변압기를 사용하여 각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압하여 변환 효율을 높이는 것이다.In addition, to increase power density using fewer switches, an integrated DC/DC converter that integrates two DC/DC converters is configured, and the voltage is adjusted by adjusting the number of three windings for each load using a center tap transformer. It is to increase the conversion efficiency by step-up/step-down.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention as described above.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense, the scope of the present invention is indicated in the claims rather than in the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto are included in the present invention. will have to be interpreted

10. 제 1 H-Bridge 컨버터
20. 센터탭 변압기
30. 제 2 H-Bridge 컨버터
40. 강압형 DC/DC 컨버터10. 1st H-Bridge Converter
20. Center tap transformer
30. 2nd H-Bridge Converter
40. Step-Down DC/DC Converters

Claims (6)

센터탭 변압기의 일측에 연결되고, 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖고 위상천이형 제어를 통해서 동작하는 제 1 H-Bridge 컨버터;
각 부하에 맞게 3개의 권선 수를 조정하여 전압을 승/강압하는 센터탭 변압기;
센터탭 변압기의 타측에 연결되고, 제 1 부하(Vo1)가 연결되어 제 5,6,7,8 스위치 소자(S5)(S6)(S7)(S8)를 갖고 동기정류기의 역할을 수행하는 제 2 H-Bridge 컨버터;
제 2 부하(Vo2)가 연결되어 제 9,10,11 스위치 소자(S9)(S10)(S11)를 갖고 변압된 전압을 제 2 부하(Vo2)에 맞게 조정하는 강압형 DC/DC 컨버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터.A first H-Bridge connected to one side of the center tap transformer, having first , second, third, and fourth switch elements (S 1 ) (S 2 ) (S 3 ) (S 4 ) and operating through phase shift type control converter;
A center tap transformer that boosts/steps voltage by adjusting the number of windings for each load;
It is connected to the other side of the center tap transformer, and the first load (V o1 ) is connected to have the 5th , 6th , 7th , and 8th switch elements (S 5 ) (S 6 ) (S 7 ) (S 8 ) of the synchronous rectifier a second H-Bridge converter to serve;
Step-down type DC to which the second load (V o2 ) is connected and has the 9th , 10 , and 11th switch elements (S 9 ) (S 10 ) (S 11 ) and adjusts the transformed voltage to the second load (V o2 ) /DC converter; Integrated DC/DC converter with two loads, characterized in that it includes. 제 1 항에 있어서, 제 1 부하(Vo1)에 대해서는 Np : (Ns+Nt)의 권선비로 전압을 조정하고, 제 2 부하(Vo2)에 대해서는 Np:Nt 의 권선비로 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터.According to claim 1, wherein the voltage is regulated with a turns ratio of N p : (N s +N t ) for the first load (V o1 ), and at a turns ratio of N p :N t for the second load (V o2 ) Integrated DC/DC converter with two loads, characterized by regulating voltage. 제 2 항에 있어서, 제 1 부하(Vo1)에 대해서는 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖는 제 1 H-Bridge 컨버터와 제 5,6,7,8 스위치 소자(S5)(S6)(S7)(S8)를 갖는 제 2 H-Bridge 컨버터를 사용하여 동작하고,
제 1 H-Bridge 컨버터는 위상천이형 제어를 통해서 동작하고 제 2 H-Bridge 컨버터는 동기정류기의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터.3. The method of claim 2, wherein the first H-Bridge converter having first, second , third , and fourth switch elements (S 1 ) (S 2 ) (S 3 ) (S 4 ) for the first load (V o1 ); operating using a second H-Bridge converter having a fifth , sixth , seventh , eighth switch element (S 5 ) (S 6 ) (S 7 ) (S 8 ),
An integrated DC/DC converter with two loads, characterized in that the first H-Bridge converter operates through phase shift control and the second H-Bridge converter functions as a synchronous rectifier. 제 2 항에 있어서, 제 2 부하(Vo2)에 대해서는 제 1,2,3,4 스위치 소자(S1)(S2)(S3)(S4)를 갖는 제 1 H-Bridge 컨버터와 제 9,10,11 스위치 소자(S9)(S10)(S11)를 갖는 강압형 DC/DC 컨버터를 사용하여 동작하는 것을 특징으로 하는 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터.3. The method of claim 2, wherein for the second load (V o2 ), the first H-Bridge converter having first, second , third , and fourth switch elements (S 1 ) (S 2 ) (S 3 ) (S 4 ) and An integrated DC/DC converter with two loads, characterized in that it operates using a step-down DC/DC converter having the ninth , tenth and eleventh switch elements (S 9 ) (S 10 ) (S 11 ). 제 4 항에 있어서, 제 1 H-Bridge 컨버터는 제 1 부하(Vo1)를 기준으로 위상천이 제어를 통해 제 2 부하(Vo2)에도 동일하게 동작하고, Np:Nt 의 권선비로 변압된 전압을 강압형 DC/DC 컨버터를 사용하여 제 2 부하(Vo2)에 맞게 조정하는 것을 특징으로 하는 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터.5. The method of claim 4, wherein the first H-Bridge converter operates in the same manner to the second load (V o2 ) through phase shift control based on the first load (V o1 ), and transforms with a turns ratio of N p :N t An integrated DC/DC converter with two loads, characterized in that the voltage is adjusted to the second load (V o2 ) using a step-down DC/DC converter. 제 1 항에 있어서, 강압형 DC/DC 컨버터는,
제 1,4 스위치 소자(S1)(S4)가 동시에 켜질 때 제 9,11 스위치 소자(S9)(S11)가 듀티를 조정하여 켜지며 동작하게 되고, 그 이외의 상황에서는 제 9,11 스위치 소자(S9)(S11)가 꺼지고 제 10 스위치 소자(S10)가 켜져 프리윌링 모드로 동작하며 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 2가지 부하를 갖는 통합형 DC/DC 컨버터.
According to claim 1, wherein the step-down DC / DC converter,
When the first and fourth switch elements (S 1 ) (S 4 ) are turned on at the same time, the ninth and eleventh switch elements (S 9 ) (S 11 ) are turned on and operated by adjusting the duty, and in other situations, the ninth An integrated DC/DC converter with two loads, characterized in that the 11 switch element (S 9 ) (S 11 ) is turned off and the tenth switch element (S 10 ) is turned on to operate in a freewheeling mode and adjust the voltage.
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