KR100591033B1 - 출력 인덕터가 필요없는 고효율 전력 변환 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 출력 인덕터가 필요없는 고효율 전력 변환 회로에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 인가되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 인버터부의 출력 전압을 변압하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 변압기부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및 상기 정류기부의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터를 포함한다. 본 발명에 따르면, 인버터 전력용 반도체 스위칭 소자는 영전압 스위칭이 가능하고, 변압기 2차측 정류기의 전압 스트레스가 작으며, 스위칭 손실을 감소시키므로 고효율화가 가능하고, 출력 인덕터를 사용하지 않으므로 저가로 구현이 가능하고 소형화가 가능하게 된다.
전력 컨버터, 영전압 스위칭, 하프 브리지, 컨버터 회로, 정류기

Description

출력 인덕터가 필요없는 고효율 전력 변환 회로 {High Efficiency Power Conversion Circuit without Output Inductor}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 출력 인덕터가 필요없는 고효율 전력 변환 회로의 인버터부의 출력 전압 파형의 일실시 예를 도시한 파형도.
도 3은 본 발명에 따른 출력 인덕터가 필요없는 고효율 전력 변환 회로의 인버터부의 출력 전압 파형의 다른 일실시 예를 도시한 파형도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하프 브리지 인버터부를 도시한 회로도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프 브리지 인버터부를 도시한 회로도.
도 6에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동형 클램프 포워드 인버터부를 도시한 회로도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동형 클램프 포워드 인버터부를 도시한 회로도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풀 브리지(full bridge) 인버터부를 도시한 회로도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 변압기부의 내부 구성을 도시한 회로도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변압기부를 도시한 회로도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 정류기부를 도시한 회로도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정류기부를 도시한 회로도.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정류기를 도시한 회로도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비절연형 전력 변환 회로의 블록도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
101: 입력단자
102: 입력측 접지
103: 인버터 부
104: 인버터 출력 양(+) 단자
105: 인버터 출력 음(-) 단자
106: 변압기 부
107: 변압기 출력 양(+) 단자
108: 변압기 출력 음(-) 단자
109: 출력 인덕터가 필요없는 정류기 부
110: 정류기 출력 양(+) 단자
111: 정류기 출력 음(-) 단자 또는 출력측 접지
112: 평활 커패시터
113: 부하
121: 입력 단자
122: 입력측 접지
123: 제 1 전력 스위치
124: 제 2 전력 스위치
125: 제 1 전력 스위치 양단 커패시터
126: 제 2 전력 스위치 양단 커패시터
127: 제 1 전력 스위치 역방향 다이오드
128: 제 2 전력 스위치 역방향 다이오드
129: 클램프 커패시터
130: 인버터 출력 양(+) 단자
131: 인버터 출력 음(-) 단자
141: 입력 단자
142: 입력측 접지
143: 제 1 입력 커패시터
144: 제 2 입력 커패시터
145: 제 1 전력 스위치
146: 제 2 전력 스위치
147: 제 1 전력 스위치 양단 커패시터
148: 제 2 전력 스위치 양단 커패시터
149: 제 1 전력 스위치 역방향 다이오드
150: 제 2 전력 스위치 역방향 다이오드
151: 인버터 출력 양(+) 단자
152: 인버터 출력 음(-) 단자
161: 입력 단자
162: 입력측 접지
163: 제 1 전력 스위치
164: 제 2 전력 스위치
165: 제 3 전력 스위치
166: 제 4 전력 스위치
167: 제1 전력 스위치 양단 커패시터
168: 제2 전력 스위치 양단 커패시터
169: 제3 전력 스위치 양단 커패시터
170: 제4 전력 스위치 양단 커패시터
171: 제 1 전력 스위치 역방향 다이오드
172: 제 2 전력 스위치 역방향 다이오드
173: 제 3 전력 스위치 역방향 다이오드
174: 제 4 전력 스위치 역방향 다이오드
175: 인버터 출력 양(+) 단자
176: 인버터 출력 음(-) 단자
181: 변압기 입력 양(+) 단자
182: 변압기 입력 음(-) 단자
183: 변압기 1차측 자화 인덕턴스
184: 변압기
185: 변압기 출력 양(+) 단자
186: 변압기 출력 음(-) 단자
187: 인덕터
191: 변압기 입력 양(+) 단자
192: 변압기 입력 음(-) 단자
193: 변압기 1차측 자화 인덕턴스
194: 변압기
195: 변압기 제 1 출력 양(+) 단자
196: 변압기 제 2 출력 음(-) 단자
197: 변압기 제 1 출력 음(-) 단자 또는 변압기 제 2 출력 양(+) 단자
198: 인덕터
201: 정류기 입력 양(+) 단자
202: 변압기 입력 음(-) 단자
203: 제 1 정류기
204: 제 2 정류기
205: 제 1 정류기 커패시터
206: 제 2 정류기 커패시터
207: 출력 평활 커패시터
211: 정류기 입력 양(+) 단자
212: 변압기 입력 음(-) 단자
213: 정류기 커패시터
214: 제 1 정류기
215: 제 2 정류기
216: 제 3 정류기
217: 제 4 정류기
218: 출력 평활 커패시터
221: 정류기 제 1 입력 양(+) 단자
222: 정류기 제 2 입력 음(-) 단자
223: 정류기 제 1 입력 음(-) 단자 또는 정류기 제 2 입력 양(+) 단자
224: 제 1 정류기
225: 제 2 정류기
226: 출력 평활 커패시터
231: 입력 단자
232: 입력측 접지
233: 클램프 커패시터
234: 제 1 전력 스위치
235: 제 2 전력 스위치
236: 제 1 전력 스위치 양단 커패시터
237: 제 2 전력 스위치 양단 커패시터
238: 제 1 전력 스위치 역방향 다이오드
239: 제 2 전력 스위치 역방향 다이오드
241: 인버터 출력 양(+) 단자
242: 인버터 출력 음(-) 단자
251: 입력 단자
252: 입력측 접지
253: 클램프 커패시터
254: 제 1 전력 스위치
255: 제 2 전력 스위치
256: 제 1 전력 스위치 양단 커패시터
257: 제 2 전력 스위치 양단 커패시터
258: 제 1 전력 스위치 양단 커패시터
259: 제 2 전력 스위치 역방향 다이오드
261: 인버터 출력 양(+) 단자
262: 인버터 출력 음(-) 단자
271: 입력단자
272: 입력측 접지
273: 인버터 부
274: 인버터 출력 양(+) 단자
275: 인버터 출력 음(-) 단자
276: 출력 인덕터가 필요없는 정류기 부
277: 정류기 출력 양(+) 단자
278: 평활 커패시터
279: 정류기 출력 음(-) 단자 또는 출력측 접지
280: 부하
281: 인덕터
본 발명은 전력 변환 회로에 관한 것으로서, 특히 일정 주파수의 펄스폭 변조 방법에 의하여 입력 전압의 전력을 변환하여 출력하는 고효율 전력 변환 회로에 관한 것이다.
입력 전압으로부터 소망의 출력 전압을 얻기 위하여 다양한 형태의 전력 컨버터가 개발되어 왔다. 이러한 전력 컨버터 중에서도, 최근에는 스위칭 방식에 의한 전력 컨버터가 많이 사용된다. 이러한 스위칭 방식에 의한 전력 컨버터의 개발에 있어서, 가장 핵심적인 요소는 고효율화이다.
높은 스위칭 주파수로 동작하면서도 스위칭 손실이 비교적 적은 전력 컨버터로서, 비대칭적으로 동작하는 하프 브리지 컨버터가 광범위하게 사용되고 있다. 비 대칭적으로 동작하는 하프 브리지 컨버터의 예로서, 발명의 명칭이 "Asymmetrical Duty Cycle Power Converter"인 미합중국 특허 5,245,520호와 발명의 명칭이 "Half-Bridge DC to DC Converter with Low Output Current Ripple"인 미합중국 특허 5,999,433호가 있다.
미합중국 특허 5,245,520호 및 5,999,433호에 개시된 비대칭적으로 동작하는 하프 브리지 컨버터는, 주 스위치와 보조 스위치를 구비하고, 주 스위치의 도통 구간에서 2차측으로 에너지를 전달하며 보조 스위치 도통 시에도 2차측으로 에너지를 전달하는 방식으로 동작한다. 주 스위치와 보조 스위치가 같이 소호되는 작은 시간 동안 1차측 인덕터 및 변압기의 자화 인덕턴스 전류를 이용하여 주 스위치 및 보조 스위치가 영전압 상황 하에서 도통하기 때문에, 스위칭 손실이 저감되어 효율이 높다.
그러나 2차측 정류기에 출력 인덕터를 사용하므로 인덕터의 도통 손실과 코아 손실이 발생하며, 부피를 차지한다. 그리고 2차측 정류기가 도통 및 소호하는 구간에서 변압기의 누설 인덕턴스 또는 1차측 인덕터와 정류기의 기생 커패시터 간에 공진이 발생하여, 정류기가 도통 및 소호되는 과도 시간에 정류기 양단에 큰 서지(Surge) 전압이 발생한다. 그리고 출력 전압 보다 큰 전압이 정류기에 인가되어, 큰 전압 스트레스가 발생하며 정류기단의 손실이 크다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 높은 효율을 갖는 전력 변환 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사이즈가 작고, 낮은 전압 스트레스를 갖는 정류기 회로를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로는, 인가되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 인버터부의 출력 전압을 변압하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 변압기부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및 정류기부의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터를 포함하되, 인버터부에 인가되는 스위칭 신호는 일정한 주파수의 신호이고, 정류기부는 제1 및 제2 정류기, 및 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 제1 정류기의 애노드는 제2 정류기의 캐소드와 접속되어 제1 입력단을 형성하고, 제1 정류기의 캐소드는 제1 커패시터의 일단과 접속되어 제1 출력단을 형성하고, 제2 정류기의 애노드는 제2 커패시터의 일단과 접속되어, 제2 출력단을 형성하고, 제1 및 제2 커패시터의 타단은 서로 접속된다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로에 있어서, 인덕터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 클램프 커패시터를 포함하고, 제1 전력 스위치의 일단은 제2 전 력 스위치의 일단과 접속되어, 제2 출력단을 형성하고, 타단은 제2 입력단을 형성하며, 제2 전력 스위치의 타단은 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 제1 입력단을 형성하고, 클램프 커패시터의 타단은 제1 출력단을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로에 있어서, 인덕터부는 제1 및 제2 전력 스위치,및 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 제1 전력 스위치의 일단은 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 제2 출력단을 형성하고, 타단은 제1 커패시터의 일단과 접속되어 제2 입력단을 형성하며, 제2 전력 스위치의 타단은 제2 커패시터의 일단과 접속되어 제1 입력단을 형성하며, 제1 및 제2 커패시터의 타단은 서로 접속되어 제1 출력단을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로에 있어서, 인덕터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 제1 전력 스위치의 일단은 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어, 제2 출력단을 형성하고, 타단은 제2 입력단을 형성하며, 제2 전력 스위치의 타단은 클램프 커패시터의 일단과 접속되고, 클램프 커패시터의 타단은 제1 입력단 및 제1 출력단에 접속된다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로에 있어서, 인덕터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 제1 전력 스위치의 일단은 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 제2 출력단을 형성하고, 타단은 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 제2 입력단을 형성하며, 제2 전력 스위치의 타단은 클램프 커패시터의 타단과 접속되며, 제1 입력단 및 제1 출력단은 서로 접속된다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로에 있어서, 인덕터부는 제1 내지 제4 전력 스위치를 포함하고, 제1 전력 스위치의 일단은 제4 전력 스위치의 일단과 접속되어 제1 입력단을 형성하고, 타단은 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 제1 출력단을 형성하며, 제2 전력 스위치의 타단은 제3 전력 스위치의 일단과 접속되어 제2 입력단을 형성하고, 제3 전력 스위치의 타단은 제4 전력 스위치의 타단과 접속되어 제2 출력단을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로에 있어서, 변압기부는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하는 변압기, 및 인덕터를 포함하고, 변압기의 1차측 권선의 도트측 단자는 인덕터의 일단과 접속되고, 비도트측 단자는 제2 입력단을 형성하며, 변압기의 2차측 권선의 도트측 단자는 제1 출력단을 형성하고, 비도트측 단자는 제2 출력단을 형성하며, 인덕터의 타단은 제1 입력단을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로는, 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 인버터부의 출력 전압을 변압하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 변압기부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및 정류기부의 출력 전류를 필터링하여 출력 평활 커패시터를 포함하되, 인버터부에 인가되는 스위칭 신호는 일정한 주파수의 신호이고, 정류기부는 커패시터, 및 제1 내지 제4 정류기를 포함하고, 커패시터의 일단은 제1 입력단을 형성하고, 타단은 제1 정류기의 애노드 및 제2 정류기의 캐소드와 접속되며, 제1 정류기의 캐소드는 제3 정류기의 캐소드와 접속되어 제1 출력단을 형성하고, 제2 정류기의 애노드는 제4 정류기의 애노드와 접속되어 제2 출력단을 형성하며, 제3 정류기의 애노드는 제4 정류기의 캐소드와 접속되어 제2 입력단을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로는, 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 내지 제3 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 인버터부의 출력 전압을 변압하여 제1 및 제3 출력단, 및 제3 및 제2 출력단으로 각각 출력하는 변압기부, 제1 내지 제3 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제3 입력단, 및 제3 및 제2 입력단에 각각 인가되는 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및 정류기의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터를 포함하되, 인버터부에 인가되는 스위칭 신호는 일정한 주파수의 신호이고, 정류기부는 제1 및 제2 정류기를 포함하고, 제1 정류기의 애노드는 제1 입력단을 형성하고, 캐소드는 제2 정류기의 캐소드와 접속되어 제1 출력단을 형성하고, 제2 정류기의 애노드는 제2 입력단을 형성하며, 제3 입력단 및 제2 출력단은 서로 접속된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로는, 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 인버터부의 출력 전압을 변압하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 변압기부, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및 정류기의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터를 포함하되, 인버터부에 인가되는 스위칭 신호는 일정한 주파수의 스위칭 신호이고, 정류기부는 정류기 또는 커패시터 중 적어도 어느 하나의 소자만을 이용하여 구현된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로는, 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서, 제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부, 인버터부의 제1 출력단에 접속되는 인덕터, 인덕터의 타단에 접속되는 제1 입력단, 인버터부의 제2 출력단에 접속되는 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 정류하여 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류 기부, 및 정류기부의 제1 및 제2 출력단간에 접속되어, 정류기부의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터를 포함하되, 인버터부에 인가되는 스위칭 신호는 일정 주파수의 신호이고, 정류기부는 정류기 또는 커패시터 중 적어도 어느 하나의 소자 만을 이용하여 구현된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
1. 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로의 전체 구성
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로는 입력 전압 Vs을 변환하여 교류 형태의 전압 VAB으로 출력하는 인버터부(103), 전력 변환 회로의 입력 Vs과 출력 Vo을 전기적으로절연시키고, 인버터부(103)의 출력 전압 VAB을 변환하여 출력시키는 변압기(106), 정류기부(109), 및 출력 평활 커패시터(112)를 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 이들 구성간의 접속관계를 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전력 변환 회로는 입력 단자(101)와 입력측 접지(102) 간에 입력 전압 Vs가 인가된다. 입력 전압 Vs은 인버터부(103)의 입력 전압이 되도록 접속되며, 인버터부(103)의 출력 단자 중 일측 단자(104)는 변압기부(106)의 일측 입력 단자와 연결된다. 인버터부(103)의 출력 단자의 타측 단자(105)는 변압기부(106)의 타측 입력 단자와 연결된다. 변압기 부(106)의 출력 일측 단자(107)는 정류기부(109)의 일측 입력 단자에 연결되며, 변압기부(106)의 출력 타측 단자(108)는 정류기의 타측 입력 단자에 연결된다. 정류기부(109)의 출력 일측 단자(110)는 평활 커패시터(112) 및 부하의 양(+)의 단자와 연결되며, 정류기부(109)의 출력 타측 단자(111)는 평활 커패시터(112) 및 부하의 음(-)의 단자와 연결된다.
인버터부(103)는 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 출력 전압 VAB를 생성하는 전력 변환 회로이며, 커패시터와 전력용 반도체 스위칭 소자를 포함하여 구성된다.
변압기부(106)는 변압기부(106)에 포함된 인덕터와 변압기의 1차측 및 2차측의 권선비에 의하여, 인버터부(103)에서 출력된 교류 전압 VAB을 변압하여 2차측으로 출력한다.
정류기부(109)는 상기 변압기부(106)에서 출력된 교류 전압 VCD을 정류하며, 변압기부(106)에서 출력된 교류 전류를 맥동 성분을 갖는 직류 전류 형태로 정류한다. 정류기부(109)는 후술하는 바와 같이, 출력 인덕터 없이, 정류 다이오드, 또는 정류 다이오드 및 커패시터로 구현된다.
출력 평활 커패시터(112)는 맥동 성분을 갖는 정류기 출력 전류를 필터링하여 전력 변환 회로의 출력 전압 Vo을 생성하며, 부하(113)에 전류를 공급한다.
이로써, 전력 변환 회로의 입력 전압 Vs이 변환되어, 부하(113)에 인가되게 된다.
2. 본 발명의 일실시예에 따른 인버터부의 내부 구성
도 4 내지 도 8에서는 본 발명의 실시예에 따른 인버터부(103)의 내부 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하프 브리지 인버터부(103)를 도시한 회로도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 인버터부(103)는 제1 및 제2 전력 스위치(123, 124), 클램프 커패시터(129)를 포함하고, 제1 및 제2 입력단(121, 122)에 인가된 전압 Vs을 교류 형태의 전압으로 변환하여 제1 및 제2 출력단(130, 131)으로 출력한다.
이하, 도 4를 참조하여 이들 구성간의 연결 관계를 설명한다.
제1 전력 스위치(123)의 일단은 제2 전력 스위치(124)의 일단과 접속되어, 제2 출력단(131)을 형성하고, 타단은 제2 입력단(122)을 형성한다. 제2 전력 스위치(124)의 타단은 클램프 커패시터(129)의 일단과 접속되어, 제1 입력단(121)을 형성하고, 클램프 커패시터(129)의 타단은 제1 출력단(130)을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 인버터부(103)에 있어서, 상기 제1 및 제2 전력 스위치(123, 124) 양단에는 각각 커패시터(125, 126) 및 역방향 다이오드(127, 128)가 각각 병렬 접속될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인버터부(103)에 있어서, 제1 전력 스위치(123) 및 제2 전력 스위치(124)는 각각 시비율이 D 및 1-D인 스위칭 제어 신호에 의해 동작한다. 제1 전력 스위치(123)를 제어하기 위하여 인가되는 신호를 Vg(Qm)이라 하고, 제2 전력 스위치(124)를 제어하기 위하여 인가하는 신호를 Vg(Qa)라고 한다. 또한 Vg(Qm) 및 Vg(Qa)가 영보다 큰 경우 각각의 스위치는 도통하며 영인 경우는 소호되며, Vg(Qm) 및 Vg(Qa)는 소정의 데드시간(dead time)을 가지고 서로 교번하는 펄스 신호이다.
따라서, 시간 DT 동안 상기 제1 전력 스위치(123)에 스위칭 제어 신호 Vg(Qm)이 인가되면, 제1 전력 스위치(123)가 도통되어, 인버터부(103)의 출력 전압 VAB은 VS-VC가 된다.
또한, 시간 (1-D)T 동안 제2 전력 스위치(124)에 스위칭 제어 신호 Vg(Qa)가 인가되면, 제2 전력 스위치(124)는 도통되어, 인버터부(103)의 출력 전압 VAB은 -VC 가 된다.
이로써, 제1 및 제2 입력단(121, 122)에 인가된 전압 Vs가 교류 형태의 전압으로 변환되어 출력되게 된다.
인버터 회로에 있어서, 정상 상태에서의 한 스위칭 구간 동안 전압 VAB의 전압과 시간의 곱(voltage second product)은 평형 조건을 만족해야 한다. 따라서 수학식 1과 같은 전압시간 평형 조건을 만족한다.
(Vs-Vc)DT=Vc(1-D)T
상기 수학식 1로부터 클램프 커패시터(129)에 인가되는 전압 Vc은 수학식 2와 같은 시비율 D에 의해 결정된다.
Vcc=VsD
여기서 D는 제1 전력 스위치(123)가 동작되는 시비율이며, 본 실시 예에서 최대 시비율은 0.5이다. 따라서 정상 상태에서 Vcc는 0.5Vs 보다 작은 값을 갖는다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프 브리지 인버터부(203)를 도시한 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 인버터부(203)는 제1 및 제2 전력 스위치(145, 146), 제1 및 제2 커패시터(143, 144)를 포함한다.
제1 전력 스위치(145)의 일단은 제2 전력 스위치(146)의 일단과 접속되어, 인버터부(203)의 제2 출력단(152)을 형성하고, 타단은 제1 커패시터(143)의 일단과 접속되어, 인버터부(203)의 제2 입력단(142)을 형성한다. 제2 전력 스위치(146)의 타단은 제2 커패시터(144)의 일단과 접속되어, 인버터부(203)의 제1 입력단(141)을 형성한다. 제1 및 제2 커패시터(143, 144)의 타단은 서로 접속되어 인버터부(203)의 제1 출력단(151)을 형성한다.
도 4에 도시된 인버터부(203)와 유사하게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터부(203)에 있어서, 제1 전력 스위치(145)는 DT동안 도통되어 출력 전압 VAB는 Vc2가 되며, 제2 전력 스위치(146)는 (1-D)T동안 도통되어 출력 전압 VAB는 -Vc1가 된다. 인버터 출력 전압 VAB는 도 2와 같은 파형을 생성한다.
도 6에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동형 클램프 포워드 인버터 부(303)를 도시한 회로도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터부(303)는 제1 및 제2 전력 스위치(234, 235), 및 클램프 커패시터(233)을 포함한다.
이하, 이들 구성간의 접속 관계를 도 6을 참조하여 설명한다.
제1 전력 스위치(234)의 일단은 제2 전력 스위치(235)의 일단과 접속되어, 인버터부(303)의 제2 출력단(242)을 형성하고, 타단은 제2 입력단(232)을 형성한다.
제2 전력 스위치(235)의 타단은 클램프 커패시터(233)의 일단과 접속되고, 클램프 커패시터(233)의 타단은 제1 입력단(231) 및 제1 출력단(241)을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터부(303)에 있어서, 상기 제1 및 제2 전력 스위치(234, 235) 양단에는 각각 커패시터(236, 237) 및 역방향 다이오드(238, 239)가 접속될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 전력 스위치(234) 및 제2 전력 스위치(235)는 각각 시비율이 D 및 1-D인 스위칭 제어 신호에 의해 동작한다. 제1 전력 스위치(234)를 제어하기 위하여 인가되는 신호를 Vg(Qm)이라 하고, 제2 전력 스위치(235)를 제어하기 위하여 인가되는 신호를 Vg(Qa)라고 한다. 또한 Vg(Qm) 및 Vg(Qa)가 영보다 큰 경우 각각의 스위치는 도통하며 영인 경우는 소호되며, Vg(Qm) 및 Vg(Qa)는 소정의 데드시간(dead time)을 가지고 서로 교번하는 펄스 신호이다.
따라서, 시간 DT 동안 상기 제1 전력 스위치(234)에 스위칭 제어 신호 Vg(Qm)이 인가되면, 제1 전력 스위치(124)가 도통되어, 인버터부(203)의 출력 전압 VAB은 VS가 된다.
또한, 시간 (1-D)T 동안 제2 전력 스위치(135)에 스위칭 제어 신호 Vg(Qa)가 인가되면, 제2 전력 스위치(135)는 도통되어, 인버터부(303)의 출력 전압 VAB은 -VCC 가 된다.
이로써, 제1 및 제2 입력단(131, 132)에 인가된 전압 Vs가 교류 형태의 전압으로 변환되어 출력되게 되며, 수학식 3과 같은 전압시간 평형 조건을 만족한다.
VsDT=Vcc(1-D)T
상기 수학식 3으로부터 클램프 커패시터(233)에 인가되는 전압 Vcc은 입력 전압 Vs 및 시비율 D에 의해 결정된다.
Vcc=VsD/(1-D)
여기서 D는 제1 전력 스위치(234)가 동작되는 시비율이며, 인버터 출력 전압 VAB는 도 2와 같은 파형이 된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동형 클램프 포워드 인버터부(403)를 도시한 회로도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인버터부(403)는 제1 및 제2 전력 스위치(254, 255), 클램프 커패시터(253)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 인버터부(403)의 제1 입력단(251)은 제1 출력단(261)과 접속된다. 제1 전력 스위치(254)의 일단은 클램프 커패시터(253)의 일단과 접속되어, 제2 출력단(262)을 형성하고, 타단은 제2 전력 스위치(255)의 일단과 접속되어, 제2 입력단(252)을 형성한다. 제2 전력 스위치(255)의 타단은 클램프 커패시터(253)의 타단과 접속된다.
도 6에 도시된 인버터부(303)와 유사하게, 제1 전력 스위치(254)는 DT동안 도통되어 출력 전압 VAB는 Vs가 되며, 제2 전력 스위치(255)는 (1-D)T동안 도통되어 VAB는 -Vcc가된다. 인버터 출력 전압 VAB는 도 2와 같은 파형을 생성한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 풀 브리지(full bridge) 인버터부(503)를 도시한 회로도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인버터부(503)는 제1 내지 제4 전력 스위치(163~166)를 포함한다.
제1 전력 스위치(163)의 일단은 제4 전력 스위치(166)의 일단과 접속되어, 제1 입력단(161)을 형성하고, 제1 전력 스위치(163)의 타단은 제2 전력 스위치(164)의 일단과 접속되어, 제1 출력단(175)을 형성한다.
제2 전력 스위치(164)의 타단은 제3 전력 스위치(165)의 일단과 접속되어, 제2 입력단(162)을 형성하고, 제3 전력 스위치(165)의 타단은 제4 전력 스위치(166)의 타단과 접속되어, 제2 출력단(176)을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터부(503)에 있어서, 제 1 전력 스위치(163) 및 제 3 전력 스위치(165)가 도통되면, 인버터부(503)의 출력 전압 VAB 은 +Vs가 되며, 제 1 전력 스위치(163) 및 제 4 전력 스위치(166)가 도통되면, 출력 전압 VAB은 영전압이 된다.
또한, 제4 전력 스위치(166) 및 제 2 전력 스위치(164)가 도통되면, 인버터부(503)의 출력 전압 VAB은 -Vs가 되며, 제 2 전력 스위치(164) 및 제 3 전력 스위치(165)가 도통되면, 출력 전압 VAB은 영전압이 인가되어, 도 3과 같은 파형을 생성한다.
3. 본 발명의 일실시예에 따른 변압기부의 내부 구성
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 변압기부(106)의 내부 구성을 도시한 회로도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 변압기부(106)는 변압기(184) 및 인덕터(187)를 포함하고, 제1 및 제2 입력단(181, 182)에 인가된 인버터부(103)의 출력 전압 VAB을 변압하여, 제1 및 제2 출력단(185, 186)으로 출력한다. 또한 변압기부(106)의 인덕터(187)에 흐르는 전류 ILK를 변압기(184)의 권선비 Np/Ns에 의하여 변압기(184) 2차측 전류 Isec을 생성한다.
이하, 도 9를 참조하여, 이들 구성간의 접속관계를 설명한다.
변압기(184)의 1차측 권선의 도트측 단자는 상기 인덕터(187)의 일단과 접속되고, 비도트측 단자는 제2 입력단(182)을 형성한다. 변압기(184)의 2차측 권선의 도트측 단자는 제1 출력단(185)를 형성하고, 비도트측 단자는 제2 출력단(186)을 형성한다. 또한, 인덕터(187)의 타단은 제1 입력단(181)을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 변압기부(106)에 있어서, 인덕터(187)는 변압기(184)의 누설 인덕턴스로 대치가 가능하다. 또한, 도 9에서는 변압기(184)의 자화 인덕턴스(183)를 변압기(184) 1차측 권선과 병렬로 표현하였다.
본 발명의 일실시예에 따른 변압기부(106)에 있어서, 1차측 권선 양단에 인가되는 전압은 변압기(184)의 1차측과 2차측의 권선비(turn-ratio)에 의하여 변압되어, 변압기(184)의 2차측 권선으로 전달된다.
인덕터(187)에서 전압 강하가 없다는 가정 하에서, 변압기(184) 2차측 출력 전압 VCD은 VAB(Ns/Np)이다. 변압기부(106)의 입력 전압 VAB에 의하여 변압기(184)의 1차측 인덕터(187)와 정류기부(109)의 커패시터 또는 출력 평활 커패시터가 공진을 하며 변압기(184)의 1차측 전류 ILK가 변압기(184)의 2차측으로 전달된다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 변압기부(206)를 도시한 회로도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 변압기부(206)는 변압기(194)의 2차측에 2개의 권선이 존재한다는 점에서 도 9에 도시된 변압기부(106)와 차이를 갖는다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 변압기부(206)는 제1 및 제2 입력단(191, 192), 및 제1 내지 제3 출력단(195~197)을 구비하고, 제1 및 제2 입력단(191, 192) 양단에 인가되는, 인버터부(103)의 출력 전압 VAB을 변환하여, 제1 및 제3 출력단(195, 197) 양단 및 제3 및 제2 출력단(197, 196) 양단으로 전달한다.
제1 및 제2 입력단(191, 192) 간에 입력 전압 VAB이 인가되면, 변압기(194)의 1차측의 인덕터(198)가 정류기부(109)의 커패시터 또는 출력 평활 커패시터와 공진을 하며 변압기의(194)의 1차측 전류 ILK가 변압기(194)의 2차측으로 전달된다.
4. 본 발명의 일실시예에 따른 정류기부의 내부 구성
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 정류기부(109)의 내부 구성을 도시한 회로도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 정류기부(109)는 제1 및 제2 정류기(203, 204), 및 제1 및 제2 정류기 커패시터(205, 206)을 포함하고, 제1 및 제2 입력단(201, 202)에 인가된 전압 VCD을 정류하여 출력 평활 커패시터(207)에 인가한다.
이하, 도 11을 참조하여 이들 구성간의 접속 관계를 설명한다.
제1 정류기(203)의 애노드는 제2 정류기(204)의 캐소드와 접속되어, 제1 입력단(201)을 형성하고, 제1 정류기(203)의 캐소드는 제1 정류기 커패시터(205)의 일단과 접속되어, 출력 평활 커패시터(207)의 일단과 접속된다. 제2 정류기(204)의 애노드는 제2 정류기 커패시터(206)의 일단과 접속되어, 출력 평활 커패시터(207)의 타단과 접속된다. 또한, 제1 및 제2 정류기 커패시터(205, 206)의 타단은 서로 접속되어, 제2 입력단(202)을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 정류기부(109)는 도 9의 변압기부와 같은 변압기 2차측 제 1권선만을 구비하는 변압기와 접속하여 동작한다.
제1 및 제2 입력단(201, 202) 양단에 인가되는 입력 전압 VCD이 양(+)의 전압 펄스인 경우, 변압기 2차측 전류 Isec는 제 1 정류기 (203) 및 제 1 정류기 커패시터(205)를 통하여 흐른다. 이 구간에서, 변압기 1차측 인덕터(187)와 제 1 정류기 커패시터(205)가 직렬 공진 함으로써, 전류가 흐르게 된다. 제 1 정류기(203)에 흐르는 전류 ID1은 공진 방식으로 증가하며 흐르고, 제 1 정류기 커패시터 전압 Vco1은 증가하며, 제 2 정류기 커패시터 전압 Vco2는 Vco1+Vco2=Vo되도록 감소한다. 따라서 제 1 정류기(203)에는 출력 평활 커패시터 Co(207)의 입력 전류 Io의 2배의 크기인 ID1이 흐른다.
입력 전압 VCD이 음(-)의 전압 펄스인 경우, 공진 방식으로 증가하며 흐르던 제 1정류기 전류 ID1은 급격히 영으로 감소하고, 변압기 2차측 전류 Isec는 제 2 정류기 커패시터(206)와 제 2 정류기(204)를 통하여 흐른다. 이 구간에서는 변압기 1차측 인덕터(187)와 제 2 정류기 커패시터(206)와 직렬 공진 방식으로 전류가 흐른다. 제 2 정류기(204)에 흐르는 전류 ID2는 공진 방식으로 증가하며 흐르며, 제 2 정류기 커패시터 전압 Vco2는 증가하며, 제 1 정류기 커패시터 전압 Vco1은 Vco1+Vco2=Vo되도록 감소한다. 따라서 제 2 정류기(204)에는 출력 평활 커패시터 Co(207)의 입력 전류 Io의 2배의 크기인 ID2가 흐른다.
본 발명에 따른 정류기부(109)는 출력 인덕터 없이, 정류기 및 커패시터로만 구현됨으로써, 출력 인덕터에 의하여 발생되었던 인덕터의 도통 손실과 코아 손실 이 발생되지 않아 전체 전력 변환 회로의 효율이 높아지게 된다. 나아가, 제 1 및 제 2 정류기(203, 304)의 전압 스트레스는 출력 전압 Vo로 제한되게 됨으로써, 출력 인덕터를 사용하는 기존의 정류기 회로에 비하여, 정류기부(109)가 받는 전압 스트레스를 감소시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정류기부(209)의 내부 구성을 도시한 회로도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 정류기부(209)는 정류기 커패시터(213), 및 제1 내지 제4 정류기(214~217)을 포함한다.
이하, 도 12를 참조하여 이들 구성간의 접속 관계를 설명한다.
정류기 커패시터(213)의 일단은 정류기부(209)의 제1 입력단(211)을 형성하고, 타단은 제1 정류기(214)의 애노드 및 제2 정류기(215)의 캐소드와 접속된다. 제1 정류기(214)의 캐소드는 제3 정류기(216)의 캐소드와 접속되어 출력 평활 커패시터(218)의 일단과 접속되고, 제2 정류기(215)의 애노드는 제4 정류기(217)의 애노드와 접속되어, 출력 평활 커패시터(218)의 타단과 접속된다. 제3 정류기(216)의 애노드는 제4 정류기(217)의 캐소드와 접속되어, 정류기부(109)의 제2 입력단(212)을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 정류기부(209)는 도 9의 변압기부(106)와 같이, 변압기 2차측 제 1권선만을 구비하는 변압기와 접속하여 동작한다.
제1 및 제2 입력단(211, 212) 양단에 인가되는 입력 전압 VCD이 양(+)의 전압 펄스가 인가되는 경우, 변압기 2차측 전류 Isec는 정류기 커패시터(213), 제 1 정류기(214) 및 제 4 정류기(217)을 통하여 흐른다. 이 구간에서는 변압기 1차측 인덕터(187)와 정류기 커패시터(213)의 직렬 공진 방식으로 전류가 흐르게 된다.
제 1 정류기(214) 및 제 4 정류기(217)에 각각 흐르는 전류 ID1 및 ID4는 공진 방식으로 증가하고, 정류기 커패시터 전압 Vco1은 증가하게 된다. 따라서, 제 1 정류기(214) 및 제 4 정류기(217)에 각각 흐르는 전류 ID1 및 ID4는 출력 평활 커패시터 Co(218)의 입력 전류가 된다.
정류기 입력 전압 VCD이 음(-)의 전압 펄스가 인가되는 경우, 제 1 정류기(214) 및 제 4 정류기(217)에 흐르는 전류 ID1 및 ID4는 급격히 영으로 감소하며, 변압기 2차측 전류 Isec는 제 3 정류기(216), 제 2 정류기(215) 및 정류기 커패시터(213)를 통하여 흐르게 된다. 이 구간에서는 변압기 1차측 인덕터(187)와 정류기 커패시터(213)가 직렬 공진을 하며, 정류기 커패시터(213)에 흐르는 전류 Isec는 역방향으로 증가한다.
제 3 정류기(216) 및 제 2 정류기(215)에 각각 흐르는 전류 ID3및 ID2는 공진 방식으로 증가하며, 정류기 커패시터(213) 전압 Vco1은 감소한다. 따라서 제 3 정류기(216) 및 제 2 정류기(215)에 각각 흐르는 전류 ID3 및 ID2는 출력 평활 커패시터(218)의 입력 전류가 된다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정류기부(309)를 도시한 회로도이 다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정류기부(309)는 제1 및 제2 정류기(224, 225)를 포함한다.
제1 정류기(224)의 애노드는 제1 입력단(221)을 형성하고, 캐소드는 제2 정류기(225)의 캐소드와 접속되어, 출력 평활 커패시터(226)의 일단과 접속된다. 제2 정류기(225)의 애노드는 제2 입력단(222)을 형성하고, 정류기부(309)의 제3 입력단(223)은 출력 평활 커패시터(226)의 타단과 접속된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 정류기부(309)는, 도 10에 도시된 변압기부(206)와 같은 변압기 2차측 제1 및 제2 권선을 구비하는 변압기와 접속하여 동작한다.
정류기부(309)의 제1 및 제3 입력단(221, 223) 간에 인가되는 전압 VC1D와 제3 및 제2 입력단(223, 222) 간에 인가되는 전압 VDC2가 양(+)의 전압인 경우, 변압기 1차측 인덕터 전류 ILK는 변압기를 통하여 제 1 정류기(224)을 통하여 출력 평활 커패시터(226)로 흐른다. 이 구간에서는 변압기 1차측 인덕터(198)와출력 평활 커패시터(226)의 직렬 공진 방식으로 전류가 흐르게 된다. 제 1 정류기(224)에 흐르는 전류 ID1는 공진 방식으로 증가하게 된다.
정류기 입력 전압 VC1D및 VDC2가 음(-)의 전압인 경우, 제 1 정류기(224)에 흐르던 전류 ID1은 급격히 영으로 감소하며, 변압기 1차측 인덕터 전류 ILK는 변압기를 통하여 제 2 정류기(225)를 통하여 출력 평활 커패시터(226)로 흐른다. 이 구간에서는 변압기 1차측 인덕터(198)와 출력 평활 커패시터(226)는 직렬 공진을 하게 되고, 제 2 정류기(225)에 흐르는 전류 ID2는 공진 방식으로 증가하며 흐른다.
상기와 정류기부(109~309)와 유사한 정류기 회로가 60-70년대에 라인 정류하는 곳과 70-80년대의 공진형 컨버터에 사용한 바 있다. 그러나, 라인 정류하는 곳에 사용된 것은 정류기의 입력이 저주파이고, 공진형 컨버터(고주파수로동작: 수십kHZ-수MHZ)는 주파수가 가변되는 방식으로서, 본 발명의 정류기 회로와는 동작 및 성능 면에서 전혀 다른 것이다.
본 발명에 따른 정류기 회로는 출력 인덕터가 필요없으며 일정 스위칭 주파수로 동작하고, 고주파로 동작하는 공진형 방식으로서, 기존의 것과는 동작 방식이 다르다. 특히 인버터부의 전류 스트레스가 적으며, 정류기가 출력 전압으로 클램프되므로 정류기의 전압 스트레스가 작다. 또한 정류기 영전류 턴오프하므로 인버터부의 기생 요소들과의공진에 의한 오실레이션이 발생하지 않는다. 또한 변압부의 자화전류에 직류 옵셋이 발생하지 않아 변압기 크기면에서 유리하며 변압기의 코아손실 또한 적다.
5. 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로의 전체 구성
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비절연형 전력 변환 회로의 블록도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로는 인버터부(273), 인덕터(281), 정류기부(276), 및 출력 평활 커패시터(278)를 포함하고, 인가되는 입력 전압 Vs을 변환하여, 부하(280)에 인가한다.
이하, 도 14를 참조하여 이들 구성간의 연결관계를 설명한다.
입력 단자(271)와 입력측 접지(272) 간에 입력 전압 Vs이 인가된다. 입력 전압 Vs은 인버터부(273)의 입력 전압이 되도록 접속되며, 인버터부(273)의 일측 출력 단자(274)는 인덕터(281)의 일측 단자와 연결되며, 인덕터(281)의 타측 단자는 정류기부(276)의 일측 입력단에 연결된다. 인버터부(273)의 타측 출력 단자(275)는 정류기부(276)의 타측 입력단에 연결된다. 정류기부(276)의 일측 출력단(277)은 평활 커패시터(112) 및 부하(278)의 양(+)의 단자와 연결되며, 정류기부(276)의 타측 출력단(279)은 평활 커패시터(112) 및 부하(280)의 음(-)의 단자와 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로에 있어서, 인버터부(273)는 도2 및 도3과 같은 출력 전압 VAB을 생성하기 위한 전력 변환 회로이며, 커패시터와 전력용 반도체 스위칭 소자로 구성된다. 인버터부(103)는 도 4 내지 도 8과 관련하여 상술한 회로가 사용될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
인덕터(281)는 인버터부(103)의 교류 출력 전압 VAB을 교류 전류원 형태로 바꾸어 주는 역할을 한다.
정류기부(276)는 정류기부의 교류 입력 전류를 정류하며 맥동 성분을 갖는 직류 전류를 출력 커패시터(278)에 전달하는 역할을 한다. 정류기부(276)의 내부 구성은 도 11내지 도 13과 관련하여 상술한 바와 같으며, 출력 인덕터를 사용하지 않음으로써, 전력 변환 회로의 효율을 개선시킬 수 있고, 정류기부(278)에 인가되는 스트레스 전압을 감소시킬 수 있으며, 사이즈를 줄일 수 있다.
출력 평활 커패시터(278)은 정류기의 맥동 성분을 갖는 직류 전류를 필터링하여 출력 전압을 생성하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 변환 회로는, 입력 단자(271)와 입력측 접지(272) 간에 입력 전압 Vs을 효율적으로 변환하여, 부하(280)에 제공할 수 있으며, 전력 변환 회로의 사이즈를 줄일 수 있음으로써, 가격 면에서 경쟁력을 획득할 수 있다.
본 발명에 따른 전력 변환 회로는 영전압 스위칭이 가능한 교류 형태의 전압을 출력하는 인버터를 구비하며, 고안된 정류기 회로가 제공된다. 본 발명의 전력 변환 회로 다음과 같은 장점이 있다. 변압기 1차측 전력 스위치의 영전압 스위칭으로 전력 스위치의 스위칭 손실을 감소시킨다.
기존의 비대칭적으로 동작하는 하프 브리지 컨버터, 능동 클램프 포워드 컨버터 및 위상 천이형 풀 브리지 컨버터는 2차측 정류기에 출력 인덕터를 사용하므로 인덕터의 도통 손실과 코아 손실이 발생하며 많은 부피를 차지하나, 본 발명에서는 출력 인덕터를 사용하지 않으므로 인덕터에서 발생하는 손실이 없어 고효율화가 가능하고, 구조적으로도 간단해지며, 저가로 제작이 가능하다.
그리고 기존의 비대칭적으로 동작하는 하프 브리지 컨버터, 능동 클램프 포워드 컨버터 및 위상 천이형 풀 브리지 컨버터는 2차측 정류기가 도통 및 소호하는 구간에서 변압기의 누설 인덕턴스 또는 1차측 인덕터와 정류기의 기생 커패시터 간에 공진이 발생하여 정류기가 도통 및 소호 시에 정류기 양단에 큰 서지(Surge) 전압이 발생한다. 그리고 정류기 소호시에는 출력 전압보다 큰 전압이 정류기에 인가되어, 큰 전압 스트레스가 발생하여 정류기단에 많은 손실이 발생하나, 본 발명에서는 출력측 정류기의 내압이 출력 전압으로 제한되므로, 정류기 양단 전압에 서지(Surge) 전압이 발생하지 않아 정류기의 스위칭 및 도통 손실이 저감된다.
도 11의 정류기를 사용하는 경우, 제1 정류기 커패시터 전압과 제2 정류기 커패시터 전압의 합이 출력 전압이 되는 방식이므로 변압기의 2차측 권선수를 감소시켜 변압기 제작을 용이하게 한다. 또한, 제1 및 제2 전력 스위치 도통시에 변압기 1차측 인덕터와 제1 정류기 커패시터와 제2 정류기 커패시터와 각각 공진하는 방식으로서, 변압기 자화 전류에 직류 오프셋(DC offset)이 생기지 않아 변압기 코아 손실을 저감시키며 변압기 코아 크기를 최소화할 수 있다는 특징을 갖는다.
또한, 도 12의 정류기를 채용하면, 상기와 같은 방식으로 변압기 자화 전류에 직류 오프셋(DC offset)이 생기지 않아 변압기 코아 손실을 저감시키며 변압기 코아 크기를 최소화가 가능하다.
상기와 같이 본 발명에서는 출력 인덕터가 필요없는 정류기단을 사용하므로, 고효율화 및 소형화가 가능하며, 저가로 구현이 가능하다.

Claims (23)

  1. 인가되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 상기 인버터부의 출력 전압을 변압하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 변압기부,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 상기 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 상기 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및
    상기 정류기부의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터
    를 포함하되,
    상기 인버터부에 인가되는 상기 스위칭 신호는 일정한 주파수의 신호이고,
    상기 정류기부는 제1 및 제2 정류기, 및 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 상기 제1 정류기의 애노드는 상기 제2 정류기의 캐소드와 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하고, 상기 제1 정류기의 캐소드는 상기 제1 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하고, 상기 제2 정류기의 애노드는 상기 제2 커패시터의 일단과 접속되어, 상기 제2 출력단을 형성하고, 상기 제1 및 제2 커패시터의 타단은 서로 접속되어, 상기 제2 입력단을 형성하고,
    상기 변압기부는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하는 변압기, 및 인덕터를 포함하고, 상기 변압기의 상기 1차측 권선의 도트측 단자는 상기 인덕터의 일단과 접속되고, 비도트측 단자는 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 변압기의 상기 2차측 권선의 도트측 단자는 상기 제1 출력단을 형성하고, 비도트측 단자는 상기 제2 출력단을 형성하며, 상기 인덕터의 타단은 상기 제1 입력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어, 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하고, 상기 클램프 커패시터의 타단은 상기 제1 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제1 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 제2 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하며, 상기 제1 및 제2 커패시터의 타단은 서로 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어, 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되고, 상기 클램프 커패시터의 타단은 상기 제1 입력단 및 상기 제1 출력단에 접속되는 전력 변환 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 타단과 접속되며, 상기 제1 입력단 및 상기 제1 출력단은 서로 접속된 전력 변환 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 내지 제4 전력 스위치를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제4 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 제3 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하고, 상기 제3 전력 스위치의 타단은 상기 제4 전력 스위치의 타단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  7. 삭제
  8. 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 상기 인버터부의 출력 전압을 변압하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 변압기부,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 상기 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 상기 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및
    상기 정류기부의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터
    를 포함하되,
    상기 인버터부에 인가되는 상기 스위칭 신호는 일정한 주파수의 신호이고,
    상기 정류기부는 커패시터, 및 제1 내지 제4 정류기를 포함하고, 상기 커패시터의 일단은 상기 제1 입력단을 형성하고, 타단은 상기 제1 정류기의 애노드 및 상기 제2 정류기의 캐소드와 접속되며, 상기 제1 정류기의 캐소드는 상기 제3 정류기의 캐소드와 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하고, 상기 제2 정류기의 애노드는 상기 제4 정류기의 애노드와 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하며, 상기 제3 정류기의 애노드는 상기 제4 정류기의 캐소드와 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하고,
    상기 변압기부는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하는 변압기, 및 인덕터를 포함하고, 상기 변압기의 상기 1차측 권선의 도트측 단자는 상기 인덕터의 일단과 접속되고, 비도트측 단자는 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 변압기의 상기 2차측 권선의 도트측 단자는 상기 제1 출력단을 형성하고, 비도트측 단자는 상기 제2 출력단을 형성하며, 상기 인덕터의 타단은 상기 제1 입력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어, 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하고, 상기 클램프 커패시터의 타단은 상기 제1 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제1 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 제2 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하며, 상기 제1 및 제2 커패시터의 타단은 서로 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어, 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되고, 상기 클램프 커패시터의 타단은 상기 제1 입력단 및 상기 제1 출력단에 접속되는 전력 변환 회로.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 타단과 접속되며, 상기 제1 입력단 및 상기 제1 출력단은 서로 접속된 전력 변환 회로.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 내지 제4 전력 스위치를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제4 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 제3 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하고, 상기 제3 전력 스위치의 타단은 상기 제4 전력 스위치의 타단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  14. 삭제
  15. 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 내지 제3 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 상기 인버터부의 출력 전압을 변압하여 상기 제1 및 제3 출력단, 및 상기 제3 및 제2 출력단으로 각각 출력하는 변압기부,
    제1 내지 제3 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제3 입력단, 및 상기 제3 및 제2 입력단에 각각 인가되는 상기 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 상기 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및
    상기 정류기의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터
    를 포함하되,
    상기 인버터부에 인가되는 상기 스위칭 신호는 일정한 주파수의 신호이고,
    상기 정류기부는 제1 및 제2 정류기를 포함하고, 상기 제1 정류기의 애노드는 상기 제1 입력단을 형성하고, 캐소드는 상기 제2 정류기의 캐소드와 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하고, 상기 제2 정류기의 애노드는 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제3 입력단 및 상기 제2 출력단은 서로 접속되고,
    상기 변압기부는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하되, 상기 2차측 권선은 제1 및 제2 권선을 구비하는 변압기, 및 인덕터를 포함하고, 상기 변압기부의 상기 1차측 권선의 도트측 단자는 상기 인덕터의 일단과 접속되고, 비도트측 단자는 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 변압기부의 상기 2차측 제1 권선의 도트측 단자는 상기 제1 출력단을 형성하고, 비도트측 단자는 상기 2차측 제2 권선의 도트측 단자와 접속되어 상기 제3 출력단을 형성하며, 상기 2차측 제2 권선의 비도트측 단자는 상기 제2 출력단을 형성하고, 상기 인덕터의 타단은 상기 제1 입력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어, 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하고, 상기 클램프 커패시터의 타단은 상기 제1 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 제1 및 제2 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제1 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 제2 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하며, 상기 제1 및 제2 커패시터의 타단은 서로 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어, 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되고, 상기 클램프 커패시터의 타단은 상기 제1 입력단 및 상기 제1 출력단에 접속되는 전력 변환 회로.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 및 제2 전력 스위치, 및 클램프 커패시터를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 클램프 커패시터의 일단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 클램프 커패시터의 타단과 접속되며, 상기 제1 입력단 및 상기 제1 출력단은 서로 접속된 전력 변환 회로.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 인버터부는 제1 내지 제4 전력 스위치를 포함하고, 상기 제1 전력 스위치의 일단은 상기 제4 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제1 입력단을 형성하고, 타단은 상기 제2 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제1 출력단을 형성하며, 상기 제2 전력 스위치의 타단은 상기 제3 전력 스위치의 일단과 접속되어 상기 제2 입력단을 형성하고, 상기 제3 전력 스위치의 타단은 상기 제4 전력 스위치의 타단과 접속되어 상기 제2 출력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  21. 삭제
  22. 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 상기 인버터부의 출력 전압을 변압하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 변압기부,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 상기 변압기부의 출력 전압을 정류하고, 상기 변압기부의 출력 전류를 직류 전류 형태로 정류하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및
    상기 정류기의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터
    를 포함하되,
    상기 인버터부에 인가되는 상기 스위칭 신호는 일정한 주파수의 스위칭 신호이고,
    상기 정류기부는 정류기 또는 커패시터를 이용하여 구현되고,
    상기 변압기부는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하는 변압기, 및 인덕터를 포함하고, 상기 변압기의 상기 1차측 권선의 도트측 단자는 상기 인덕터의 일단과 접속되고, 비도트측 단자는 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 변압기의 상기 2차측 권선의 도트측 단자는 상기 제1 출력단을 형성하고, 비도트측 단자는 상기 제2 출력단을 형성하며, 상기 인덕터의 타단은 상기 제1 입력단을 형성하는 전력 변환 회로.
  23. 입력되는 전력을 변환하여 출력하는 전력 변환 회로에 있어서,
    제1 및 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 인가되는 스위칭 신호에 의하여, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 교류 형태의 전압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 인버터부,
    상기 인버터부의 상기 제1 출력단에 접속되는 인덕터,
    상기 인덕터의 타단에 접속되는 제1 입력단, 상기 인버터부의 상기 제2 출력단에 접속되는 제2 입력단, 및 제1 및 제2 출력단을 구비하고, 상기 제1 및 제2 입력단에 인가되는 전압을 정류하여 상기 제1 및 제2 출력단으로 출력하는 정류기부, 및
    상기 정류기부의 상기 제1 및 제2 출력단간에 접속되어, 상기 정류기부의 출력 전류를 필터링하여 출력하는 출력 평활 커패시터
    를 포함하되,
    상기 인버터부에 인가되는 스위칭 신호는 일정 주파수의 신호이고,
    상기 정류기부는 정류기 또는 커패시터를 이용하여 구현되고,
    상기 변압기부는 1차측 권선 및 2차측 권선을 포함하는 변압기, 및 인덕터를 포함하고, 상기 변압기의 상기 1차측 권선의 도트측 단자는 상기 인덕터의 일단과 접속되고, 비도트측 단자는 상기 제2 입력단을 형성하며, 상기 변압기의 상기 2차측 권선의 도트측 단자는 상기 제1 출력단을 형성하고, 비도트측 단자는 상기 제2 출력단을 형성하며, 상기 인덕터의 타단은 상기 제1 입력단을 형성하는 전력 변환 회로.
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