KR20220081110A - Ac-dc converter with integrated bridgeless pfc converter and phase-shifted full-bridge resonant dc-dc converter - Google Patents

Ac-dc converter with integrated bridgeless pfc converter and phase-shifted full-bridge resonant dc-dc converter Download PDF

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Abstract

본 발명은 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 단일 스테이지로 구성되어 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 종래의 AC-DC 컨버터 대비 소자의 개수를 줄일 수 있으며, AC-DC 컨버터의 가격을 절감할 수 있고, 부피를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 AC-DC 컨버터는 브릿지 다이오드로 인해 발생하는 도통 손실이 없어 전력 변환 효율을 크게 향상시킬 수 있다.In the present invention, the bridgeless PFC converter and the phase shift full-bridge DC-DC converter are configured in a single stage. According to the present invention, the number of elements can be reduced compared to the conventional AC-DC converter, the price of the AC-DC converter can be reduced, and the volume can be reduced. In addition, the AC-DC converter according to the present invention can greatly improve power conversion efficiency because there is no conduction loss caused by the bridge diode.

Figure P1020200170614
Figure P1020200170614

Description

브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터{AC-DC CONVERTER WITH INTEGRATED BRIDGELESS PFC CONVERTER AND PHASE-SHIFTED FULL-BRIDGE RESONANT DC-DC CONVERTER}AC-DC CONVERTER WITH INTEGRATED BRIDGELESS PFC CONVERTER AND PHASE-SHIFTED FULL-BRIDGE RESONANT DC-DC CONVERTER

본 발명은 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터의 스위치들이 역률 보상 및 위상 천이 방식에 따른 전력 전달에 모두 활용될 수 있도록 함으로써, 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터를 단일 스테이지(single-stage)로 통합시킨 AC-DC 컨버터에 관한 것이다.The present invention enables the switches of the phase shift full-bridge DC-DC converter to be utilized for both power factor compensation and power transfer according to the phase shift method, thereby providing a bridgeless PFC converter and a phase shift full-bridge DC-DC converter in a single stage. -stage) integrated AC-DC converter.

전기 자동차는 친환경 자동차의 한 종류로서, 화석 연료 대신 전기 에너지를 이용하여 구동된다. 전기 자동차는 지구 온난화, 국제 유가, 주요국의 연비 규제 강화 등 여러 요인으로 인해 수요가 증가하는 추세에 있다. 이러한 추세에 맞춰, 최근에는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 전기 자동차에 탑재된 배터리를 충전시키는 OBC(On Board Charger)의 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있다. 전기 자동차의 원가를 절감하고, 전기 자동차에 탑재된 배터리의 충전 시간을 단축시키기 위해서는, OBC의 고전력 밀도화, OBC를 구성하는 소자의 개수 감소, 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키는 효율의 향상 등이 필요하다.An electric vehicle is a type of eco-friendly vehicle, and is driven by using electric energy instead of fossil fuel. Demand for electric vehicles is on the rise due to several factors, such as global warming, international oil prices, and tightening fuel economy regulations in major countries. In line with this trend, recently, research and development of an On Board Charger (OBC) that converts AC power into DC power to charge a battery mounted in an electric vehicle is being actively conducted. In order to reduce the cost of the electric vehicle and shorten the charging time of the battery mounted in the electric vehicle, high power density of OBC, reduction of the number of elements constituting the OBC, improvement of the efficiency of converting AC power into DC power, etc. need.

도 1은 종래 OBC의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a conventional OBC.

도 1에 도시된 바와 같이, OBC는 PFC(power factor correction) 컨버터(21), 링크 커패시터(CLink) 및 DC-DC 컨버터(22)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the OBC includes a power factor correction (PFC) converter 21 , a link capacitor C Link , and a DC-DC converter 22 .

PFC 컨버터(21)는 교류 전원부(10)에서 공급되는 교류 전력의 역률을 보상한다. 즉, PFC 컨버터(21)는 교류 전원부(10)에서 공급되는 교류 전력의 전압과 전류의 위상을 동기화시키고, 전력 품질을 가공하여 교류 전원부(10)에서 공급되는 교류 전력에서 무효전력 성분을 최소화시킨다. 여기서, 교류 전원부(10)는 전력 공급사(예를 들어, 한국 전력 공사)의 교류 전력을 공급하는 그리드가 이에 해당될 수 있다.The PFC converter 21 compensates the power factor of the AC power supplied from the AC power supply unit 10 . That is, the PFC converter 21 synchronizes the phases of the voltage and current of the AC power supplied from the AC power supply unit 10 , and processes the power quality to minimize the reactive power component in the AC power supplied from the AC power supply unit 10 . . Here, the AC power supply unit 10 may correspond to a grid that supplies AC power from a power supplier (eg, Korea Electric Power Corporation).

또한, PFC 컨버터(21)는 교류 전원부(10)에서 공급되는 교류 전력의 전압(예를 들어, Vac = 240V)을 380V의 전압(즉, VLink = 380V)을 갖는 직류 전력으로 변환하여 링크 커패시터(CLink)에 제공할 수 있다. 링크 커패시터(CLink)는 상기 직류 전력을 임시로 저장하는 역할을 한다.In addition, the PFC converter 21 converts the voltage (eg, V ac = 240V) of the AC power supplied from the AC power supply unit 10 into DC power having a voltage of 380V (ie, V Link = 380V) to link It can be provided to the capacitor (C Link ). The link capacitor C Link serves to temporarily store the DC power.

DC-DC 컨버터(22)는 링크 커패시터(CLink)에 저장된 직류 전력의 전압을 변환하여 부하(30)에 제공한다. 예를 들어, 부하(30)가 배터리일 경우, DC-DC 컨버터(22)는 380V의 전압을 갖는 직류 전력을, 배터리를 충전시키기 위한 전압(예를 들어, VO = 400V)으로 변환하여 배터리에 제공할 수 있다.The DC-DC converter 22 converts the voltage of the DC power stored in the link capacitor C Link and provides it to the load 30 . For example, when the load 30 is a battery, the DC-DC converter 22 converts DC power having a voltage of 380V into a voltage for charging the battery (eg, V O = 400V) to convert the battery can be provided to

이와 같이, 종래의 OBC는 PFC 컨버터(21)와 DC-DC 컨버터(22)가 링크 커패시터(CLink)를 사이에 두고 2-스테이지(two-stage)로 구성되어 있다.As described above, in the conventional OBC, the PFC converter 21 and the DC-DC converter 22 are configured in two-stage with the link capacitor C Link interposed therebetween.

도 2는 2-스테이지로 구성되어 있는 종래의 AC-DC 컨버터를 도시한 도면이다.2 is a view showing a conventional AC-DC converter configured in two stages.

도 1과 마찬가지로, 도 2에 도시된 AC-DC 컨버터는 PFC 컨버터(21), 링크 커패시터(CLink) 및 DC-DC 컨버터(22)를 포함한다. 또한, 도 2에 도시된 AC-DC 컨버터는 제어부(23)를 포함하며, 상기 제어부(23)는 PFC 컨버터(21)를 구성하고 있는 스위치(Qb)와 DC-DC 컨버터(22)를 구성하고 있는 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 동작을 제어한다.1 , the AC-DC converter shown in FIG. 2 includes a PFC converter 21 , a link capacitor C Link , and a DC-DC converter 22 . In addition, the AC-DC converter shown in FIG. 2 includes a control unit 23 , and the control unit 23 configures the switch Q b constituting the PFC converter 21 and the DC-DC converter 22 . It controls the switching operation of the switch (Q 1 , Q 2 ) being operated.

PFC 컨버터(21)는 교류 전력을 공급하는 교류 전원부(10)에 브릿지 구조로 연결되는 4개의 브릿지 다이오드(Drec1, Drec2, Drec3, Drec4)를 포함하며, 인덕터(Lb), 스위치(Qb) 및 다이오드(Db)로 이루어지는 부스트 컨버터 역시 포함한다.The PFC converter 21 includes four bridge diodes (D rec1 , D rec2 , D rec3 , D rec4 ) connected to the AC power supply unit 10 for supplying AC power in a bridge structure, and an inductor (L b ), a switch Also includes a boost converter consisting of (Q b ) and a diode (D b ).

교류 전원부(10)에서 출력되는 교류 전압은 브릿지 다이오드(Drec1, Drec2, Drec3, Drec4)에 의해 정류된다. 이후 브릿지 다이오드(Drec1, Drec2, Drec3, Drec4)에 의해 정류된 전압은 인덕터(Lb), 스위치(Qb) 및 다이오드(Db)로 이루어지는 부스트 컨버터에 의해 역률이 보상됨과 함께 승압된다. 역률이란 교류 회로에서 유효 전력과 무효 전력의 비를 의미한다. 교류 회로에서 역률이 낮다는 것은 유효 전력 대비 무효 전력의 크기가 크다는 것을 의미하며, 이 경우에는 교류의 고주파 성분 때문에 EMI(Electro Magnetic Interference) 문제가 발생하고, 실효 전류가 켜져 스위치의 도통 손실 및 턴-오프 손실이 크게 발생하게 된다. 이에 따라 교류 회로에서는 역률을 보상하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같은 부스트 컨버터가 필요하다.The AC voltage output from the AC power supply unit 10 is rectified by the bridge diodes D rec1 , D rec2 , D rec3 , D rec4 . Then, the voltage rectified by the bridge diodes (D rec1 , D rec2 , D rec3 , D rec4 ) is compensated for by the boost converter composed of the inductor (L b ), the switch (Q b ) and the diode (D b ). is boosted Power factor refers to the ratio of active power to reactive power in an AC circuit. A low power factor in an AC circuit means that the magnitude of reactive power is large compared to active power. - The off-loss is large. Accordingly, in order to compensate the power factor in the AC circuit, a boost converter as shown in FIG. 2 is required.

제어부(23)는 스위치(Qb)의 스위칭 동작을 제어한다. 이때 스위치(Qb)는 대략 수십~수백 kHz의 스위칭 주파수로 제어된다. 스위치(Qb)의 스위칭 주파수는 제어부(23)의 듀티 제어 방식(즉, 고정 듀티 방식 또는 가변 듀티 방식)에 따라, 그리고 인덕터(Lb)를 통해 흐르는 전류의 형태에 따라 DCM(Discontinuous Conduction Mode), CCM(continuous conduction mode) 또는 BCM(Boundary Conduction Mode)으로 제어될 수 있다.The control unit 23 controls the switching operation of the switch Q b . At this time, the switch (Q b ) is controlled with a switching frequency of approximately several tens to several hundreds of kHz. The switching frequency of the switch Q b depends on the duty control method of the control unit 23 (ie, a fixed duty method or a variable duty method), and according to the type of current flowing through the inductor L b , DCM (Discontinuous Conduction Mode) ), CCM (continuous conduction mode) or BCM (Boundary Conduction Mode) can be controlled.

제어부(23)가 스위치(Qb)를 온으로 동작시킬 경우, 브리지 다이오드(DB1, DB2, DB3, DB4)에 의해 정류된 전압에 기반한 입력 전류가 도 2의 ①번 경로를 통해 흐르면서 인덕터(Lb)에 전기 에너지가 저장된다(build-up 모드). 이후 제어부(23)가 스위치(Qb)를 오프로 동작시킬 경우, 인덕터(Lb)에 저장된 전기 에너지와 상기 입력 전류에 기반한 전기 에너지가 도 2의 ②번 경로를 통해 링크 커패시터(CLink)에 저장된다(powering 모드). 이때 링크 커패시터(CLink)에는 예를 들어 380V의 전압을 갖는 직류 전력이 저장될 수 있다.When the control unit 23 turns on the switch Q b , the input current based on the voltage rectified by the bridge diodes D B1 , D B2 , D B3 , D B4 passes through the path ① in FIG. 2 . As it flows, electrical energy is stored in the inductor L b (build-up mode). Then, when the control unit 23 operates the switch (Q b ) to be off, the electrical energy stored in the inductor (L b ) and the electrical energy based on the input current are transferred to the link capacitor (C Link ) through the path ② in FIG. 2 . stored in (powering mode). In this case, DC power having a voltage of, for example, 380V may be stored in the link capacitor C Link .

도 2에 도시된 DC-DC 컨버터(22)는 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터이다. 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터는 고전류 및 고용량 사양에서 전력 변환의 효율 특성이 우수하다. 도 2에서 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터를 구성하고 있는 스위치(Q1, Q2, Q3, Q4)의 스위칭 주파수는 제어부(23)에 의해 제어된다. 특히, 제어부(23)는 스위치(Q3, Q4)의 스위칭 듀티가 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 듀티 대비 특정 각도 만큼 위상이 지연되도록 제어한다. 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터는 링크 커패시터(CLink)에 저장된 직류 전력의 전압을 변환하여 부하(30)에 제공한다. 예를 들어, 부하(30)가 배터리일 경우, DC-DC 컨버터(22)는 380V의 전압을 갖는 직류 전력을, 배터리를 충전시키기 위한 전압(예를 들어, VO = 400V)으로 변환하여 배터리에 제공할 수 있다.The DC-DC converter 22 shown in FIG. 2 is a phase shift full-bridge DC-DC converter. The phase shift full-bridge DC-DC converter has excellent power conversion efficiency characteristics in high current and high capacity specifications. The switching frequency of the switches (Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 ) constituting the phase shift full-bridge DC-DC converter in FIG. 2 is controlled by the control unit 23 . In particular, the controller 23 controls the switching duty of the switches Q 3 and Q 4 to be delayed by a specific angle compared to the switching duty of the switches Q 1 and Q 2 . The phase shift full-bridge DC-DC converter converts the voltage of the DC power stored in the link capacitor C Link and provides it to the load 30 . For example, when the load 30 is a battery, the DC-DC converter 22 converts DC power having a voltage of 380V into a voltage for charging the battery (eg, V O = 400V) to convert the battery can be provided to

도 3은 2-스테이지로 구성되어 있는 종래의 인터리빙(interleaving) 방식의 AC-DC 컨버터를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an AC-DC converter of a conventional interleaving method configured in two stages.

도 3에 도시된 종래의 인터리빙 방식의 AC-DC 컨버터는 도 2에 도시된 종래의 AC-DC 컨버터와 비교해서, 인덕터(Lb2), 스위치(Qb2) 및 다이오드(Db2)로 이루어지는 부스트 컨버터를 추가로 포함한다는 점에서 차이가 있다.Compared to the conventional AC-DC converter shown in FIG. 2 , the conventional interleaving AC-DC converter shown in FIG. 3 is boosted by an inductor L b2 , a switch Q b2 , and a diode D b2 . The difference is that it additionally includes a converter.

도 3에 도시된 바와 같이 AC-DC 컨버터에 인터리빙 방식을 도입할 경우, 입출력 전류 및 입출력 전압의 리플이 감소되어 입출력 필터 사이즈 저감에 효과적이며, 설계 사양에 따라 스위칭 손실이 저감될 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 AC-DC 컨버터는 PFC 컨버터(21)가 4개의 브릿지 다이오드(Drec1, Drec2, Drec3, Drec4)를 포함하고 있기 때문에 비교적 큰 도통 손실이 발생하게 되고, 이로 인해 AC-DC 컨버터의 전력 변환 효율이 낮다는 문제점이 있다.As shown in FIG. 3 , when the interleaving method is introduced into the AC-DC converter, the ripple of the input/output current and the input/output voltage is reduced, which is effective in reducing the input/output filter size, and the switching loss may be reduced according to design specifications. However, in the AC-DC converter shown in FIG. 3 , a relatively large conduction loss occurs because the PFC converter 21 includes four bridge diodes D rec1 , D rec2 , D rec3 , D rec4 , and thus Therefore, there is a problem in that the power conversion efficiency of the AC-DC converter is low.

등록특허공보 제2122651호Registered Patent Publication No. 2122651

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 마련된 것으로서, 종래 교류 전원부에 브릿지 구조로 연결되는 브릿지 다이오드(즉, 정류기)를 제거하고, 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터의 스위치들이 위상 천이 방식에 따른 전력 전달뿐 아니라 역률 보상에도 활용될 수 있도록 함에 따라, 종래 기술 대비 소자의 개수를 줄이고, AC-DC 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있는 AC-DC 컨버터를 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention has been prepared to solve the above problems, and removes the bridge diode (ie, rectifier) connected to the conventional AC power supply in a bridge structure, and switches the phase shift full-bridge DC-DC converter according to the phase shift method. An object of the present invention is to provide an AC-DC converter capable of reducing the number of elements compared to the prior art and improving AC-DC power conversion efficiency as it can be utilized for power factor correction as well as power transfer.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터는, 일단이 교류 전원부에 연결되는 제1 인덕터; 일단이 상기 제1 인덕터의 타단에 연결되는 제1-1 스위치; 일단이 상기 제1 인덕터의 타단 및 상기 제1-1 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 접지에 연결되는 제2-1 스위치; 일단이 상기 교류 전원부 및 상기 제1 인덕터의 일단에 연결되는 제2 인덕터; 일단이 상기 제2 인덕터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제1-1 스위치의 타단에 연결되는 제1-2 스위치; 일단이 상기 제2 인덕터의 타단 및 상기 제1-2 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 제2-2 스위치; 일단이 상기 제1-1 스위치의 타단 및 상기 제1-2 스위치의 타단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 링크 커패시터; 일단이 상기 교류 전원부에 연결되고, 타단이 상기 제1-1 스위치의 타단, 상기 제1-2 스위치의 타단 및 상기 링크 커패시터의 일단에 연결되는 제3-1 스위치; 일단이 상기 교류 전원부 및 상기 제3-1 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 제3-2 스위치; 일단이 상기 교류 전원부, 상기 제3-1 스위치의 일단 및 상기 제3-2 스위치의 일단에 1차측 권선; 일단이 상기 1차측 권선의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제1-1 스위치의 타단, 상기 제1-2 스위치의 타단, 상기 제3-1 스위치의 타단 및 상기 링크 커패시터의 일단에 연결되고, 타단이 상기 1차측 권선의 타단에 연결되는 제3-3 스위치; 일단이 상기 1차측 권선의 타단 및 상기 제3-3 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 제3-4 스위치; 상기 1차측 권선과 자기적으로 결합되는 2차측 권선; 상기 2차측 권선에 연결되며, 상기 2차측 권선에 유도된 전압을 정류하여, 상기 정류된 전압을 부하에 제공하는 정류부; 및 상기 교류 전원부에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 상기 링크 커패시터에 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되도록, 상기 제1-1 스위치, 상기 제2-1 스위치, 상기 제1-2 스위치, 상기 제2-2 스위치, 상기 제3-1 스위치, 상기 제3-2 스위치 상기 제3-3 스위치 및 상기 제3-4 스위치의 스위칭 동작을 제어하되, 상기 링크 커패시터의 전압이 위상 천이 방식에 의해 상기 1차측 권선을 거쳐 상기 2차측 권선으로 유도되도록, 상기 제3-1 스위치, 상기 제3-2 스위치 상기 제3-3 스위치 및 상기 제3-4 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the AC-DC converter in which the bridgeless PFC converter and the phase shift full-bridge DC-DC converter are integrated according to the present invention includes: a first inductor, one end of which is connected to an AC power supply; a 1-1 switch having one end connected to the other end of the first inductor; a 2-1 switch having one end connected to the other end of the first inductor and one end of the 1-1 switch, and the other end connected to the ground; a second inductor having one end connected to one end of the AC power supply unit and one end of the first inductor; a 1-2 th switch having one end connected to the other end of the second inductor and the other end connected to the other end of the 1-1 switch; a 2-2 switch having one end connected to the other end of the second inductor and one end of the 1-2 switch, and the other end connected to the ground; a link capacitor having one end connected to the other end of the 1-1 switch and the other end of the 1-2 switch, and the other end connected to the ground; a 3-1 switch having one end connected to the AC power supply and the other end connected to the other end of the 1-1 switch, the other end of the 1-2 switch, and one end of the link capacitor; a 3-2 switch having one end connected to one end of the AC power supply unit and the 3-1 switch, and the other end connected to the ground; a primary winding at one end of the AC power supply unit, one end of the 3-1 switch, and one end of the 3-2 switch; One end is connected to the other end of the primary winding, and the other end is connected to the other end of the 1-1 switch, the other end of the 1-2 switch, the other end of the 3-1 switch, and one end of the link capacitor, a 3-3 switch having the other end connected to the other end of the primary winding; a third-fourth switch having one end connected to the other end of the primary winding and one end of the third-third switch, and the other end connected to the ground; a secondary winding magnetically coupled to the primary winding; a rectifying unit connected to the secondary winding and rectifying the voltage induced in the secondary winding to provide the rectified voltage to a load; and the 1-1 switch, the 2-1 switch, and the 1-2 a switch, the 2-2 switch, the 3-1 switch, the 3-2 switch, the 3-3 switch, and the 3-4 switch control switching operations, wherein the voltage of the link capacitor is a phase shift A control unit for controlling switching operations of the 3-1 switch, the 3-2 switch, the 3-3 switch, and the 3-4 switch so as to be guided to the secondary winding via the primary winding by a method includes

상기 제어부는, 한 스위칭 주기 동안, 상기 제1-1 스위치 및 상기 제2-1 스위치를 상보적으로 온오프시키고, 상기 제1-2 스위치 및 상기 제2-2 스위치를 상보적으로 온오프시킬 수 있다.The control unit may complementarily turn on/off the 1-1 switch and the 2-1 switch, and complementarily turn on/off the 1-2 th switch and the 2-2 switch during one switching period can

또한, 상기 제어부는, 상기 제1-1 스위치의 스위칭 동작과 상기 제1-2 스위치의 스위칭 동작 간에 서로 180도의 위상 차이가 생기도록 상기 제1-1 스위치 및 상기 제1-2 스위치의 스위칭 동작을 제어하고, 상기 제2-1 스위치의 스위칭 동작과 상기 제2-2 스위치의 스위칭 동작 간에 서로 180도의 위상 차이가 생기도록 상기 제2-1 스위치 및 상기 제2-2 스위치의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.In addition, the control unit may be configured to perform a switching operation of the 1-1 switch and the 1-2 switch such that a phase difference of 180 degrees is generated between the switching operation of the 1-1 switch and the switching operation of the 1-2 switch. and controlling the switching operations of the 2-1 switch and the 2-2 switch so that a phase difference of 180 degrees is generated between the switching operation of the 2-1 switch and the switching operation of the 2-2 switch can do.

또한, 상기 제어부는, 상기 한 스위칭 주기 동안, 상기 제3-1 스위치와 상기 제3-4 스위치가 중첩되는 온 동작 구간을 갖도록 제어하고, 상기 제3-2 스위치와 상기 제3-3 스위치가 중첩되는 온 동작 구간을 갖도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit controls to have an on-operation period in which the 3-1 th switch and the 3-4 th switch overlap each other during the one switching period, and the 3-2 th switch and the 3-3 switch It can be controlled to have overlapping ON operation sections.

상기 정류부는, 애노드 전극이 상기 2차측 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 부하의 일단에 연결되는 제1 브릿지 다이오드; 애노드 전극이 상기 부하의 타단에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 2차측 권선의 일단 및 상기 제1 브릿지 다이오드의 애노드에 연결되는 제2 브릿지 다이오드; 애노드 전극이 상기 부하의 타단 및 상기 제2 브릿지 다이오드의 애노드 전극에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 2차측 권선의 타단에 연결되는 제3 브릿지 다이오드; 및 애노드 전극이 상기 2차측 권선의 타단 및 상기 제3 브릿지 다이오드의 캐소드 전극에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 부하의 일단 및 상기 제1 브릿지 다이오드의 캐소드 전극에 연결되는 제4 브릿지 다이오드;를 포함할 수 있다.The rectifier may include: a first bridge diode having an anode electrode connected to one end of the secondary winding and a cathode electrode connected to one end of the load; a second bridge diode having an anode electrode connected to the other end of the load and a cathode electrode connected to one end of the secondary winding and an anode of the first bridge diode; a third bridge diode having an anode electrode connected to the other end of the load and an anode electrode of the second bridge diode, and a cathode electrode connected to the other end of the secondary winding; and a fourth bridge diode having an anode electrode connected to the other end of the secondary winding and a cathode electrode of the third bridge diode, and a cathode electrode connected to one end of the load and a cathode electrode of the first bridge diode can

또는, 상기 정류부는, 일단이 상기 2차측 권선의 일단에 연결되고, 타단이 상기 부하의 일단에 연결되는 제1 브릿지 스위치; 일단이 상기 부하의 타단에 연결되고, 타단이 상기 2차측 권선의 일단 및 상기 제1 브릿지 스위치의 일단에 연결되는 제2 브릿지 스위치; 일단이 상기 부하의 타단 및 상기 제2 브릿지 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 2차측 권선의 타단에 연결되는 제3 브릿지 스위치; 및 일단이 상기 2차측 권선의 타단 및 상기 제3 브릿지 스위치의 타단에 연결되고, 타단이 상기 부하의 일단 및 상기 제1 브릿지 스위치의 타단에 연결되는 제4 브릿지 스위치;를 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 2차측 권선에 유도된 전압이 정류되도록, 상기 제1 브릿지 스위치, 상기 제2 브릿지 스위치, 상기 제3 브릿지 스위치 및 상기 제4 브릿지 스위치를 제어할 수 있다.Alternatively, the rectifier may include: a first bridge switch having one end connected to one end of the secondary winding and the other end connected to one end of the load; a second bridge switch having one end connected to the other end of the load and the other end connected to one end of the secondary winding and one end of the first bridge switch; a third bridge switch having one end connected to the other end of the load and one end of the second bridge switch, and the other end connected to the other end of the secondary winding; and a fourth bridge switch having one end connected to the other end of the secondary winding and the other end of the third bridge switch, and the other end connected to one end of the load and the other end of the first bridge switch. The controller may control the first bridge switch, the second bridge switch, the third bridge switch, and the fourth bridge switch so that the voltage induced in the secondary winding is rectified.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 AC-DC 컨버터는 링크 커패시터가 전단에 배치되어 있으며, 종래 교류 전원부에 연결되어 있던 브릿지 다이오드가 제거되어 있고, 그 대신 인덕터(즉, 제1 인덕터 및 제2 인덕터)와 스위치(즉, 제1-1 스위치, 제2-1 스위치, 제1-2 스위치 및 제2-2 스위치)를 통해 교류 전원부에서 공급되는 전력의 역률 보상이 이루어지도록 구성되어 있다. 또한, 본 발명에 따른 AC-DC 컨버터는 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터의 스위치들(즉, 제3-1 스위치, 제3-2 스위치, 제3-3 스위치 및 제3-4 스위치)이 위상 천이 방식에 따른 전력 전달에 활용될 뿐만 아니라, 교류 전원부에서 공급되는 전력의 역률 보상에도 활용되도록 구성되어 있다.As described above, in the AC-DC converter according to the present invention, the link capacitor is disposed at the front end, the bridge diode connected to the conventional AC power supply unit is removed, and the inductor (ie, the first inductor and the second inductor) is instead removed. ) and the switch (ie, the 1-1 switch, the 2-1 switch, the 1-2 switch, and the 2-2 switch) are configured to compensate the power factor of the power supplied from the AC power supply unit. In addition, in the AC-DC converter according to the present invention, the switches (ie, the 3-1 switch, the 3-2 switch, the 3-3 switch, and the 3-4 switch) of the phase shift full-bridge DC-DC converter are It is configured to be utilized not only for power transmission according to the phase shift method, but also for power factor compensation of power supplied from the AC power supply.

이와 같이 본 발명에 따른 AC-DC 컨버터는 브릿지 다이오드가 제거되어 있으며, 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터의 스위치들이 위상 천이 방식에 따른 전력 전달뿐 아니라 역률 보상에도 활용되기 때문에, 역률 보상에 활용되는 스위치와 위상 천이 방식에 따른 전력 전달에 활용되는 스위치를 별도로 구비할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 AC-DC 컨버터는 종래 기술 대비 소자의 개수를 줄일 수 있어, 가격 절감 및 부피 감소가 가능하고, 브릿지 다이오드로 인해 발생하는 도통 손실 및 전력 전달에 활용되는 스위치를 별도로 구비함에 따라 발생하는 스위칭 손실이 없어 전력 변환 효율을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, in the AC-DC converter according to the present invention, the bridge diode is removed, and the switches of the phase-shifted full-bridge DC-DC converter are used not only for power transfer according to the phase shift method but also for power factor compensation. There is no need to separately provide a switch and a switch used for power transmission according to the phase shift method. Accordingly, the AC-DC converter according to the present invention can reduce the number of elements compared to the prior art, thereby reducing the price and volume, and having a switch used for conduction loss and power transfer caused by the bridge diode separately Power conversion efficiency can be greatly improved because there is no switching loss that occurs as a result.

도 1은 종래 OBC의 내부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 2-스테이지로 구성되어 있는 종래의 AC-DC 컨버터를 도시한 도면이다.
도 3은 2-스테이지로 구성되어 있는 종래의 인터리빙 방식의 AC-DC 컨버터를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터를 도시한 도면이다.
도 5a는 교류 전원부에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다.
도 5b는 교류 전원부에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다.
도 6a는 교류 전원부에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다.
도 6b는 교류 전원부에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터를 구성하는 스위치들의 스위칭 동작에 관한 예시적인 타이밍도이다.
도 8a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 입력 전압(즉, 교류 전원부에서 출력되는 교류 전압)의 시뮬레이션 파형이다.
도 8b는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 입력 전류(즉, 교류 전원부에서 출력되는 교류 전류)의 시뮬레이션 파형이다.
도 9a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 교류 전원부에서 출력되는 전압이 220V의 상한 피크값을 가질 때의 시뮬레이션 파형이다.
도 9b는 도 9a의 경우에 제1-1 스위치와 제2-1 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 9c는 도 9a의 경우에 제1-2 스위치와 제2-2 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 9d는 도 9a의 경우에 제3-1 스위치와 제3-2 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 9e는 도 9a의 경우에 제3-3 스위치와 제3-4 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 10a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 교류 전원부에서 출력되는 전압이 0V일 때의 시뮬레이션 파형이다.
도 10b는 도 10a의 경우에 제1-1 스위치와 제2-1 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 10c는 도 10a의 경우에 제1-2 스위치와 제2-2 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 10d는 도 10a의 경우에 제3-1 스위치와 제3-2 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 10e는 도 10a의 경우에 제3-3 스위치와 제3-4 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 11a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 교류 전원부에서 출력되는 전압이 -220V의 하한 피크값을 가질 때의 시뮬레이션 파형이다.
도 11b는 도 11a의 경우에 제1-1 스위치와 제2-1 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 11c는 도 11a의 경우에 제1-2 스위치와 제2-2 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 11d는 도 11a의 경우에 제3-1 스위치와 제3-2 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 11e는 도 11a의 경우에 제3-3 스위치와 제3-4 스위치의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.
도 12는 표 1 및 도 8a 내지 도 11e에 의할 때, 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 출력 전압의 시뮬레이션 파형이다.
도 13은 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 변형예이다.1 is a diagram schematically illustrating an internal structure of a conventional OBC.
2 is a view showing a conventional AC-DC converter configured in two stages.
3 is a diagram illustrating an AC-DC converter of a conventional interleaving method configured in two stages.
4 is a diagram illustrating an AC-DC converter in which a bridgeless PFC converter and a phase shift full-bridge DC-DC converter are integrated according to an embodiment of the present invention.
5A is a diagram in which the control unit turns on the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns off the 3-2 switch and the 3-3 switch during a time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit; FIG. It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state.
5B is a diagram in which the control unit turns off the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns on the 3-2 switch and the 3-3 switch during a time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit; It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state.
6A is a diagram in which the control unit turns on the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns the 3-2 switch and the 3-3 switch off during a time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit; It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state.
6B is a diagram in which the control unit turns off the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns on the 3-2 switch and the 3-3 switch during a time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit; It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state.
FIG. 7 is an exemplary timing diagram for switching operations of switches constituting the AC-DC converter shown in FIG. 4 .
FIG. 8A is a simulation waveform of an input voltage (ie, an AC voltage output from an AC power supply unit) of the AC-DC converter shown in FIG. 4 .
FIG. 8B is a simulation waveform of an input current (ie, an AC current output from an AC power supply unit) of the AC-DC converter shown in FIG. 4 .
9A is a simulation waveform when a voltage output from the AC power supply of the AC-DC converter shown in FIG. 4 has an upper peak value of 220V.
9B is a simulation waveform of the switching operation of the 1-1 switch and the 2-1 switch in the case of FIG. 9A.
FIG. 9C is a simulation waveform of switching operations of a switch 1-2 and a switch 2-2 in the case of FIG. 9A .
FIG. 9D is a simulation waveform of switching operations of a 3-1 switch and a 3-2 switch in the case of FIG. 9A .
9E is a simulation waveform of the switching operations of the 3-3 switch and the 3-4 switch in the case of FIG. 9A .
10A is a simulation waveform when the voltage output from the AC power supply of the AC-DC converter shown in FIG. 4 is 0V.
FIG. 10B is a simulation waveform of switching operations of a 1-1 switch and a 2-1 switch in the case of FIG. 10A .
10C is a simulation waveform of the switching operations of the 1-2 switch and the 2-2 switch in the case of FIG. 10A.
FIG. 10D is a simulation waveform of switching operations of a 3-1 switch and a 3-2 switch in the case of FIG. 10A .
10E is a simulation waveform of the switching operations of the 3-3 switch and the 3-4 switch in the case of FIG. 10A.
11A is a simulation waveform when the voltage output from the AC power supply of the AC-DC converter shown in FIG. 4 has a lower limit peak value of -220V.
11B is a simulation waveform of switching operations of the 1-1 switch and the 2-1 switch in the case of FIG. 11A .
FIG. 11C is a simulation waveform of switching operations of a 1-2 switch and a 2-2 switch in the case of FIG. 11A .
11D is a simulation waveform of switching operations of a 3-1 switch and a 3-2 switch in the case of FIG. 11A .
11E is a simulation waveform of the switching operations of the 3-3 switch and the 3-4 switch in the case of FIG. 11A .
12 is a simulation waveform of the output voltage of the AC-DC converter shown in FIG. 4 according to Table 1 and FIGS. 8A to 11E.
13 is a modified example of the AC-DC converter shown in FIG.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 어디까지나 예시적으로 제공되는 것으로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 얼마든지 구체화될 수 있다. 또한, 명세서에 기재된 용어 '…부'는 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Hereinafter, an AC-DC converter in which a bridgeless PFC converter and a phase shift full-bridge DC-DC converter are integrated according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are provided by way of example only so that the technical idea of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art, and the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. have. In addition, the term '... The 'unit' means a unit that processes one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an AC-DC converter in which a bridgeless PFC converter and a phase shift full-bridge DC-DC converter are integrated according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 AC-DC 컨버터(1000a)는 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률을 보상하기 위해 제1 인덕터(Lb_1), 제1-1 스위치(Q1_1), 제2-1 스위치(Q2-1), 제2 인덕터(Lb_2), 제1-2 스위치(Q1_2), 제2-2 스위치(Q2_2), 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q4), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4)를 포함하고, 상기 역률 보상된 전력이 직류 형태로 임시 저장되도록 하기 위해 링크 커패시터(CLink)를 포함한다.As shown in FIG. 4 , the AC-DC converter 1000a according to the first embodiment of the present invention includes a first inductor L b_1 , a first -1 switch (Q 1_1 ), 2-1 switch (Q 2-1 ), second inductor (L b_2 ), 1-2 switch (Q 1_2 ), 2-2 switch (Q 2_2 ), third A -1 switch (Q 3_1 ), a 3-2 switch (Q 4 ), a 3-3 switch (Q 3_3 ), and a 3-4 switch (Q 3_4 ) are included, and the power factor-compensated power is in the form of a DC A link capacitor (C Link ) is included in order to be temporarily stored.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 AC-DC 컨버터(1000a)는 위상 천이 방식을 통해 상기 링크 커패시터(CLink)에 임시 저장된 전력의 전압이 교류 전압으로 변환되도록 하기 위해, 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q4), 1차측 권선(L1), 제3-3 스위치(Q3_3), 제3-4 스위치(Q3_4), 2차측 권선(L2), 정류부(220) 및 출력측 커패시터(Co)를 포함한다.In addition, the AC-DC converter 1000a according to an embodiment of the present invention converts the voltage of the power temporarily stored in the link capacitor C Link to an AC voltage through the phase shift method, the 3-1 switch (Q 3_1 ), 3-2 switch (Q 4 ), primary winding (L 1 ), 3-3 switch (Q 3_3 ), 3-4 switch (Q 3_4 ), secondary winding (L 2 ) , a rectifier 220 and an output-side capacitor (C o ).

제1 인덕터(Lb_1)의 일단은 교류 전원부(100)에 연결된다. 여기서, 교류 전원부(100)는 전력 공급사(예를 들어, 한국 전력 공사)의 교류 전력을 공급하는 그리드가 이에 해당될 수 있다.One end of the first inductor L b_1 is connected to the AC power supply unit 100 . Here, the AC power supply unit 100 may correspond to a grid that supplies AC power from a power supplier (eg, Korea Electric Power Corporation).

제1-1 스위치(Q1_1)의 일단은 제1 인덕터(Lb_1)의 타단에 연결된다. 제2-1 스위치(Q2-1)의 일단은 제1 인덕터(Lb_1)의 타단 및 제1-1 스위치(Q1_1)의 일단에 연결되고, 제2-1 스위치(Q2-1)의 타단은 접지에 연결된다.One end of the 1-1 switch Q 1_1 is connected to the other end of the first inductor L b_1 . One end of the 2-1 switch (Q 2-1 ) is connected to the other end of the first inductor (L b_1 ) and one end of the 1-1 switch (Q 1_1 ), and the 2-1 switch (Q 2-1 ) The other end of the is connected to the ground.

제2 인덕터(Lb_2)의 일단은 교류 전원부(100) 및 제1 인덕터(Lb_1)의 일단에 연결된다.One end of the second inductor L b_2 is connected to the AC power supply 100 and one end of the first inductor L b_1 .

제1-2 스위치(Q1_2)의 일단은 제2 인덕터(Lb_2)의 타단에 연결되고, 제1-2 스위치(Q1_2)의 타단은 제1-1 스위치(Q1_1)의 타단에 연결된다. 제2-2 스위치(Q2_2)의 일단은 제2 인덕터(Lb_2)의 타단 및 제1-2 스위치(Q1_2)의 일단에 연결되고, 제2-2 스위치(Q2_2)의 타단은 접지에 연결된다.One end of the 1-2 th switch Q 1_2 is connected to the other end of the second inductor L b_2 , and the other end of the 1-2 th switch Q 1_2 is connected to the other end of the 1-1 switch Q 1_1 ) . do. One end of the second-second switch (Q 2_2 ) is connected to the other end of the second inductor (L b_2 ) and one end of the second-second switch (Q 1_2 ), and the other end of the second-second switch (Q 2_2 ) is grounded is connected to

제1-1 스위치(Q1_1), 제2-1 스위치(Q2-1), 제1-2 스위치(Q1_2) 및 제2-2 스위치(Q2_2)로는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이 사용될 수 있으며, 이 경우 제어부(230)는 제1-1 스위치(Q1_1), 제2-1 스위치(Q2-1), 제1-2 스위치(Q1_2) 및 제2-2 스위치(Q2_2)의 게이트 단자에 제어 신호를 인가하여, 각 스위치를 온으로 동작시키거나 오프로 동작시킬 수 있다.The 1-1 switch (Q 1_1 ), the 2-1 switch (Q 2-1 ), the 1-2 th switch (Q 1_2 ), and the 2-2 switch (Q 2_2 ) include a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) ) may be used, and in this case, the control unit 230 controls the 1-1 switch (Q 1_1 ), the 2-1 switch (Q 2-1 ), the 1-2 switch (Q 1_2 ), and the 2-2 switch. By applying a control signal to the gate terminal of (Q 2_2 ), each switch may be turned on or turned off.

링크 커패시터(CLink)는 AC-DC 컨버터(1000a)의 전단에 배치된다. 즉, 링크 커패시터(CLink)의 일단은 제1-1 스위치(Q1_1)의 타단 및 제1-2 스위치(Q1_2)의 타단에 연결되고, 링크 커패시터(CLink)의 타단은 접지에 연결된다.The link capacitor C Link is disposed in front of the AC-DC converter 1000a. That is, one end of the link capacitor C Link is connected to the other end of the 1-1 switch Q 1_1 and the other end of the 1-2 switch Q 1_2 , and the other end of the link capacitor C Link is connected to the ground. do.

제3-1 스위치(Q3_1)의 일단은 교류 전원부(100)에 연결되고, 제3-1 스위치(Q3_1)의 타단은 제1-1 스위치(Q1_1)의 타단, 제1-2 스위치(Q1_2)의 타단 및 링크 커패시터(CLink)의 일단에 연결된다. 제3-2 스위치(Q3_2)의 일단은 교류 전원부(100) 및 제3-1 스위치(Q3_1)의 일단에 연결되고, 제3-2 스위치(Q3_2)의 타단은 접지에 연결된다.One end of the 3-1 switch (Q 3_1 ) is connected to the AC power supply unit 100, and the other end of the 3-1 switch (Q 3_1 ) is the other end of the 1-1 switch (Q 1_1 ), the 1-2 switch It is connected to the other end of (Q 1_2 ) and one end of the link capacitor (C Link ). One end of the 3-2 switch Q 3_2 is connected to the AC power supply unit 100 and one end of the 3-1 switch Q 3_1 , and the other end of the 3-2 switch Q 3_2 is connected to the ground.

1차측 권선(L1)의 일단은 교류 전원부(100), 제3-1 스위치(Q3_1)의 일단 및 제3-2 스위치(Q3_2)의 일단에 연결된다.One end of the primary winding (L 1 ) is connected to the AC power supply unit 100 , one end of the third-first switch (Q 3_1 ), and one end of the third-second switch (Q 3_2 ).

제3-3 스위치(Q3_3)의 일단은 1차측 권선(L1)의 타단에 연결되고, 제3-3 스위치(Q3_3)의 타단은 제1-1 스위치(Q1_1)의 타단, 제1-2 스위치(Q1_2)의 타단, 제3-1 스위치(Q3_1)의 타단 및 링크 커패시터(CLink)의 일단에 연결되고, 제3-3 스위치(Q3_3)의 타단은 1차측 권선(L1)의 타단에 연결된다. 제3-4 스위치(Q3_4)의 일단은 1차측 권선(L1)의 타단 및 제3-3 스위치(Q3_3)의 일단에 연결되고, 제3-4 스위치(Q3_4)의 타단은 접지에 연결된다.One end of the 3-3 switch (Q 3_3 ) is connected to the other end of the primary winding (L 1 ), and the other end of the 3-3 switch (Q 3_3 ) is the other end of the 1-1 switch (Q 1_1 ), the second The other end of the 1-2 switch (Q 1_2 ), the other end of the 3-1 switch (Q 3_1 ), and one end of the link capacitor (C Link ) are connected, and the other end of the 3-3 switch (Q 3_3 ) is a primary winding (L 1 ) is connected to the other end. One end of the third-fourth switch (Q 3_4 ) is connected to the other end of the primary winding (L 1 ) and one end of the third-third switch (Q 3_3 ), and the other end of the third-fourth switch (Q 3_4 ) is grounded is connected to

2차측 권선(L2)은 1차측 권선(L1)과 자기적으로 결합되어 있으며, 이에 따라 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L2)은 트랜스포머를 형성한다. 여기서, 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L2)이 자기적으로 결합되어 있다는 것은, 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L2)이 서로 동일한 코어를 공유하면서, 상기 코어에 감긴 코일의 횟수에 의해 상호 유도적으로 결합된다는 것을 의미한다. 도 4에서는 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L2)의 권선비를 n:1로 나타냈으며, 여기서 n은 실수로서, 상기 권선비는 설계 사양에 따라 달라질 수 있다.The secondary winding L 2 is magnetically coupled to the primary winding L 1 , and thus the primary winding L 1 and the secondary winding L 2 form a transformer. Here, the primary winding (L 1 ) and the secondary winding (L 2 ) being magnetically coupled means that the primary winding (L 1 ) and the secondary winding (L 2 ) share the same core with each other, and the It means that they are mutually inductively coupled by the number of coils wound around the core. In FIG. 4 , the turns ratio of the primary winding L 1 and the secondary winding L 2 is n:1, where n is a real number, and the turns ratio may vary according to design specifications.

1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L2)이 자기적으로 결합됨에 따라 형성되는 트랜스포머는 자화 인덕턴스(Lm)와 누설 인덕턴스(Llkg)를 포함한다. 자화 인덕턴스(Lm)는 1차측 권선(L1)에 병렬 연결된 것으로 모델링될 수 있고, 누설 인덕턴스(Llkg)는 1차측 권선(L1)에 직렬 연결된 것으로 모델링될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 AC-DC 컨버터(1000a)는 1차측 권선(L1)에 직렬 연결되는 커패시터(CB)를 포함할 수 있으며, 이때 커패시터(CB)는 공진 커패시터로 작용할 수 있고, 누설 인덕턴스(Llkg)는 공진 인덕터로 작용할 수 있다. 이와 같이 1차측 권선(L1)에 직렬 연결되는 커패시터(CB)를 구비할 경우에는, 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 영전압 스위칭(ZVS: Zero Voltage Switching)을 달성할 수 있고, 순환 전류를 감소시킬 수 있게 된다.The transformer formed as the primary winding L 1 and the secondary winding L 2 are magnetically coupled includes a magnetizing inductance (L m ) and a leakage inductance (L lkg ). The magnetizing inductance L m may be modeled as parallelly connected to the primary winding L 1 , and the leakage inductance L lkg may be modeled as being connected in series to the primary winding L 1 . The AC-DC converter 1000a according to an embodiment of the present invention may include a capacitor C B connected in series to the primary winding L 1 , wherein the capacitor C B may act as a resonance capacitor. and the leakage inductance (L lkg ) may act as a resonant inductor. In this way, when the capacitor C B connected in series to the primary winding L 1 is provided, a 3-1 switch (Q 3_1 ), a 3-2 switch (Q 3_2 ), a 3-3 switch ( Q 3_3 ) and the 3-4th switch (Q 3_4 ) can achieve zero voltage switching (ZVS) and reduce the circulating current.

정류부(220)는 2차측 권선(L2)에 연결되며, 2차측 권선(L2)에 유도된 전압을 정류하여, 상기 정류된 전압을 부하(300)에 제공하는 역할을 한다.The rectifier 220 is connected to the secondary winding L 2 , rectifies the voltage induced in the secondary winding L 2 , and provides the rectified voltage to the load 300 .

출력측 커패시터(Co)는 정류부(220)에서 정류된 전압을 매끄러운 직류 전압으로 변환(즉, 평활화)한 뒤 부하(300)에 제공하는 역할을 한다.The output-side capacitor (C o ) serves to convert the voltage rectified by the rectifier 220 into a smooth DC voltage (ie, smooth it) and then provide it to the load 300 .

제어부(230)는 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되도록, 제1-1 스위치(Q1_1), 제2-1 스위치(Q2-1), 제1-2 스위치(Q1_2), 제2-2 스위치(Q2_2), 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 제어부(230)가 제1-1 스위치(Q1_1), 제2-1 스위치(Q2-1), 제1-2 스위치(Q1_2), 제2-2 스위치(Q2_2), 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 스위칭 동작을 제어한다는 것은, 각 스위치를 온으로 동작시키거나 오프로 동작시킨다는 것을 의미한다.The control unit 230 is configured such that the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in a DC form in the link capacitor (C Link ), the 1-1 switch (Q 1_1 ), 2-1 switch (Q 2-1 ), 1-2 switch (Q 1_2 ), 2-2 switch (Q 2_2 ), 3-1 switch (Q 3_1 ), 3-2 switch (Q 3_2 ) ), the third-third switch Q 3_3 , and the third-fourth switch Q 3_4 may control switching operations. The control unit 230 controls a 1-1 switch (Q 1_1 ), a 2-1 switch (Q 2-1 ), a 1-2 th switch (Q 1_2 ), a 2-2 switch (Q 2_2 ), a 3-th switch Controlling the switching operations of the first switch (Q 3_1 ), the 3-2 switch (Q 3_2 ), the 3-3 switch (Q 3_3 ), and the 3-4 switch (Q 3_4 ) is to turn on each switch It means to turn it on or off.

또한, 제어부(230)는 링크 커패시터(CLink)에 저장된 전력의 전압이 위상 천이 방식에 의해 1차측 권선(L1)을 거쳐 2차측 권선(L2)으로 유도되도록, 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 스위칭 동작을 제어한다.In addition, the control unit 230 is a 3-1 switch ( Switching operations of the Q 3_1 ), the 3-2 th switch Q 3_2 , the 3-3 th switch Q 3_3 , and the 3-4 th switch Q 3_4 are controlled.

우선, 제어부(230)의 스위칭 동작 제어에 의해, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되는 경우에 대해 설명하기로 한다. 이하 도 5a 내지 도 6b에 관해 설명하는 바와 같이, 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터의 스위치들(즉, 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4))은 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률 보상에 활용된다.First, when the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated for by the switching operation control of the controller 230 and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in the form of DC to explain 5A to 6B, the switches of the phase shift full-bridge DC-DC converter (ie, the 3-1 switch (Q 3_1 ), the 3-2 switch (Q 3_2 ), the 3- The third switch (Q 3_3 ) and the 3-4th switch (Q 3_4 )) are used to compensate the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 .

도 5a는 교류 전원부에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다. 본 발명에서 2개의 스위치가 상보적으로 온오프된다는 것은, 2개의 스위치 중 어느 하나의 스위치가 온으로 동작할 경우 다른 하나의 스위치는 오프로 동작하고, 어느 하나의 스위치가 오프로 동작할 경우 다른 하나의 스위치는 온으로 동작한다는 것을 의미한다.5A is a diagram in which the control unit turns on the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns off the 3-2 switch and the 3-3 switch during a time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit; FIG. It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state. In the present invention, the two switches are complementarily turned on and off, when any one of the two switches operates as on, the other switch operates as off, and when any one switch operates as off, the other One switch means that it operates on.

도 5a에 점선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 온으로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 오프로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다.As in the path shown by the dotted line in FIG. 5A , in the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 switch (Q 3_1 ) and the 3-4th switch (Q 3_4 ) is turned on, and in a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned off, the 1-1 switch Q 1_1 is turned on, and the second When the -1 switch Q 2-1 is turned off, a current path of the build-up mode is formed and electrical energy is stored in the first inductor L b_1 .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)를 온으로 동작시키고, 제2-2 스위치(Q2-2)를 오프로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다.In a similar manner to this, in a time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be on, and , in a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned off, the 1-2 switch Q 1_2 is turned on, and the 2-2 switch Q 2-2 ) is turned off, a current path of the build-up mode is formed, and electrical energy is stored in the second inductor L b_1 .

또한, 도 5a에 실선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 오프로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 온으로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다.In addition, as in the path shown by the solid line in FIG. 5A , in the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 switch Q 3_1 and the 3-4 switch Q 3_4 ) is turned on, the 3-2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned off, and the 1-1 switch (Q 1_1 ) is turned off, When the 2-1 switch (Q 2-1 ) is turned on, a current path of the powering mode is formed, and the electric energy stored in the first inductor (L b_1 ) and the current output from the AC power supply unit 100 Electrical energy is provided to the link capacitor C Link .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)를 오프로 동작시키고, 제2-2 스위치(Q2-2)를 온으로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_2)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다.In a similar manner to this, in a time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be on, and , in a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned off, the 1-2 switch Q 1_2 is turned off, and the 2-2 switch Q 2-2 ) is turned on, while a current path of the powering mode is formed, the electrical energy stored in the second inductor L b_2 and the electrical energy according to the current output from the AC power supply unit 100 are transferred to the link capacitor C Link ).

이와 같이 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)와 제2-1 스위치(Q2-1)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다.In the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 as described above, the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be turned on, and the 3 - In a state in which the second switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned off, the 1-1 switch (Q 1_1 ) and the 2-1 switch (Q 2-1 ) are complementaryly turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

또한, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)와 제2-2 스위치(Q2-2)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다.In addition, in a time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be turned on, and the 3 - In a state in which the second switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned off, the 1-2 switch (Q 1_2 ) and the second switch (Q 2-2 ) are complementaryly turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

도 5b는 교류 전원부에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다.5B is a diagram in which the control unit turns off the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns on the 3-2 switch and the 3-3 switch during a time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit; It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state.

도 5b에 점선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 오프로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 온으로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다.As shown in the path shown by the dotted line in FIG. 5B , in the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 ) is turned off, the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned on, the 1-1 switch Q 1_1 is turned off, and the second When the -1 switch Q 2-1 is turned on, a current path of the build-up mode is formed and electrical energy is stored in the first inductor L b_1 .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)를 오프로 동작시키고, 제2-2 스위치(Q2-2)를 온으로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다.In the same manner as this, in the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be off and , while the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned on, the 1-2 switch Q 1_2 is turned off, and the 2-2 switch Q 2-2 ) is turned on, a current path of the build-up mode is formed, and electrical energy is stored in the second inductor L b_1 .

또한, 도 5b에 실선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 온으로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 오프로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다.In addition, as in the path shown by the solid line in FIG. 5B , in the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 switch Q 3_1 and the 3-4 switch Q 3_4 ) is turned off, the 3-2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned on, and the 1-1 switch (Q 1_1 ) is turned on, When the 2-1 switch (Q 2-1 ) is turned off, a current path of the powering mode is formed, and according to the electric energy stored in the first inductor (L b_1 ) and the current output from the AC power supply unit 100 , Electrical energy is provided to the link capacitor C Link .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)를 온으로 동작시키고, 제2-2 스위치(Q2-2)를 오프로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_2)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다.In the same manner as this, in the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be off and , in a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned on, the 1-2 switch Q 1_2 is turned on, and the 2-2 switch Q 2-2 ) is turned off, while a current path of the powering mode is formed, the electrical energy stored in the second inductor L b_2 and the electrical energy according to the current output from the AC power supply unit 100 are transferred to the link capacitor C Link ).

이와 같이 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)와 제2-1 스위치(Q2-1)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다. As described above, in the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be off, and the 3 - 2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned on, the 1-1 switch (Q 1_1 ) and the 2-1 th switch (Q 2-1 ) are complementarily turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

또한, 교류 전원부(100)에서 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)와 제2-2 스위치(Q2-2)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다.In addition, during the time period in which the positive voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be off, and the 3 - In a state in which switch 2 (Q 3_2 ) and switch 3-3 (Q 3_3 ) are turned on, switch 1-2 (Q 1_2 ) and switch 2-2 (Q 2-2 ) are complementarily turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

한편, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에서는, 플러스 전압이 출력되는 시간 구간에서와는 반대 방향의 전류 경로가 형성된다. On the other hand, in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100, a current path in the opposite direction to that in the time period in which the positive voltage is output is formed.

도 6a는 교류 전원부에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다.6A is a diagram in which the control unit turns on the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns the 3-2 switch and the 3-3 switch off during a time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit; It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state.

도 6a에 점선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 온으로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 오프로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다. As in the path shown by the dotted line in FIG. 6A , in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 switch Q 3_1 and the 3-4 switch Q 3_4 ) is turned on, and in a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned off, the 1-1 switch Q 1_1 is turned on, and the second When the -1 switch Q 2-1 is turned off, a current path of the build-up mode is formed and electrical energy is stored in the first inductor L b_1 .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)를 온으로 동작시키고, 제2-2 스위치(Q2-2)를 오프로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다.In a similar manner to this, in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be turned on and , in a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned off, the 1-2 switch Q 1_2 is turned on, and the 2-2 switch Q 2-2 ) is turned off, a current path of the build-up mode is formed, and electrical energy is stored in the second inductor L b_1 .

또한, 도 6a에 실선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 오프로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 온으로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다. In addition, as in the path shown by the solid line in FIG. 6A , in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 switch Q 3_1 and the 3-4 switch Q 3_4 ) is turned on, the 3-2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned off, and the 1-1 switch (Q 1_1 ) is turned off, When the 2-1 switch (Q 2-1 ) is turned on, a current path of the powering mode is formed, and the electric energy stored in the first inductor (L b_1 ) and the current output from the AC power supply unit 100 Electrical energy is provided to the link capacitor C Link .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제2-2 스위치(Q2-2)를 온으로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_2)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다.In a similar manner to this, in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be turned on and , when the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned off and the 2-2 switch Q 2-2 is turned on, the current in the powering mode As the path is formed, the electrical energy stored in the second inductor L b_2 and the electrical energy according to the current output from the AC power supply unit 100 are provided to the link capacitor C Link .

이와 같이 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)와 제2-1 스위치(Q2-1)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다. As described above, in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be turned on, and the 3 - In a state in which the second switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned off, the 1-1 switch (Q 1_1 ) and the 2-1 switch (Q 2-1 ) are complementaryly turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

또한, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)와 제2-2 스위치(Q2-2)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다.In addition, during the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be turned on, and the 3 - In a state in which the second switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned off, the 1-2 switch (Q 1_2 ) and the second switch (Q 2-2 ) are complementaryly turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

도 6b는 교류 전원부에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부가 제3-1 스위치와 제3-4 스위치를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치와 제3-3 스위치를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(또는, 제1-2 스위치)와 제2-1 스위치(또는, 제2-2 스위치)를 상보적으로 온오프시키는 경우에 형성되는 전류 경로를 나타낸 도면이다.6B is a diagram in which the control unit turns off the 3-1 switch and the 3-4 switch and turns on the 3-2 switch and the 3-3 switch during a time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit; It is a view showing a current path formed when the 1-1 switch (or the 1-2 switch) and the 2-1 switch (or the 2-2 switch) are turned on and off in the state.

도 6b에 점선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 오프로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 온으로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다. As in the path shown by the dotted line in FIG. 6B , in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 switch (Q 3_1 ) and the 3-4th switch (Q 3_4 ) is turned off, the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned on, the 1-1 switch Q 1_1 is turned off, and the second When the -1 switch Q 2-1 is turned on, a current path of the build-up mode is formed and electrical energy is stored in the first inductor L b_1 .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)를 오프로 동작시키고, 제2-2 스위치(Q2-2)를 온으로 동작시킬 경우에는 build-up 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_1)에 전기 에너지가 저장되게 된다.In the same manner as this, in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100, the control unit 230 operates the 3-1 switch (Q 3_1 ) and the 3-4th switch (Q 3_4 ) to be off, In a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned on, the 1-2 switch Q 1_2 is turned off, and the 2-2 switch Q 2 -2 ) is turned on, a current path of the build-up mode is formed, and electrical energy is stored in the second inductor L b_1 .

또한, 도 6b에 실선으로 도시한 경로와 같이, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)를 온으로 동작시키고, 제2-1 스위치(Q2-1)를 오프로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제1 인덕터(Lb_1)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다. In addition, as in the path shown by the solid line in FIG. 6B , in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 controls the 3-1 switch Q 3_1 and the 3-4 switch Q 3_4 ) is turned off, the 3-2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned on, and the 1-1 switch (Q 1_1 ) is turned on, When the 2-1 switch (Q 2-1 ) is turned off, a current path of the powering mode is formed, and according to the electric energy stored in the first inductor (L b_1 ) and the current output from the AC power supply unit 100 , Electrical energy is provided to the link capacitor C Link .

이와 마찬가지의 양상으로, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)를 온으로 동작시키고, 제2-2 스위치(Q2-2)를 오프로 동작시킬 경우에는 powering 모드의 전류 경로가 형성되면서, 제2 인덕터(Lb_2)에 저장된 전기 에너지와 교류 전원부(100)에서 출력되는 전류에 따른 전기 에너지가 링크 커패시터(CLink)에 제공된다.In the same manner as this, in the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be off and , in a state in which the 3-2 switch Q 3_2 and the 3-3 switch Q 3_3 are turned on, the 1-2 switch Q 1_2 is turned on, and the 2-2 switch Q 2-2 ) is turned off, while a current path of the powering mode is formed, the electrical energy stored in the second inductor L b_2 and the electrical energy according to the current output from the AC power supply unit 100 are transferred to the link capacitor C Link ).

이와 같이 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-1 스위치(Q1_1)와 제2-1 스위치(Q2-1)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다. As described above, in the time period in which the negative voltage is output from the AC power unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be off, and the 3 - 2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned on, the 1-1 switch (Q 1_1 ) and the 2-1 th switch (Q 2-1 ) are complementarily turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

또한, 교류 전원부(100)에서 마이너스 전압이 출력되는 시간 구간에, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시킨 상태에서, 제1-2 스위치(Q1_2)와 제2-2 스위치(Q2-2)를 상보적으로 온오프시킴에 따라, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에는 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되게 된다.In addition, during the time period in which the negative voltage is output from the AC power supply unit 100 , the control unit 230 operates the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 to be off, and the 3 - In a state in which switch 2 (Q 3_2 ) and switch 3-3 (Q 3_3 ) are turned on, switch 1-2 (Q 1_2 ) and switch 2-2 (Q 2-2 ) are complementarily turned on As it is turned off, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and the power factor compensated for the power factor is stored in the link capacitor C Link in a DC form.

다음으로, 제어부(230)의 스위칭 동작 제어에 의해, 링크 커패시터(CLink)에 저장된 전력의 전압이 위상 천이 방식에 의해 1차측 권선(L1)을 거쳐 2차측 권선(L2)으로 유도되는 경우에 대해 개략적으로 설명하기로 한다. 이때 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터의 스위치들(즉, 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4))은 위상 천이 동작에 따른 전력 전달에 활용된다. 여기서, 전력 전달의 대상은 2차측 권선(L2) 또는 부하(300)이다.Next, by controlling the switching operation of the controller 230, the voltage of the power stored in the link capacitor C Link is induced to the secondary winding L 2 through the primary winding L 1 by the phase shift method. The case will be briefly described. At this time, the switches of the phase shift full-bridge DC-DC converter (ie, the 3-1 switch (Q 3_1 ), the 3-2 switch (Q 3_2 ), the 3-3 switch (Q 3_3 ) and the 3-4 switch (Q 3_4 )) is used for power transmission according to the phase shift operation. Here, the target of power transmission is the secondary side winding (L 2 ) or the load 300 .

도 5a 및 도 6a에서와 같이, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 온으로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 오프로 동작시키면, 제3-1 스위치(Q3_3)에서 1차측 권선(L1)을 거쳐 제3-4 스위치(Q3_4)로 이어지는 전류 흐름이 생기면서, 링크 커패시터(CLink)에 저장된 전력의 전압이 1차측 권선(L1)에 인가된다. 이후 상기 1차측 권선(L1)에 인가된 전압은 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L2)의 권선비에 따라 2차측 권선(L2)으로 유도된다.As shown in FIGS. 5A and 6A , the control unit 230 turns on the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 , and operates the 3-2 th switch Q 3_2 and the 3 th switch Q 3_2 . When the 3-3 switch (Q 3_3 ) is turned off, the current flows from the 3-1 switch (Q 3_3 ) to the 3-4 switch (Q 3_4 ) through the primary winding (L 1 ). The voltage of the power stored in the link capacitor C Link is applied to the primary winding (L 1 ). Then, the voltage applied to the primary winding (L 1 ) is induced to the secondary winding (L 2 ) according to the turns ratio of the primary winding (L 1 ) and the secondary winding (L 2 ).

한편, 도 5b 및 도 6b에서와 같이, 제어부(230)가 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)를 오프로 동작시키고, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)를 온으로 동작시키면, 제3-3 스위치(Q3_3)에서 1차측 권선(L1)을 거쳐 제3-2 스위치(Q3_2)로 이어지는 전류 흐름이 생기면서, 링크 커패시터(CLink)에 저장된 전력의 전압이 1차측 권선(L1)에 인가된다. 상기 1차측 권선(L1)에 인가된 전압은 1차측 권선(L1)과 2차측 권선(L2)의 권선비에 따라 2차측 권선(L2)으로 유도된다.On the other hand, as in FIGS. 5B and 6B , the control unit 230 turns off the 3-1 th switch Q 3_1 and the 3-4 th switch Q 3_4 off, and the 3-2 th switch Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) are turned on, and a current flows from the 3-3 switch (Q 3_3 ) through the primary winding (L 1 ) to the 3-2 switch (Q 3_2 ). while the voltage of the power stored in the link capacitor C Link is applied to the primary winding (L 1 ). The voltage applied to the primary winding (L 1 ) is induced to the secondary winding (L 2 ) according to the turns ratio of the primary winding (L 1 ) and the secondary winding (L 2 ).

여기서, 2차측 권선(L2)으로 유도되는 전압은 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)가 중첩되는 온 동작 구간(후술하는, Δtoverlap1), 및 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)가 중첩되는 온 동작 구간(후술하는, Δtoverlap2)에 따라 결정된다.Here, the voltage induced to the secondary winding (L 2 ) is the 3-1 switch (Q 3_1 ) and the 3-4th switch (Q 3_4 ) overlapping the on operation section (to be described later, Δt overlap1 ), and the third The -2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) overlap the on operation section (to be described later, Δt overlap2 ) is determined according to.

도 7은 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터를 구성하는 스위치들의 스위칭 동작에 관한 예시적인 타이밍도이다.FIG. 7 is an exemplary timing diagram for switching operations of switches constituting the AC-DC converter shown in FIG. 4 .

도 7에서 TS는 스위칭 주기이며, 한 스위칭 주기의 위상은 360도이다.In FIG. 7 , T S is a switching period, and a phase of one switching period is 360 degrees.

도 7에서 DQ1_1은 제1-1 스위치(Q1_1)의 듀티, DQ2_1은 제2-1 스위치(Q2_1)의 듀티, DQ1_2는 제1-2 스위치(Q1_2)의 듀티, DQ2_2는 제2-2 스위치(Q2_2)의 듀티이다. 제어부(230)는 상기 스위치(Q1_1, Q2_1, Q1_2, Q2_2)의 듀티를 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압의 피크값 또는 극성에 따라 가변하여 제어할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 상기 스위치(Q1_1, Q2_1, Q1_2, Q2_2)의 스위칭 주파수를 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압의 피크값 또는 극성에 따라 DCM, CCM 또는 BCM으로 제어할 수 있다.In FIG. 7 , D Q1_1 is the duty of the 1-1 switch Q 1_1 , D Q2_1 is the duty of the 2-1 switch Q 2_1 , D Q1_2 is the duty of the 1-2 switch Q 1_2 , D Q2_2 is the duty of the 2-2 switch (Q 2_2 ). The controller 230 may control the duty of the switches Q 1_1 , Q 2_1 , Q 1_2 , and Q 2_2 to vary according to the peak value or polarity of the voltage output from the AC power supply unit 100 . In addition, the control unit 230 controls the switching frequency of the switches Q 1_1 , Q 2_1 , Q 1_2 , Q 2_2 DCM, CCM or BCM according to the peak value or polarity of the voltage output from the AC power supply unit 100 . can

도 7에서 DQ3_1은 제3-1 스위치(Q3_1)의 듀티, DQ3-2는 제3-2 스위치(Q3_2)의 듀티, DQ3_3은 제3-3 스위치(Q3_3)의 듀티, DQ3-4는 제3-4 스위치(Q3_4)의 듀티이다.In Figure 7, D Q3_1 is the duty of the 3-1th switch (Q 3_1 ), D Q3-2 is the duty of the 3-2 switch (Q 3_2 ), D Q3_3 is the duty of the 3-3 switch (Q 3_3 ), D Q3-4 is the duty of the 3-4th switch Q 3_4 .

상술한 바와 같이, 교류 전원부(100)에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 링크 커패시터(CLink)에 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되기 위해서는, 한 스위칭 주기 TS 동안, 제어부(230)는 제1-1 스위치(Q1_1) 및 제2-1 스위치(Q2_1)를 상보적으로 온오프시켜야 하고, 제1-2 스위치(Q1_2) 및 제2-2 스위치(Q2_2)를 상보적으로 온오프시켜야 한다.As described above, the power factor of the power supplied from the AC power supply unit 100 is compensated, and in order to store the power factor compensated for the power factor in the link capacitor C Link in a DC form, during one switching period T S , the control unit ( 230) must complementarily turn on and off the 1-1 switch (Q 1_1 ) and the 2-1 switch (Q 2_1 ), and the 1-2 switch (Q 1_2 ) and the 2-2 switch (Q 2_2 ) should be complementarily turned on and off.

즉, 제1-1 스위치(Q1_1)가 온으로 동작하는 구간에서는 제2-1 스위치(Q2_1)는 오프로 동작하여야 하고, 제2-1 스위치(Q2_1)가 온으로 동작하는 구간에서는 제1-1 스위치(Q1_1)는 오프로 동작하여야 한다. 또한, 제1-2 스위치(Q1_2)가 온으로 동작하는 구간에서는 제2-1 스위치(Q2_1)는 오프로 동작하여야 하고, 제2-1 스위치(Q2_1)가 온으로 동작하는 구간에서는 제1-2 스위치(Q1_2)는 오프로 동작하여야 한다. 이때 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터(1000a)가 안정적으로 구동하기 위해서는, 제1-1 스위치(Q1_1)가 온으로 동작하는 구간과 제2-1 스위치(Q2_1)가 온으로 동작하는 구간 사이에는 데드 타임(dead time)이 존재하는 것이 바람직하고, 제1-2 스위치(Q1_2)가 온으로 동작하는 구간과 제2-2 스위치(Q2_2)가 온으로 동작하는 구간 사이에도 데드 타임이 존재하는 것이 바람직하다.That is, in the section in which the 1-1 switch (Q 1_1 ) operates in the on state, the 2-1 switch (Q 2_1 ) must operate in the off state, and in the section in which the 2-1 switch (Q 2_1 ) operates in the on state, The 1-1 switch Q 1_1 should be turned off. In addition, in the section in which the 1-2 switch (Q 1_2 ) operates in the on state, the 2-1 switch (Q 2_1 ) must operate in the off state, and in the section in which the 2-1 switch (Q 2_1 ) operates in the on state The 1-2-th switch Q 1_2 should be turned off. At this time, in order to stably drive the AC-DC converter 1000a shown in FIG. 4 , the period in which the 1-1 switch Q 1_1 is turned on and the 2-1 switch Q 2_1 are turned on. It is preferable that a dead time exists between the sections, and also between the section in which the 1-2 switch (Q 1_2 ) is turned on and the section in which the 2-2 switch (Q 2_2 ) is turned on. It is desirable that time exists.

도 4에 도시된 AC-DC 컨버터(1000a)는 제1 인덕터(Lb_1), 제1-1 스위치(Q1_1) 및 제2-1 스위치(Q2_1)로 이루어진 PFC 컨버터와, 제2 인덕터(Lb_2), 제1-2 스위치(Q1_2) 및 제2-2 스위치(Q2_2)로 이루어진 PFC 컨버터가 서로 병렬로 연결된 인터리빙 방식으로 구성되어 있다. 인터리빙 방식으로 구성된 n개의 PFC 컨버터가 역률 보상 동작을 하기 위해서는, 각 PFC 컨버터를 구성하는 스위치의 스위칭 동작 간에 360/n도 만큼의 위상 차이를 가질 것이 요구된다. The AC-DC converter 1000a shown in FIG. 4 includes a PFC converter including a first inductor L b_1 , a 1-1 switch Q 1_1 and a 2-1 switch Q 2_1 , and a second inductor ( L b_2 ), a PFC converter composed of a 1-2 th switch (Q 1_2 ) and a 2-2 th switch (Q 2_2 ) is configured in an interleaving manner connected in parallel to each other. In order for the n PFC converters configured in the interleaving method to perform a power factor correction operation, it is required to have a phase difference of 360/n degrees between switching operations of switches constituting each PFC converter.

도 4에 도시된 AC-DC 컨버터(1000a)는 2개의 PFC 컨버터가 인터리빙 방식으로 구성되어 있기 때문에, 각 PFC 컨버터를 구성하는 스위치의 스위칭 동작 간에는 180도 만큼의 위상 차이를 가져야 한다. 이에 따라, 제어부(230)는 제1-1 스위치(Q1_1)의 스위칭 동작과 제1-2 스위치(Q1_2)의 스위칭 동작 간에 서로 180도의 위상 차이가 생기도록 제1-1 스위치(Q1_1)와 제1-2 스위치(Q1_2)의 스위칭 동작을 제어하고, 제2-1 스위치(Q2_1)의 스위칭 동작과 제2-2 스위치(Q2_2)의 스위칭 동작 간에 서로 180도의 위상 차이가 생기도록 제2-1 스위치(Q2_1)와 제2-2 스위치(Q2_2)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.In the AC-DC converter 1000a illustrated in FIG. 4 , since two PFC converters are configured in an interleaving method, a phase difference of 180 degrees between switching operations of switches constituting each PFC converter should be provided. Accordingly, the control unit 230 generates a phase difference of 180 degrees between the switching operation of the 1-1 switch Q 1_1 and the switching operation of the 1-2 th switch Q 1_2 so that the 1-1 switch Q 1_1 ) and the first and second switches (Q 1_2 ) control the switching operation, and the phase difference of 180 degrees between the switching operation of the 2-1 switch (Q 2_1 ) and the switching operation of the 2-2 second switch (Q 2_2 ) is Switching operations of the 2-1 th switch Q 2_1 and the 2-2 th switch Q 2_2 may be controlled to occur.

예를 들어, 도 7을 참고하면, 오프 상태이던 제1-1 스위치(Q1_1)가 온으로 제어되는 시점과 오프 상태이던 제1-2 스위치(Q1_2)가 온으로 제어되는 시점 간에는 180도의 위상 차이가 존재한다는 것을 알 수 있으며, 온 상태이던 제1-1 스위치(Q1_1)가 오프로 제어되는 시점과 온 상태이던 제1-2 스위치(Q1_2)가 오프로 제어되는 시점 간에도 180도의 위상 차이가 존재한다는 것을 알 수 있다. For example, referring to FIG. 7 , between the time when the 1-1 switch (Q 1_1 ) in the off state is controlled to be on and the time when the 1-2 th switch (Q 1_2 ) in the off state is controlled to be on is 180 degrees. It can be seen that there is a phase difference, and even between the time when the 1-1 switch (Q 1_1 ) in the on state is controlled to be off and the time when the 1-2 switch (Q 1_2 ) in the on state is controlled to be off, the It can be seen that a phase difference exists.

또한, 도 7을 참고하면, 오프 상태이던 제2-1 스위치(Q2_1)가 온으로 제어되는 시점과 오프 상태이던 제2-2 스위치(Q2_2)가 온으로 제어되는 시점 간에는 180도의 위상 차이가 존재한다는 것을 알 수 있으며, 온 상태이던 제2-1 스위치(Q2_1)가 오프로 제어되는 시점과 온 상태이던 제2-2 스위치(Q2_2)가 오프로 제어되는 시점 간에도 180도의 위상 차이가 존재한다는 것을 알 수 있다.Also, referring to FIG. 7 , there is a phase difference of 180 degrees between the time when the 2-1 th switch Q 2_1 in the OFF state is controlled to be ON and the time when the 2-2 th switch Q 2_2 in the OFF state is controlled to be ON It can be seen that , there is a phase difference of 180 degrees between the time when the 2-1 th switch (Q 2_1 ) in the on state is controlled to be off and the time when the 2-2 switch (Q 2_2 ) in the on state is controlled to be off It can be seen that there is

한편, 본 발명에서 제어부(230)는 링크 커패시터(CLink)의 전압이 위상 천이 방식에 의해 1차측 권선(L1)을 거쳐 2차측 권선(L2)으로 유도되도록 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the controller 230 controls the 3-1 switch Q so that the voltage of the link capacitor C Link is induced to the secondary winding L 2 through the primary winding L 1 by the phase shift method. The switching operations of the 3_1 ), the 3-2 th switch Q 3_2 , the 3-3 th switch Q 3_3 , and the 3-4 th switch Q 3_4 may be controlled.

보다 구체적으로, 제어부(230)는 도 7에 도시된 바와 같이, 한 스위칭 주기 TS 동안, 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)가 중첩되는 온 동작 구간(Δtoverlap1)을 갖도록 제3-1 스위치(Q3_1)와 제3-4 스위치(Q3_4)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 상기 온 동작 구간(Δtoverlap1)이 클수록 1차측 권선(L1)에 인가되는 전압이 커지기 때문에 부하(300)에 제공되는 전압은 커지게 되고, 상기 온 동작 구간(Δtoverlap1)이 작을수록 1차측 권선(L1)에 인가되는 전압은 작아지기 때문에 부하(300)에 제공되는 전압은 작아지게 된다.More specifically, as shown in FIG. 7 , the control unit 230 controls an on operation period in which the 3-1 th switch (Q 3_1 ) and the 3-4 th switch (Q 3_4 ) overlap during one switching period T S ( The switching operation of the 3-1 switch (Q 3_1 ) and the 3-4th switch (Q 3_4 ) can be controlled to have Δt overlap1 ). The larger the on operation period (Δt overlap1 ), the greater the voltage applied to the primary winding (L 1 ) increases, so the voltage provided to the load 300 increases, and the smaller the on operation period (Δt overlap1 ) is, the smaller the primary side Since the voltage applied to the winding L 1 decreases, the voltage applied to the load 300 decreases.

이와 마찬가지로, 제어부(230)는 한 스위칭 주기 TS 동안, 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)가 중첩되는 온 동작 구간(Δtoverlap2)을 갖도록 제3-2 스위치(Q3_2)와 제3-3 스위치(Q3_3)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 상기 온 동작 구간(Δtoverlap2)이 클수록 1차측 권선(L1)에 인가되는 전압이 커지기 때문에 부하(300)에 제공되는 전압은 커지게 되고, 상기 온 동작 구간(Δtoverlap2)이 작을수록 1차측 권선(L1)에 인가되는 전압은 작아지기 때문에 부하(300)에 제공되는 전압은 작아지게 된다.Similarly, the control unit 230 during one switching period T S , the 3-2 switch (Q 3_2 ) and the 3-3 switch (Q 3_3 ) to have an overlap on operation section (Δt overlap2 ) to have a 3-2 Switching operations of the switch Q 3_2 and the third-third switch Q 3_3 may be controlled. The larger the on operation period (Δt overlap2 ), the greater the voltage applied to the primary winding (L 1 ) increases, the greater the voltage provided to the load 300 becomes, the greater the on operation period (Δt overlap2 ) is, the smaller the primary side Since the voltage applied to the winding L 1 decreases, the voltage applied to the load 300 decreases.

정류부(220)는 제1 브릿지 다이오드(Drec1), 제2 브릿지 다이오드(Drec2), 제3 브릿지 다이오드(Drec3) 및 제4 브릿지 다이오드(Drec4)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 브릿지 다이오드(Drec1), 제2 브릿지 다이오드(Drec2), 제3 브릿지 다이오드(Drec3) 및 제4 브릿지 다이오드(Drec4)는 2차측 권선(L2)에 브릿지 구조로 연결된다.The rectifier 220 may include a first bridge diode D rec1 , a second bridge diode D rec2 , a third bridge diode D rec3 , and a fourth bridge diode D rec4 . Here, the first bridging diode D rec1 , the second bridging diode D rec2 , the third bridging diode D rec3 , and the fourth bridging diode D rec4 are connected to the secondary winding L 2 in a bridge structure. do.

구체적으로, 제1 브릿지 다이오드(Drec1)의 애노드 전극은 2차측 권선(L2)의 일단에 연결되고, 제1 브릿지 다이오드(Drec1)의 캐소드 전극은 부하(300)의 일단에 연결된다.Specifically, the anode electrode of the first bridge diode D rec1 is connected to one end of the secondary winding L 2 , and the cathode electrode of the first bridge diode D rec1 is connected to one end of the load 300 .

제2 브릿지 다이오드(Drec2)의 애노드 전극은 부하(300)의 타단에 연결되고, 제2 브릿지 다이오드(Drec2)의 캐소드 전극은 2차측 권선(L2)의 일단 및 제1 브릿지 다이오드(Drec1)의 애노드에 연결된다. 여기서, 부하(300)의 타단은 접지에 연결될 수 있다.The anode electrode of the second bridge diode D rec2 is connected to the other end of the load 300 , and the cathode electrode of the second bridge diode D rec2 has one end of the secondary winding L 2 and the first bridge diode D rec1 ) is connected to the anode. Here, the other end of the load 300 may be connected to the ground.

제3 브릿지 다이오드(Drec3)의 애노드 전극은 부하(300)의 타단 및 제2 브릿지 다이오드(Drec2)의 애노드 전극에 연결되고, 제3 브릿지 다이오드(Drec3)의 캐소드 전극은 2차측 권선(L2)의 타단에 연결된다. The anode electrode of the third bridge diode D rec3 is connected to the other end of the load 300 and the anode electrode of the second bridge diode D rec2 , and the cathode electrode of the third bridge diode D rec3 is the secondary winding ( L 2 ) is connected to the other end.

제4 브릿지 다이오드(Drec4)의 애노드 전극은 2차측 권선(L2)의 타단 및 제3 브릿지 다이오드(Drec3)의 캐소드 전극에 연결되고, 제4 브릿지 다이오드(Drec4)의 캐소드 전극은 부하(300)의 일단 및 제1 브릿지 다이오드(Drec1)의 캐소드 전극에 연결된다.The anode electrode of the fourth bridge diode D rec4 is connected to the other end of the secondary winding L 2 and the cathode electrode of the third bridge diode D rec3 , and the cathode electrode of the fourth bridge diode D rec4 is a load One end of 300 and the first bridge diode D rec1 are connected to the cathode electrode.

이와 같이 정류부(220)는 2차측 권선(L2)에 유도된 전압을 정류하여, 상기 정류된 전압을 부하(300)에 제공한다. 한편, 출력측 커패시터(Co)의 일단은 부하(300)의 일단에 연결되고, 출력측 커패시터(Co)의 타단은 부하(300)의 타단에 연결될 수 있으며, 출력측 커패시터(Co)는 정류부(220)에서 정류된 전압을 매끄러운 직류 전압으로 변환(즉, 평활화)한 뒤, 상기 변환된 직류 전압을 부하(300)에 제공한다.As such, the rectifier 220 rectifies the voltage induced in the secondary winding L 2 , and provides the rectified voltage to the load 300 . On the other hand, one end of the output-side capacitor (C o ) may be connected to one end of the load 300, the other end of the output-side capacitor (C o ) may be connected to the other end of the load 300, and the output-side capacitor (C o ) is the rectifying unit ( 220), after converting (ie, smoothing) the rectified voltage into a smooth DC voltage, the converted DC voltage is provided to the load 300 .

도 8a 내지 도 12는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터를 다음의 표 1과 같은 조건에서 시뮬레이션한 결과이다.8A to 12 are simulation results of the AC-DC converter shown in FIG. 4 under the conditions shown in Table 1 below.

입력 전압input voltage 220Vac220Vac 출력 전력output power 1000W1000W 스위칭 주파수switching frequency 50kHz50 kHz PFC 컨버터의 동작 모드Operating mode of PFC converter CCMCCM

표 1에서 입력 전압은 교류 전원부(100)에서 출력하는 교류 전압을 의미하고, 출력 전력은 부하(300)에 공급되는 직류 전력을 의미한다. 표 1에서 스위칭 주파수는 제1-1 스위치(Q1_1), 제2-1 스위치(Q2-1), 제1-2 스위치(Q1_2), 제2-2 스위치(Q2_2), 제3-1 스위치(Q3_1), 제3-2 스위치(Q3_2), 제3-3 스위치(Q3_3) 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 스위칭 주파수를 의미한다. 또한, 표 1에 의하면, 제1 인덕터(Lb_1), 제1-1 스위치(Q1_1) 및 제2-1 스위치(Q2_1)로 이루어진 PFC 컨버터의 동작 모드와, 제2 인덕터(Lb_2), 제1-2 스위치(Q1_2) 및 제2-2 스위치(Q2_2)로 이루어진 PFC 컨버터의 동작 모드는 모두 CCM이다.In Table 1, input voltage means an AC voltage output from the AC power supply unit 100 , and output power means DC power supplied to the load 300 . In Table 1, the switching frequency is the 1-1 switch (Q 1_1 ), the 2-1 switch (Q 2-1 ), the 1-2 switch (Q 1_2 ), the 2-2 switch (Q 2_2 ), the third This means the switching frequency of the -1 switch (Q 3_1 ), the 3-2 switch (Q 3_2 ), the 3-3 switch (Q 3_3 ), and the 3-4 switch (Q 3_4 ). In addition, according to Table 1, the operation mode of the PFC converter including the first inductor L b_1 , the 1-1 switch Q 1_1 and the 2-1 switch Q 2_1 , and the second inductor L b_2 ) , the first-2 switch (Q 1_2 ), and the 2-2 switch (Q 2_2 ) of the PFC converter consisting of the operation mode is all CCM.

도 8a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 입력 전압(즉, 교류 전원부에서 출력되는 교류 전압)의 시뮬레이션 파형이고, 도 8b는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 입력 전류(즉, 교류 전원부에서 출력되는 교류 전류)의 시뮬레이션 파형이다. 도 8a 및 도 8b에서 알 수 있듯이, 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터는 인터리빙 방식으로 구성된 2개의 PFC 컨버터로 인해, 입력 전압(Vac)과 입력 전류(Iin)가 동상으로 제어되고 있음을 알 수 있다.8A is a simulation waveform of an input voltage (ie, an AC voltage output from an AC power supply unit) of the AC-DC converter shown in FIG. 4 , and FIG. 8B is an input current (ie, AC voltage) of the AC-DC converter shown in FIG. 4 . (AC current output from the power supply) is a simulation waveform. As can be seen from FIGS. 8A and 8B , in the AC-DC converter shown in FIG. 4 , the input voltage (V ac ) and the input current (I in ) are controlled in phase due to two PFC converters configured in an interleaving manner. can be known

도 9a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 교류 전원부에서 출력되는 전압이 220V의 상한 피크값을 가질 때의 시뮬레이션 파형이다. 도 9b는 도 9a의 경우에 제1-1 스위치("Vgate_mos1")와 제2-1 스위치("Vgate_mos2")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이고, 도 9c는 도 9a의 경우에 제1-2 스위치("Vgate_mos1_int")와 제2-2 스위치("Vgate_mos2_int")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다. 도 9d는 도 9a의 경우에 제3-1 스위치("Vgate_mos3_1")와 제3-2 스위치("Vgate_mos3_2")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이고, 도 9e는 도 9a의 경우에 제3-3 스위치("Vgate_mos3_3")와 제3-4 스위치("Vgate_mos3_4")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.9A is a simulation waveform when a voltage output from the AC power supply of the AC-DC converter shown in FIG. 4 has an upper peak value of 220V. 9B is a simulation waveform of the switching operation of the 1-1 switch (“Vgate_mos1”) and the 2-1 switch (“Vgate_mos2”) in the case of FIG. 9A , and FIG. 9C is the 1-2 switch in the case of FIG. 9A . (“Vgate_mos1_int”) and the 2-2nd switch (“Vgate_mos2_int”) are simulation waveforms of switching operations. 9D is a simulation waveform of the switching operation of the 3-1 switch (“Vgate_mos3_1”) and the 3-2 switch (“Vgate_mos3_2”) in the case of FIG. 9A , and FIG. 9E is the 3-3 switch in the case of FIG. 9A . It is a simulation waveform of the switching operation of ("Vgate_mos3_3") and the 3-4th switch ("Vgate_mos3_4").

도 9a에 도시된 바와 같이 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압이 220V의 상한 피크값을 가질 때, 나아가 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압이 플러스일 때, 제어부(230)는 한 스위칭 주기 동안, 제1-1 스위치(Q1_1)의 듀티를 제2-1 스위치(Q2_1)의 듀티에 비해 크게 설정할 수 있고, 제1-2 스위치(Q1_2)의 듀티를 제2-2 스위치(Q2_2)의 듀티에 비해 크게 설정할 수 있다. 제어부(230)는 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압이 220V에서 0V에 가까워질수록 제1-1 스위치(Q1_1)의 듀티 및 제1-2 스위치(Q1_2)의 듀티를 점점 감소시킬 수 있다. 또한, 제어부(230)는 한 스위칭 주기 동안 제3-1 스위치(Q3_1)의 듀티, 제3-2 스위치(Q3_2)의 듀티, 제3-3 스위치(Q3_3)의 듀티 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 듀티를 동일하게 설정할 수 있다.As shown in FIG. 9A , when the voltage output from the AC power supply unit 100 has an upper peak value of 220V, furthermore, when the voltage output from the AC power supply unit 100 is positive, the control unit 230 controls one switching period. , the duty of the 1-1 switch (Q 1_1 ) may be set to be larger than the duty of the 2-1 switch (Q 2_1 ), and the duty of the 1-2 th switch (Q 1_2 ) is set to a duty of the 2-2 switch (Q) It can be set larger than the duty of 2_2 ). The controller 230 may gradually decrease the duty of the 1-1 switch Q 1_1 and the duty of the 1-2 th switch Q 1_2 as the voltage output from the AC power supply unit 100 approaches 0V from 220V. have. In addition, the controller 230 controls the duty of the 3-1th switch (Q 3_1 ), the duty of the 3-2th switch (Q 3_2 ), the duty of the 3-3th switch (Q 3_3 ), and the 3-th during one switching period The duty of the 4 switches Q 3_4 may be set to be the same.

도 10a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 교류 전원부에서 출력되는 전압이 0V일 때의 시뮬레이션 파형이다. 도 10b는 도 10a의 경우에 제1-1 스위치("Vgate_mos1")와 제2-1 스위치("Vgate_mos2")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이고, 도 10c는 도 10a의 경우에 제1-2 스위치("Vgate_mos1_int")와 제2-2 스위치("Vgate_mos2_int")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다. 도 10d는 도 10a의 경우에 제3-1 스위치("Vgate_mos3_1")와 제3-2 스위치("Vgate_mos3_2")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이고, 도 10e는 도 10a의 경우에 제3-3 스위치("Vgate_mos3_3")와 제3-4 스위치("Vgate_mos3_4")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.10A is a simulation waveform when the voltage output from the AC power supply of the AC-DC converter shown in FIG. 4 is 0V. 10B is a simulation waveform of the switching operations of the 1-1 switch (“Vgate_mos1”) and the 2-1 switch (“Vgate_mos2”) in the case of FIG. 10A , and FIG. 10C is the 1-2 switch in the case of FIG. 10A (“Vgate_mos1_int”) and the 2-2nd switch (“Vgate_mos2_int”) are simulation waveforms of switching operations. 10D is a simulation waveform of the switching operation of the 3-1 switch (“Vgate_mos3_1”) and the 3-2 switch (“Vgate_mos3_2”) in the case of FIG. 10A , and FIG. 10E is the 3-3 switch in the case of FIG. 10A It is a simulation waveform of the switching operation of ("Vgate_mos3_3") and the 3-4th switch ("Vgate_mos3_4").

교류 전원부(100)에서 출력되는 전압이 0V일 때, 제어부(230)는 한 스위칭 주기 동안, 제1-1 스위치(Q1_1)의 듀티와 제2-1 스위치(Q2_1)의 듀티를 동일하게 설정할 수 있고, 제1-2 스위치(Q1_2)의 듀티와 제2-2 스위치(Q2_2)의 듀티를 동일하게 설정할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 한 스위칭 주기 동안 제3-1 스위치(Q3_1)의 듀티, 제3-2 스위치(Q3_2)의 듀티, 제3-3 스위치(Q3_3)의 듀티 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 듀티를 동일하게 설정할 수 있다.When the voltage output from the AC power supply unit 100 is 0V, the controller 230 makes the duty of the 1-1 switch Q 1_1 and the duty of the 2-1 switch Q 2_1 the same for one switching period. may be set, and the duty of the 1-2th switch Q 1_2 and the duty of the 2-2nd switch Q 2_2 may be set to be the same. In addition, the controller 230 controls the duty of the 3-1th switch (Q 3_1 ), the duty of the 3-2th switch (Q 3_2 ), the duty of the 3-3th switch (Q 3_3 ), and the 3-th during one switching period The duty of the 4 switches Q 3_4 may be set to be the same.

도 11a는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 교류 전원부에서 출력되는 전압이 -220V의 하한 피크값을 가질 때의 시뮬레이션 파형이다. 도 11b는 도 11a의 경우에 제1-1 스위치("Vgate_mos1")와 제2-1 스위치("Vgate_mos2")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이고, 도 11c는 도 11a의 경우에 제1-2 스위치("Vgate_mos1_int")와 제2-2 스위치("Vgate_mos2_int")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다. 도 11d는 도 11a의 경우에 제3-1 스위치("Vgate_mos3_1")와 제3-2 스위치("Vgate_mos3_2")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이고, 도 11e는 도 11a의 경우에 제3-3 스위치("Vgate_mos3_3")와 제3-4 스위치("Vgate_mos3_4")의 스위칭 동작의 시뮬레이션 파형이다.11A is a simulation waveform when the voltage output from the AC power supply of the AC-DC converter shown in FIG. 4 has a lower limit peak value of -220V. 11B is a simulation waveform of the switching operation of the 1-1 switch (“Vgate_mos1”) and the 2-1 switch (“Vgate_mos2”) in the case of FIG. 11A , and FIG. 11C is the 1-2 switch in the case of FIG. 11A (“Vgate_mos1_int”) and the 2-2nd switch (“Vgate_mos2_int”) are simulation waveforms of switching operations. 11D is a simulation waveform of the switching operations of the 3-1 switch (“Vgate_mos3_1”) and the 3-2 switch (“Vgate_mos3_2”) in the case of FIG. 11A , and FIG. 11E is the 3-3 switch in the case of FIG. 11A . It is a simulation waveform of the switching operation of ("Vgate_mos3_3") and the 3-4th switch ("Vgate_mos3_4").

도 11a에 도시한 바와 같이 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압이 -220V의 하한 피크값을 가질 때, 나아가 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압이 마이너스일 때, 제어부(230)는 한 스위칭 주기 동안, 제1-1 스위치(Q1_1)의 듀티에 비해 제2-1 스위치(Q2_1)의 듀티를 크게 설정할 수 있고, 제1-2 스위치(Q1_2)의 듀티에 비해 제2-2 스위치(Q2_2)의 듀티를 크게 설정할 수 있다. 교류 전원부(100)에서 출력되는 전압이 0V에서 -220V에 가까워질수록 제2-1 스위치(Q2_1)의 듀티 및 제2-2 스위치(Q2_2)의 듀티를 점점 증가시킬 수 있다. 또한, 제어부(230)는 한 스위칭 주기 동안 제3-1 스위치(Q3_1)의 듀티, 제3-2 스위치(Q3_2)의 듀티, 제3-3 스위치(Q3_3)의 듀티 및 제3-4 스위치(Q3_4)의 듀티를 동일하게 설정할 수 있다.11A, when the voltage output from the AC power supply unit 100 has a lower limit peak value of -220V, furthermore, when the voltage output from the AC power supply unit 100 is negative, the controller 230 controls one switching cycle During the period, the duty of the 2-1 switch (Q 2_1 ) may be set to be larger than the duty of the 1-1 switch (Q 1_1 ), and the second-second switch compared to the duty of the 1-2-th switch (Q 1_2 ) The duty of (Q 2_2 ) can be set large. As the voltage output from the AC power supply unit 100 approaches from 0V to -220V, the duty of the second-first switch Q 2_1 and the duty of the second-second switch Q 2_2 may be gradually increased. In addition, the controller 230 controls the duty of the 3-1th switch (Q 3_1 ), the duty of the 3-2th switch (Q 3_2 ), the duty of the 3-3th switch (Q 3_3 ), and the 3-th during one switching period The duty of the 4 switches Q 3_4 may be set to be the same.

도 12는 표 1 및 도 8a 내지 도 12e에 의할 때, 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 출력 전압(즉, 부하(300)의 양단에 인가되는 직류 전압)의 시뮬레이션 파형이다. 도 12에 의하면, 교류 전원부(100)에서 출력되는 220Vac의 교류 전압이 변환되어, 부하(300)의 양단에 400V의 직류 전압이 인가된다는 것을 알 수 있다.12 is a simulation waveform of an output voltage (ie, a DC voltage applied to both ends of the load 300 ) of the AC-DC converter shown in FIG. 4 according to Table 1 and FIGS. 8A to 12E . 12 , it can be seen that the AC voltage of 220Vac output from the AC power supply unit 100 is converted, and a DC voltage of 400V is applied to both ends of the load 300 .

도 13은 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터의 변형예이다.13 is a modified example of the AC-DC converter shown in FIG.

도 13에 도시된 AC-DC 컨버터(1000b)는 도 4에 도시된 AC-DC 컨버터(1000a)와 비교해서, 정류부(220)를 구성하는 소자로서 다이오드 대신 스위치가 이용된다는 점에서만 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 그 차이가 있는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.The AC-DC converter 1000b shown in FIG. 13 is different from the AC-DC converter 1000a shown in FIG. 4 only in that a switch is used instead of a diode as an element constituting the rectifying unit 220 . Therefore, only the parts having the difference will be described below.

도 13에 도시된 AC-DC 컨버터(1000b)에서 정류부(220)는 제1 브릿지 스위치(Qrec1), 제2 브릿지 스위치(Qrec2), 제3 브릿지 스위치(Qrec3) 및 제4 브릿지 스위치(Qrec4)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 브릿지 스위치(Qrec1), 제2 브릿지 스위치(Qrec2), 제3 브릿지 스위치(Qrec3) 및 제4 브릿지 스위치(Qrec4)는 2차측 권선(L2)에 브릿지 구조로 연결된다.In the AC-DC converter 1000b shown in FIG. 13 , the rectifier 220 includes a first bridge switch (Q rec1 ), a second bridge switch (Q rec2 ), a third bridge switch (Q rec3 ), and a fourth bridge switch ( Q rec4 ). Here, the first bridge switch (Q rec1 ), the second bridge switch (Q rec2 ), the third bridge switch (Q rec3 ) and the fourth bridge switch (Q rec4 ) are connected to the secondary winding (L 2 ) in a bridge structure do.

구체적으로, 제1 브릿지 스위치(Qrec1)의 일단은 2차측 권선(L2)의 일단에 연결되고, 제1 브릿지 스위치(Qrec1)의 타단은 부하(300)의 일단에 연결된다.Specifically, one end of the first bridge switch Q rec1 is connected to one end of the secondary winding L 2 , and the other end of the first bridge switch Q rec1 is connected to one end of the load 300 .

제2 브릿지 스위치(Qrec2)의 일단은 부하(300)의 타단에 연결되고, 제2 브릿지 스위치(Qrec2)의 타단은 2차측 권선(L2)의 일단 및 제1 브릿지 스위치(Qrec1)의 일단에 연결된다. 여기서, 부하(300)의 타단은 접지에 연결될 수 있다.One end of the second bridge switch (Q rec2 ) is connected to the other end of the load 300 , and the other end of the second bridge switch (Q rec2 ) is one end of the secondary winding (L 2 ) and the first bridge switch (Q rec1 ) connected to one end of Here, the other end of the load 300 may be connected to the ground.

제3 브릿지 스위치(Qrec3)의 일단은 부하(300)의 타단 및 제2 브릿지 스위치(Qrec2)의 일단에 연결되고, 제3 브릿지 스위치(Qrec3)의 타단은 2차측 권선(L2)의 타단에 연결된다. One end of the third bridge switch (Q rec3 ) is connected to the other end of the load 300 and one end of the second bridge switch (Q rec2 ), and the other end of the third bridge switch (Q rec3 ) is the secondary winding (L 2 ) is connected to the other end of

제4 브릿지 스위치(Qrec4)의 일단은 2차측 권선(L2)의 타단 및 제3 브릿지 스위치(Qrec3)의 타단에 연결되고, 제4 브릿지 스위치(Qrec4)의 타단은 부하(300)의 일단 및 제1 브릿지 스위치(Qrec1)의 타단에 연결된다.One end of the fourth bridge switch (Q rec4 ) is connected to the other end of the secondary winding (L 2 ) and the other end of the third bridge switch (Q rec3 ), and the other end of the fourth bridge switch (Q rec4 ) is a load 300 . One end of and the other end of the first bridge switch (Q rec1 ) are connected.

제1 브릿지 스위치(Qrec1), 제2 브릿지 스위치(Qrec2), 제3 브릿지 스위치(Qrec3) 및 제4 브릿지 스위치(Qrec4)로는 MOSFET이 사용될 수 있으며, 이 경우 제어부(230)는 각 스위치의 게이트 단자에 제어 신호를 인가하여, 각 스위치를 온으로 동작시키거나 오프로 동작시킬 수 있다.MOSFETs may be used as the first bridge switch (Q rec1 ), the second bridge switch (Q rec2 ), the third bridge switch (Q rec3 ), and the fourth bridge switch (Q rec4 ) In this case, the control unit 230 is each By applying a control signal to the gate terminal of the switch, each switch may be turned on or turned off.

제어부(230)는 2차측 권선(L2)에 유도된 전압이 정류되도록, 제1 브릿지 스위치(Qrec1), 제2 브릿지 스위치(Qrec2), 제3 브릿지 스위치(Qrec3) 및 제4 브릿지 스위치(Qrec4)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 2차측 권선(L2)에서 도 13의 좌측 방향으로 전류의 흐름이 생길 때, 제어부(230)는 제1 브릿지 스위치(Qrec1) 및 제3 브릿지 스위치(Qrec3)를 온으로 동작시키고, 제2 브릿지 스위치(Qrec2) 및 제4 브릿지 스위치(Qrec4)를 오프로 동작시킬 수 있다. 이에 반해, 2차측 권선(L2)에서 도 13의 우측 방향으로 전류의 흐름이 생길 때, 제어부(230)는 제2 브릿지 스위치(Qrec2) 및 제4 브릿지 스위치(Qrec4)를 온으로 동작시키고, 제1 브릿지 스위치(Qrec1) 및 제3 브릿지 스위치(Qrec3)를 오프로 동작시킬 수 있다.The control unit 230 so that the voltage induced in the secondary winding (L 2 ) is rectified, the first bridge switch (Q rec1 ), the second bridge switch (Q rec2 ), the third bridge switch (Q rec3 ) and the fourth bridge The switch (Q rec4 ) can be controlled. More specifically, when the current flows in the left direction of FIG. 13 in the secondary winding (L 2 ), the control unit 230 turns on the first bridge switch (Q rec1 ) and the third bridge switch (Q rec3 ) and the second bridge switch Q rec2 and the fourth bridge switch Q rec4 may be turned off. In contrast, when the current flows in the right direction of FIG. 13 in the secondary winding (L 2 ), the control unit 230 operates the second bridge switch (Q rec2 ) and the fourth bridge switch (Q rec4 ) to be on. and the first bridge switch (Q rec1 ) and the third bridge switch (Q rec3 ) may be operated to be off.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주 안에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the limited examples and drawings, the present invention is not limited to the above-described examples, which are various modifications and variations from these descriptions by those skilled in the art to which the present invention belongs. Transformation is possible. Accordingly, the technical spirit of the present invention should be understood only by the claims, and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the technical spirit of the present invention.

100: 교류 전원부
220: 정류부
230: 제어부
300: 부하
1000a, 1000b, 1000c, 1000d: AC-DC 컨버터100: AC power unit
220: rectifying unit
230: control unit
300: load
1000a, 1000b, 1000c, 1000d: AC-DC converter

Claims (6)

일단이 교류 전원부에 연결되는 제1 인덕터;
일단이 상기 제1 인덕터의 타단에 연결되는 제1-1 스위치;
일단이 상기 제1 인덕터의 타단 및 상기 제1-1 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 접지에 연결되는 제2-1 스위치;
일단이 상기 교류 전원부 및 상기 제1 인덕터의 일단에 연결되는 제2 인덕터;
일단이 상기 제2 인덕터의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제1-1 스위치의 타단에 연결되는 제1-2 스위치;
일단이 상기 제2 인덕터의 타단 및 상기 제1-2 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 제2-2 스위치;
일단이 상기 제1-1 스위치의 타단 및 상기 제1-2 스위치의 타단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 링크 커패시터;
일단이 상기 교류 전원부에 연결되고, 타단이 상기 제1-1 스위치의 타단, 상기 제1-2 스위치의 타단 및 상기 링크 커패시터의 일단에 연결되는 제3-1 스위치;
일단이 상기 교류 전원부 및 상기 제3-1 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 제3-2 스위치;
일단이 상기 교류 전원부, 상기 제3-1 스위치의 일단 및 상기 제3-2 스위치의 일단에 연결되는 1차측 권선;
일단이 상기 1차측 권선의 타단에 연결되고, 타단이 상기 제1-1 스위치의 타단, 상기 제1-2 스위치의 타단, 상기 제3-1 스위치의 타단 및 상기 링크 커패시터의 일단에 연결되고, 타단이 상기 1차측 권선의 타단에 연결되는 제3-3 스위치;
일단이 상기 1차측 권선의 타단 및 상기 제3-3 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 접지에 연결되는 제3-4 스위치;
상기 1차측 권선과 자기적으로 결합되는 2차측 권선;
상기 2차측 권선에 연결되며, 상기 2차측 권선에 유도된 전압을 정류하여, 상기 정류된 전압을 부하에 제공하는 정류부; 및
상기 교류 전원부에서 공급되는 전력의 역률이 보상되고, 상기 링크 커패시터에 상기 역률이 보상된 전력이 직류 형태로 저장되도록, 상기 제1-1 스위치, 상기 제2-1 스위치, 상기 제1-2 스위치, 상기 제2-2 스위치, 상기 제3-1 스위치, 상기 제3-2 스위치 상기 제3-3 스위치 및 상기 제3-4 스위치의 스위칭 동작을 제어하되, 상기 링크 커패시터의 전압이 위상 천이 방식에 의해 상기 1차측 권선을 거쳐 상기 2차측 권선으로 유도되도록, 상기 제3-1 스위치, 상기 제3-2 스위치 상기 제3-3 스위치 및 상기 제3-4 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는, 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터
a first inductor having one end connected to the AC power supply;
a 1-1 switch having one end connected to the other end of the first inductor;
a 2-1 switch having one end connected to the other end of the first inductor and one end of the 1-1 switch, and the other end connected to the ground;
a second inductor having one end connected to one end of the AC power supply unit and one end of the first inductor;
a 1-2 th switch having one end connected to the other end of the second inductor and the other end connected to the other end of the 1-1 switch;
a 2-2 switch having one end connected to the other end of the second inductor and one end of the 1-2 switch, and the other end connected to the ground;
a link capacitor having one end connected to the other end of the 1-1 switch and the other end of the 1-2 switch, and the other end connected to the ground;
a 3-1 switch having one end connected to the AC power supply and the other end connected to the other end of the 1-1 switch, the other end of the 1-2 switch, and one end of the link capacitor;
a 3-2 switch having one end connected to one end of the AC power supply unit and the 3-1 switch, and the other end connected to the ground;
a primary winding having one end connected to the AC power supply unit, one end of the 3-1 switch, and one end of the 3-2 switch;
One end is connected to the other end of the primary winding, and the other end is connected to the other end of the 1-1 switch, the other end of the 1-2 switch, the other end of the 3-1 switch, and one end of the link capacitor, a 3-3 switch having the other end connected to the other end of the primary winding;
a 3-4 switch having one end connected to the other end of the primary winding and one end of the 3-3 switch, and the other end connected to the ground;
a secondary winding magnetically coupled to the primary winding;
a rectifying unit connected to the secondary winding and rectifying the voltage induced in the secondary winding to provide the rectified voltage to a load; and
The 1-1 switch, the 2-1 switch, and the 1-2 switch so that a power factor of the power supplied from the AC power supply is compensated and the power factor-compensated power is stored in the link capacitor in a DC form. , the 2-2 switch, the 3-1 switch, the 3-2 switch, control the switching operations of the 3-3 switch and the 3-4 switch, wherein the voltage of the link capacitor is a phase shift method a control unit for controlling switching operations of the 3-1 switch, the 3-2 switch, the 3-3 switch, and the 3-4 switch so as to be guided to the secondary winding via the primary winding by AC-DC converter with integrated bridgeless PFC converter and phase shift full-bridge DC-DC converter comprising
 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
한 스위칭 주기 동안, 상기 제1-1 스위치 및 상기 제2-1 스위치를 상보적으로 온오프시키고, 상기 제1-2 스위치 및 상기 제2-2 스위치를 상보적으로 온오프시키는 것을 특징으로 하는, 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터.
According to claim 1,
The control unit is
During one switching cycle, the 1-1 switch and the 2-1 switch are complementarily turned on/off, and the 1-2-th switch and the 2-2 switch are complementarily turned on/off. , AC-DC converter with integrated bridgeless PFC converter and phase shift full-bridge DC-DC converter.
 제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1-1 스위치의 스위칭 동작과 상기 제1-2 스위치의 스위칭 동작 간에 서로 180도의 위상 차이가 생기도록 상기 제1-1 스위치 및 상기 제1-2 스위치의 스위칭 동작을 제어하고,
상기 제2-1 스위치의 스위칭 동작과 상기 제2-2 스위치의 스위칭 동작 간에 서로 180도의 위상 차이가 생기도록 상기 제2-1 스위치 및 상기 제2-2 스위치의 스위칭 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터.
3. The method of claim 2,
The control unit is
controlling the switching operation of the 1-1 switch and the 1-2 switch so that a phase difference of 180 degrees is generated between the switching operation of the 1-1 switch and the switching operation of the 1-2 switch;
and controlling the switching operations of the 2-1 switch and the 2-2 switch so that a phase difference of 180 degrees occurs between the switching operation of the 2-1 switch and the switching operation of the 2-2 switch AC-DC converter with integrated bridgeless PFC converter and phase shift full-bridge DC-DC converter.
 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 한 스위칭 주기 동안, 상기 제3-1 스위치와 상기 제3-4 스위치가 중첩되는 온 동작 구간을 갖도록 제어하고, 상기 제3-2 스위치와 상기 제3-3 스위치가 중첩되는 온 동작 구간을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터.
4. The method of claim 3,
The control unit is
During the one switching period, the 3-1 switch and the 3-4 switch are controlled to have an overlapping ON operation section, and the 3-2 switch and the 3-3 switch are controlled to have an overlapping ON operation section. An AC-DC converter in which a bridgeless PFC converter and a phase-shift full-bridge DC-DC converter are integrated, characterized in that it is controlled to have.
 제1항에 있어서,
상기 정류부는,
애노드 전극이 상기 2차측 권선의 일단에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 부하의 일단에 연결되는 제1 브릿지 다이오드;
애노드 전극이 상기 부하의 타단에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 2차측 권선의 일단 및 상기 제1 브릿지 다이오드의 애노드에 연결되는 제2 브릿지 다이오드;
애노드 전극이 상기 부하의 타단 및 상기 제2 브릿지 다이오드의 애노드 전극에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 2차측 권선의 타단에 연결되는 제3 브릿지 다이오드; 및
애노드 전극이 상기 2차측 권선의 타단 및 상기 제3 브릿지 다이오드의 캐소드 전극에 연결되고, 캐소드 전극이 상기 부하의 일단 및 상기 제1 브릿지 다이오드의 캐소드 전극에 연결되는 제4 브릿지 다이오드;를 포함하는, 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터.
According to claim 1,
The rectifying unit,
a first bridge diode having an anode electrode connected to one end of the secondary winding and a cathode electrode connected to one end of the load;
a second bridge diode having an anode electrode connected to the other end of the load and a cathode electrode connected to one end of the secondary winding and an anode of the first bridge diode;
a third bridge diode having an anode electrode connected to the other end of the load and an anode electrode of the second bridge diode, and a cathode electrode connected to the other end of the secondary winding; and
A fourth bridge diode having an anode electrode connected to the other end of the secondary winding and a cathode electrode of the third bridge diode, and a cathode electrode connected to one end of the load and a cathode electrode of the first bridge diode. AC-DC converter with integrated bridgeless PFC converter and phase shift full-bridge DC-DC converter.
 제1항에 있어서,
상기 정류부는,
일단이 상기 2차측 권선의 일단에 연결되고, 타단이 상기 부하의 일단에 연결되는 제1 브릿지 스위치;
일단이 상기 부하의 타단에 연결되고, 타단이 상기 2차측 권선의 일단 및 상기 제1 브릿지 스위치의 일단에 연결되는 제2 브릿지 스위치;
일단이 상기 부하의 타단 및 상기 제2 브릿지 스위치의 일단에 연결되고, 타단이 상기 2차측 권선의 타단에 연결되는 제3 브릿지 스위치; 및
일단이 상기 2차측 권선의 타단 및 상기 제3 브릿지 스위치의 타단에 연결되고, 타단이 상기 부하의 일단 및 상기 제1 브릿지 스위치의 타단에 연결되는 제4 브릿지 스위치;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 2차측 권선에 유도된 전압이 정류되도록, 상기 제1 브릿지 스위치, 상기 제2 브릿지 스위치, 상기 제3 브릿지 스위치 및 상기 제4 브릿지 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 브릿지리스 PFC 컨버터와 위상 천이 풀브릿지 DC-DC 컨버터가 통합된 AC-DC 컨버터.
According to claim 1,
The rectifying unit,
a first bridge switch having one end connected to one end of the secondary winding and the other end connected to one end of the load;
a second bridge switch having one end connected to the other end of the load and the other end connected to one end of the secondary winding and one end of the first bridge switch;
a third bridge switch having one end connected to the other end of the load and one end of the second bridge switch, and the other end connected to the other end of the secondary winding; and
a fourth bridge switch having one end connected to the other end of the secondary winding and the other end of the third bridge switch, and the other end connected to one end of the load and the other end of the first bridge switch;
The control unit controls the first bridge switch, the second bridge switch, the third bridge switch and the fourth bridge switch so that the voltage induced in the secondary winding is rectified, a bridgeless PFC converter AC-DC converter with integrated phase shift full-bridge DC-DC converter.
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