KR101204566B1 - Llc resonant dc/dc converter with multi-output, power supply unit and back light unit - Google Patents

Llc resonant dc/dc converter with multi-output, power supply unit and back light unit Download PDF

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최윤
한상규
조광승
홍성수
김진환
최흥균
장영수
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Abstract

PURPOSE: A multi-output LLC resonant DC/DC converter, a power supply unit and a backlight unit are provided to obtain ideal regulation for each output voltage by controlling a switching frequency in a controller based on a second output voltage. CONSTITUTION: A switch part(10') provides power by alternately switching DC power. A conversion part(30') converts primary side power into secondary side power having a voltage level according to a predetermined turns ratio. A rectifier(150,250) outputs a first voltage level and a second voltage level by rectifying the secondary AC power. A controller(70') feeds back the dual outputs. The controller changes one voltage level by controlling a switching frequency of the switch part according to one voltage level between the dual outputs. The controller changes other voltage level by controlling a synchronized duty ratio to the frequency according to other voltage level. [Reference numerals] (70) Controller

Description

다중출력 ＬＬＣ 공진형 ＤＣ／ＤＣ 컨버터, 파워서플라이 유닛 및 백라이트 유닛{LLC RESONANT DC/DC CONVERTER WITH MULTI-OUTPUT, POWER SUPPLY UNIT AND BACK LIGHT UNIT}Multi-Output LLC Resonant DC / DC Converters, Power Supply Units, and Backlight Units {LLC RESONANT DC / DC CONVERTER WITH MULTI-OUTPUT, POWER SUPPLY UNIT AND BACK LIGHT UNIT}

본 발명은 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터, 파워서플라이 유닛 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-output LLC resonant DC / DC converter, a power supply unit and a backlight unit.

DC/DC 컨버터는 종래부터 컴퓨터, 디스플레이 기기 등의 각종 전자제품의 전원장치에 많이 사용되고 있다. 이러한 DC/DC 컨버터는 적용되는 전자제품에 따라 다수의 출력전원을 제공할 수 있다. 이러한 다중출력 DC/DC 컨버터를 이용한 전원장치의 개발이 계속 이루어지고 있다.BACKGROUND ART DC / DC converters are conventionally used for power supply devices of various electronic products such as computers and display devices. These DC / DC converters can provide a number of output power supplies depending on the electronics applied. Development of a power supply using such a multi-output DC / DC converter is being continued.

전자제품 중 디스플레이 기기의 예를 들면, 평판패널 디스플레이(FPD) 시장이 지속 성장하고 있고, 최근 대형 디스플레이 시장의 경우 저전력 소모 및 저 중량, 최대 명암비 등의 다양한 장점으로 인해 TFT LCD의 시장이 확대되고 그와 함께 핵심 부품인 백라이트의 발전이 진행되면서 대용량 경량/박형의 전원장치(예컨대, SMPS)도 꾸준히 요구되고 있다. LCD에 빛을 공급하는 역할을 하는 백라이트 유닛(BLU)은 LCD 패널에서 사용되는 소비전력의 약 90%를 소모하므로, 백라이트 유닛에서 대용량의 소형/박형 및 가격경쟁력이 있는 SMPS 개발이 절실한 실정이다.
For example, the display device (FPD) market of electronic devices is continuously growing, and in the large display market, the TFT LCD market is expanding due to various advantages such as low power consumption, low weight, and maximum contrast ratio. Along with the development of the backlight, which is a key component, a large capacity light weight / thin power supply (eg SMPS) is steadily required. As the backlight unit (BLU), which supplies light to the LCD, consumes about 90% of the power consumption used in the LCD panel, there is an urgent need to develop a large-capacity, small / thin, and cost-competitive SMPS in the backlight unit.

다중출력 DC/DC 컨버터는 입력 직류전원을 교류형으로 변환하여 단일 트랜스포머를 통해 복수의 교류전원으로 변환 출력하고, 이를 다시 정류하여 다수의 직류 전원을 얻는다. 다중출력의 제어는 통상 피드백 제어를 통해 이루어진다. 그러나, 피드백 제어되는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터는 단일 트랜스포머를 사용하므로, 다중출력 중 하나의 직류 출력전원의 전압레벨을 변동시키는 경우 다른 직류 출력전원에 영향을 미쳐 크로스-레귤레이션(Cross-Regulation)에 문제가 생기게 된다. The multi-output DC / DC converter converts an input DC power source into an AC type, converts the output DC power into a plurality of AC power sources through a single transformer, and rectifies it again to obtain a plurality of DC power sources. Control of multiple outputs is typically accomplished through feedback control. However, the feedback-controlled multiple output LLC resonant DC / DC converter uses a single transformer, so if the voltage level of one DC output power among the multiple outputs is changed, the other DC output power may be affected and cross-regulated. There is a problem with the Regulation.

도면을 참조하여, 종래의 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 예를 살펴본다. 도 8은 종래의 이중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 도면이다. With reference to the drawings, looks at an example of a conventional multi-output LLC resonant DC / DC converter. 8 is a view schematically showing a conventional dual output LLC resonant DC / DC converter.

종래에는, 예컨대, 전자제품 중 LCD 디스플레이에 있어서, LCD 백라이트 구동전압 및 필요한 보조전원을 소자수가 적고 고효율 동작이 용이한 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 적용하여, 도 8과 같이 구성하고 있다. 도 8과 같은 전원장치의 하나로, 예컨대, LCD TV용 전원장치는 상용 라인(90~270Vrms)으로부터 입력을 받아 필터(Filter)단을 거쳐 고조파 규제 회피를 위한 PFC(Power Factor Correction)부의 출력전압을 입력으로 받아 전기적 절연 및 LCD 백라이트 구동을 위한 다양한 전원을 공급하는 DC/DC 컨버터 단(1)으로 구성된다.Conventionally, for example, in an LCD display among electronic products, an LCD resonant driving voltage and a necessary auxiliary power supply are configured as shown in FIG. 8 by applying an LLC resonant DC / DC converter having a low number of elements and easy operation with high efficiency. As one of the power supply devices shown in FIG. 8, for example, the power supply device for an LCD TV receives an input from a commercial line (90 to 270 Vrms), passes through a filter stage, and outputs an output voltage of a power factor correction (PFC) unit to avoid harmonic regulation. It consists of a DC / DC converter stage (1) that receives various inputs for electrical isolation and LCD backlight driving as inputs.

종래의 이중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 경우, 도 8과 같이 주파수가변 제어를 통해 마스터(Master)출력단(1a)의 출력을 정밀제어하고, 변압기의 보조권선을 통해 다른 출력전압은 크로스 레귤레이션(cross regulation)으로 제어한다. 이에 따라 슬레이브(slave)출력단(1b)의 출력전압의 정밀한 제어를 위해서는 부가적으로 별도의 DC/DC 컨버터인 부스터 컨버터단(3)이 필요하다. 또한, 마스터(Master)출력단(1a)의 출력을 제어하기 위한 마스터 제어단(5a)과 별도로, 부스터 컨버터(3)를 제어하기 위한 부가적 제어단(5b)의 추가 및 제어 IC가 추가된다. 따라서 부스터 DC/DC 컨버터(3) 및 추가 제어단(5b)의 구성에 의해 원가가 상승하게 되고 DC/DC 컨버터에 의해 전력변환 효율이 저하되며 전체 시스템의 부피가 증가하게 되는 단점이 있다. 또한 DC/DC 컨버터에 적용되어 있는 액티브 소자 및 IC류 등에 의해 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
In the conventional dual output LLC resonant DC / DC converter, as shown in FIG. 8, the output of the master output stage 1a is precisely controlled through frequency variable control, and other output voltage is cross-regulated through the auxiliary winding of the transformer. controlled by cross regulation. Accordingly, in order to precisely control the output voltage of the slave output stage 1b, an additional DC / DC converter booster converter stage 3 is required. In addition to the master control stage 5a for controlling the output of the master output stage 1a, an additional control stage 5b for controlling the booster converter 3 is added and a control IC is added. Therefore, the cost is increased by the configuration of the booster DC / DC converter 3 and the additional control stage (5b), the power conversion efficiency is lowered by the DC / DC converter and the volume of the entire system is increased. In addition, there is a disadvantage that the reliability of the product is lowered by active devices and ICs applied to the DC / DC converter.

본 발명에서는 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전원장치회로, 예컨대 LCD 백라이트 구동회로의 구동을 위한 출력전압 및 보조전원 등 다중출력의 정밀 제어를 위해 필수적으로 적용되어 왔던 부스터 DC/DC 컨버터 및 그의 제어단을 제거한 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 제공하고자 한다. 또한, 그를 이용한 파워서플라이 유닛 및 백라이트 유닛을 제공하고자 한다.In the present invention to solve the above-mentioned problems, a booster DC / DC converter that has been applied for the precise control of the multiple output, such as the output voltage and auxiliary power for driving the power supply device circuit, for example, LCD backlight drive circuit and its To provide a multi-output LLC resonant DC / DC converter with no control stage. In addition, to provide a power supply unit and a backlight unit using the same.

그리하여, 시스템 전체의 제조 원가를 절감할 수 있고 전력변환 효율 및 전력밀도가 개선되어 최종적으로 신뢰성이 높은 고효율 저가격형의 다중출력이 정밀제어가 가능하도록 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터 및 파워서플라이 유닛, 그리고 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Thus, multi-output LLC resonant DC / DC converter and power can reduce the manufacturing cost of the whole system and improve the power conversion efficiency and power density, so that highly reliable, high-efficiency, low-cost multi-output can be precisely controlled. It is an object to provide a supply unit and a backlight unit.

전술한 하나의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 직류전원을 입력받아 교번 스위칭하여 전원을 제공하는 스위칭부; 스위칭부의 교번 스위칭에 따라 1차측 전원을 설정된 권선비에 따른 전압레벨을 갖는 2차측 전원으로 변환 출력하는 변환부; 변환부의 하나의 2차측 권선으로부터 출력되는 2차측 교류 출력전원을 분리 정류시켜 제1 전압레벨 및 제2 전압레벨로 2중 출력되도록 다중 출력을 수행하는 정류부; 및 2차측 교류 출력전원에 대하여 정류된 2중 출력을 피드백받아, 2중 출력중 하나의 전압레벨에 따라 스위칭부의 스위칭 주파수를 제어하여 해당 하나의 전압레벨이 변경되도록 하고 동시에 2중 출력 중 나머지 전압레벨에 따라 주파수에 동기된 시비율을 제어하여 나머지 전압레벨이 변경되도록 하는 제어부; 를 포함하여 이루어지는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터가 제안된다.
In order to solve the above-mentioned problems, according to one aspect of the present invention, the switching unit for receiving a DC power input alternately switching to provide a power; A converting unit converting the primary side power source into a secondary side power source having a voltage level according to a set winding ratio according to alternating switching of the switching unit; A rectifying unit configured to separately rectify and rectify the secondary AC output power output from one secondary winding of the conversion unit so as to perform multiple outputs to output the second voltage at the first voltage level and the second voltage level; And receiving the rectified dual output with respect to the secondary AC output power, controlling the switching frequency of the switching unit according to one voltage level of the dual outputs so that the corresponding one voltage level is changed and simultaneously the remaining voltage of the dual outputs. A control unit for controlling a rate ratio synchronized with frequency according to the level to change the remaining voltage levels; A multi-output LLC resonant DC / DC converter comprising a is proposed.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 스위칭부는 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자로 이루어지고, 제어부의 주파수 및 시비율 제어에 따라 제1 및 제2 스위칭소자의 온-오프 교번 스위칭이 제어된다. According to one feature of the invention, the switching unit is composed of the first switching element and the second switching element, the on-off alternate switching of the first and second switching element is controlled in accordance with the frequency and ratio control of the control unit.

바람직하게, 또 하나의 특징에 따르면, 제1 스위칭소자의 온 동작 스위칭에 따라 입력받은 직류전원을 변환부로 제공하고, 변환부는 제1 스위칭소자의 온 동작 스위칭에 따라 제공받은 전원을 충전 및 1차측 전원으로 사용하고, 변환부는 제2 스위칭소자의 온 동작 스위칭에 따라 충전된 전원을 1차측 전원으로 사용한다.
Preferably, according to another feature, the DC power input received according to the on-operation switching of the first switching element to the conversion unit, the conversion unit charges and receives the power received in accordance with the on-operation switching of the first switching element and the primary side The power supply is used as the power supply, and the converter uses the power charged in accordance with the on-operation switching of the second switching device as the primary power supply.

또한, 본 발명의 하나의 특징에 따르면, 변환부는: 스위칭부의 교번 스위칭에 따라 전원을 충방전하는 커패시터; 및 1차측 권선부와 2차측 권선부로 이루어진 트랜스포머; 를 포함하여 이루어진다.In addition, according to one aspect of the invention, the conversion unit: a capacitor for charging and discharging power in accordance with the alternating switching of the switching unit; A transformer comprising a primary winding and a secondary winding; It is made, including.

바람직하게, 또 하나의 특징에 따르면, 트랜스포머는 하나의 1차측 권선과 하나의 2차측 권선으로 이루어진다.Preferably, according to another feature, the transformer consists of one primary side winding and one secondary side winding.

또한, 다른 하나의 특징에 따르면, 트랜스포머의 2차측 권선부는: 정류부에 의해 제1 전압레벨과 제2 전압레벨 출력으로 분리 정류될 2차측 주 교류 출력전원을 출력하는 2차측 주권선부; 및 2차측 주권선부의 2차측 주 교류 출력전원에 대하여 분리 정류되는 제1및 제2 전압레벨 출력 중, 정류부의 정류에 의해, 어느 하나의 전압레벨 출력에만 부가되는 부가 전압레벨을 출력하는 보조권선부; 를 포함할 수 있다. 이때, 정류부는 2차측 주권선부의 2차측 주 교류 출력전원을 분리 정류하여 제1 및 제2 전압레벨 출력이 이루어지도록 하고, 동시에 보조권선부의 부가 전압레벨 출력을 정류시키되 제1및 제2 전압레벨 출력 중 어느 하나의 전압레벨 출력에만 부가되도록 정류하며 2중 출력되도록 정류한다.
According to another aspect, the secondary winding of the transformer includes: a secondary main winding unit for outputting a secondary main AC output power to be rectified separately by the rectifying unit into a first voltage level and a second voltage level output; And an auxiliary winding for outputting an additional voltage level added to only one voltage level output by rectification of the rectifying unit among the first and second voltage level outputs which are separately rectified with respect to the secondary main AC output power of the secondary main winding unit. part; . ≪ / RTI > At this time, the rectifier separates and rectifies the secondary main AC output power of the secondary main winding unit so that the first and second voltage levels are output, and at the same time rectifies the additional voltage level output of the auxiliary winding unit, while the first and second voltage levels are rectified. It is rectified to be added to only one voltage level output of the output and rectified to be dual output.

본 발명의 또 하나의 특징에 따르면, 정류부는: 제1 스위칭소자의 온 동작에 따라 변환부에서 출력되는 2차측 교류 출력전원을 정류하는 제1 정류부; 및 제2 스위칭소자의 온 동작에 따라 변환부에서 출력되는 2차측 교류 출력전원을 정류하는 제2 정류부; 를 포함하여 이루어진다.According to still another aspect of the present invention, the rectifier may include: a first rectifier configured to rectify the secondary side AC output power output from the converter according to an on operation of the first switching device; And a second rectifier for rectifying the secondary AC output power output from the converter according to the on operation of the second switching device. It is made, including.

바람직하게, 또 하나의 특징에 따르면, 정류부는 4개의 정류소자를 포함하되, 제1 및 제3 정류소자는 2차측 교류 출력전원을 정류시켜 2중 출력 중 하나의 전압레벨에 따른 출력이 이루어지도록 제1 정류부의 출력단으로 제공하고, 제2 및 제4 정류소자는 2차측 교류 출력전원을 정류시켜 2중 출력 중 나머지 전압레벨에 따른 출력이 이루어지도록 제2 정류부의 출력단으로 제공한다.Preferably, according to another feature, the rectifier includes four rectifier elements, the first and third rectifier elements rectify the secondary side AC output power source so that the output according to the voltage level of one of the two outputs is made The rectifier is provided to an output terminal, and the second and fourth rectifiers rectify the secondary AC output power and provide the output to the output terminal of the second rectifier so that an output according to the remaining voltage level is achieved.

또한, 바람직하게는, 또 하나의 특징에 따르면, 변환부의 2차측은: 제1 정류부 및 제2 정류부에 공통으로 제공되는 2차측 주 교류 출력전원을 출력하는 2차측 주권선부; 및 2차측 주권선부의 상기 2차측 주 교류 출력전원에 따른 제1 및 제2 정류부 중 어느 하나에서의 출력에 부가되어 제공되는 부가 전압레벨을 출력하는 보조권선부; 를 포함하고, 제1 정류부의 제1 정류소자 또는 제2 정류부의 제2 정류소자는 보조권선부에서 출력되는 부가 전압레벨의 타 정류부로의 제공을 차단한다.
Also preferably, according to another feature, the secondary side of the converter includes: a secondary side main winding unit for outputting a secondary main AC output power which is provided in common to the first rectifying unit and the second rectifying unit; And an auxiliary winding unit for outputting an additional voltage level provided in addition to the output from any one of the first and second rectifying units according to the secondary main AC output power of the secondary main winding unit. Includes, the first rectifying element of the first rectifying unit or the second rectifying element of the second rectifying unit blocks the provision of the additional voltage level output from the auxiliary winding to the other rectifier.

또한, 본 발명의 또 하나의 특징에 따르면, 제어부는: 정류부에서 출력되는 2중 출력 중 하나의 전압레벨을 피드백 받아 스위칭부의 스위칭 주파수를 제어하는 주파수제어부; 및 정류부에서 출력되는 2중 출력 중 다른 하나의 전압레벨을 피드백 받아, 주파수제어부에서 제어되는 스위칭 주파수에 동기된 시비율을 제어하는 시비율제어부; 를 포함하여 이루어진다.In addition, according to another aspect of the invention, the control unit includes: a frequency control unit for controlling the switching frequency of the switching unit in response to the voltage level of one of the dual outputs output from the rectifier; And a fertilization rate control unit which receives a voltage level of the other one of the dual outputs outputted from the rectifier unit and controls a fertilization rate synchronized with the switching frequency controlled by the frequency control unit. It is made, including.

바람직하게는, 또 하나의 특징에 따르면, 주파수제어부는 피드백 받은 전압레벨과 기준전압을 비교하여 펄스 주파수 변조를 수행하고, 시비율제어부는 피드백 받은 전압레벨과 기준전압을 비교하여 얻어진 값을 주파수제어부에서 변조된 펄스 주파수에 동기된 펄스에 대비하여 펄스 폭 변조를 수행한다.
Preferably, according to another feature, the frequency control unit performs a pulse frequency modulation by comparing the feedback voltage level and the reference voltage, the ratio control section is a frequency control unit to obtain a value obtained by comparing the feedback voltage level and the reference voltage Pulse width modulation is performed in preparation for pulses synchronized to the modulated pulse frequency.

또한, 전술한 하나의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따라, 파워서플라이 유닛에 있어서, 전술한 모습에 따른 어느 하나의 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워서플라이 유닛이 제안된다.
In addition, in order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, the power supply unit, comprising any one of the multiple output LLC resonant DC / DC converter according to the above-described aspect Characterized by a power supply unit is proposed.

게다가, 전술한 하나의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 하나의 모습에 따라, 백라이트 유닛에 있어서, 전술한 파워서플라이 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛이 제안된다.
Furthermore, in order to solve the above-mentioned one problem, according to another aspect of the present invention, a backlight unit is proposed, comprising a power supply unit described above in the backlight unit.

비록 본 발명의 바람직한 하나의 모습으로 명시적으로 언급되지 않았더라도, 앞서 언급된 기술적 특징의 가능한 다양한 조합에 따른 본 발명의 실시예들이 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다.
Although not explicitly mentioned as one preferred aspect of the present invention, embodiments of the present invention in accordance with the various possible combinations of the above-mentioned technical features may be obvious to those skilled in the art.

본 발명의 하나의 모습에 따라, 전자기기의 전원장치회로, 예컨대 LCD 백라이트 구동회로의 구동을 위한 출력전압 및 보조전원 등 다중출력의 정밀 제어를 위해 필수적으로 적용되어 왔던 부스터 DC/DC 컨버터 및 그의 제어단을 제거할 수 있게 되었다.According to one aspect of the present invention, a booster DC / DC converter and the like that have been applied for the precise control of multiple outputs, such as the output voltage and auxiliary power for driving the power supply circuit of the electronic device, for example, the LCD backlight drive circuit The control stage can be removed.

그리하여, 시스템 전체의 제조 원가를 절감할 수 있고 전력변환 효율 및 전력밀도가 개선되어 최종적으로 신뢰성이 높은 고효율 저가격형의 다중출력이 정밀제어가 가능하도록 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터 및 파워서플라이 유닛, 그리고 백라이트 유닛을 얻을 수 있게 되었다.Thus, multi-output LLC resonant DC / DC converter and power can reduce the manufacturing cost of the whole system and improve the power conversion efficiency and power density, so that highly reliable, high-efficiency, low-cost multi-output can be precisely controlled. Supply units and backlight units can now be obtained.

또한, 부스터 DC/DC 컨버터 및 그의 제어단의 제거는 시스템 전체의 부피를 감소시켜 전력밀도가 높아져 제품의 소형화에 유리하며, 액티브 소자 및 IC 류가 제거되어 제품의 신뢰성 향상에 매우 유리하게 되었다. In addition, the elimination of the booster DC / DC converter and its control stage reduces the volume of the entire system to increase power density, which is advantageous for miniaturization of the product, and active elements and ICs are eliminated, which is very advantageous for improving the reliability of the product.

또한, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 제2의 출력 전압 Vo2에 기초하여, 제어부에서 스위칭 주파수를 제어하고, 동시에, 제1의 출력전압을 Vo1에 기초하여, 스위칭 주파수에 동기된 스위칭 시비율을 제어함으로써, 어느 하나의 출력전압의 대소에 관계없이, 각각의 출력전압을 개별적으로 제어할 수 있고, 그에 따라 각 출력전압에 대해 이상적인 레귤레이션을 얻을 수 있다.Further, according to one aspect of the present invention, the switching ratio is controlled by the controller based on the second output voltage Vo2, and at the same time, the switching ratio synchronized with the switching frequency based on the first output voltage Vo1. By controlling, the respective output voltages can be individually controlled regardless of the magnitude of any one of the output voltages, thereby achieving ideal regulation for each output voltage.

또한, 또 다른 하나의 모습으로, 2차 측에 보조권선을 삽입함으로써, 보다 다양한 출력전압 사양에 두루 적용할 수 있다. 또한, 사용에 따라서는 하나의 출력전압제어 대신에 회로 구동을 위한 정전류 제어를 함으로써, 단일 전력단으로 정전류 제어 및 정밀한 보조전원을 위한 출력전압을 제어할 수 있다.
In another aspect, by inserting the auxiliary winding on the secondary side, it can be applied to more various output voltage specifications. In addition, depending on the use, by performing constant current control for circuit driving instead of one output voltage control, it is possible to control the output voltage for the constant current control and the precise auxiliary power supply with a single power stage.

본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.
It is apparent that various effects not directly referred to in accordance with various embodiments of the present invention can be derived by those of ordinary skill in the art from the various configurations according to the embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터에 적용되는 스위칭 파형을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 주요 동작의 파형을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 종래의 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically illustrating a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a multiple output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing a switching waveform applied to a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating waveforms of main operations of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an exemplary embodiment of the present invention.
5A through 5D are schematic diagrams illustrating an operation of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a diagram schematically illustrating a control unit of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view of a multiple output LLC resonant DC / DC converter according to another embodiment of the present invention.
8 is a schematic view of a conventional multi-output LLC resonant DC / DC converter.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 생략될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention; Fig. In the description, the same reference numerals denote the same components, and additional descriptions that may overlap or limit the meaning of the invention may be omitted.

구체적인 설명에 앞서, 본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 '직접 연결' 또는 '직접 결합' 등으로 언급되지 않는 이상, 단순히 '연결' 또는 '결합' 등으로 언급된 경우에는 '직접적으로' 연결 또는 결합되어 있을 수 있고, 나아가 그들 사이에 또 다른 구성요소가 삽입되어 연결 또는 결합되는 형태로도 존재할 수 있다. Prior to the detailed description, unless a component is referred to herein as 'directly connected' or 'directly coupled' with another component, the term 'directly' or 'coupled' is referred to as 'directly' directly. 'It may be connected or coupled, and may also exist in the form that another component is inserted therebetween to be connected or coupled.

본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.
Although singular expressions are described herein, it should be noted that they can be used as concepts representing a plurality of configurations as long as they do not contradict the concept of the invention and are contradictory or distinctly interpreted differently. It is to be understood that the words "comprising", "having", "having", "comprising", etc. in this specification are to be understood as the presence or addition of one or more other features or components or combinations thereof.

우선, 본 발명의 하나의 모습에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다.First, a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an aspect of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5a 내지 5d는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 개략적으로 나타내는 도면이다.
1 is a block diagram schematically illustrating a multiple output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a multiple output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows schematically. 5A through 5D are schematic diagrams illustrating an operation of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an exemplary embodiment of the present invention. 7 is a diagram schematically illustrating a multiple output LLC resonant DC / DC converter according to another embodiment of the present invention.

도 1, 2 또는/및 7을 참조하여, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 살펴본다.1, 2 or / and 7, a multi-output LLC resonant DC / DC converter in accordance with one embodiment of the present invention is described.

도 1, 2 또는/및 7을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터는 스위칭부(10, 10', 10"), 변환부(30, 30', 30"), 정류부(50, 50', 50") 및 제어부(70, 70', 70")를 포함하여 이루어진다. 이하, 각각의 구성을 구체적으로 살펴본다.1, 2, and / or 7, a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention includes a switching unit 10, 10 ', 10 ", converter 30, 30'. , 30 "), rectifiers 50, 50 ', 50" and control units 70, 70', 70 ". Hereinafter, each configuration will be described in detail.

스위칭부(10, 10', 10")는 직류전원을 입력받아 교번 스위칭하여 전원을 제공한다. 변환부(30, 30', 30")에서 전압레벨을 변환할 수 있도록 하기 위해, 스위칭부(10, 10', 10")는 직류 입력전원을 교류전원 바꿀 수 있도록 교번 스위칭한다. 본 발명의 스위칭부(10, 10', 10")는 정류부(50, 50', 50")에서 출력되는 다중출력 전압에 따라 LLC 제어되며 교번 스위칭된다.The switching units 10, 10 ', 10 "receive DC power and alternately switch to provide power. The switching units (30, 30', 30") provide a power source for converting voltage levels. 10, 10 ', and 10 "alternately switch the DC input power so as to change the AC power. The switching units 10, 10', and 10" of the present invention are output from the rectifiers 50, 50 ', 50 ". LLC controlled according to multiple output voltages and alternately switched.

도 2 또는/및 7을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 스위칭부(10', 10")는 제1 스위칭소자(11) 및 제2 스위칭소자(13)로 이루어진다. 이때, 제1 및 제2 스위칭소자(11, 13)가 교번으로 스위칭하게 된다. 바람직하게, 하나의 예에서, 제1 및 제2 스위칭소자(11, 13)는 트랜지스트이고, 더 바람직하게는, MOSFET이다. 제1 및 제2 스위칭소자(11, 13)는 제어부(70', 70")의 주파수 및 시비율 제어에 따라 온-오프 교번 스위칭된다.2 and / or 7, referring to another embodiment of the present invention, the switching unit 10 ', 10 "is composed of a first switching element 11 and a second switching element 13. The first and second switching elements 11 and 13 alternately switch, Preferably, in one example, the first and second switching elements 11 and 13 are transistors, more preferably, MOSFET. The first and second switching elements 11 and 13 are switched on and off alternately in accordance with the frequency and ratio control of the controllers 70 'and 70 ".

도 5a 내지 5d를 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 제1 스위칭소자는 온 동작 스위칭에 따라 입력받은 직류전원을 변환부(30', 30")로 제공한다. 이때, 변환부(30', 30")는 제1 스위칭소자(11)의 온 동작 스위칭에 따라 제공받은 전원을 충전 및 1차측 전원으로 사용한다. 또한, 변환부(30', 30")는 제2 스위칭소자(13)의 온 동작 스위칭에 따라 충전된 전원을 1차측 전원으로 사용한다.
5A to 5D, referring to another embodiment of the present invention, the first switching device provides the DC power input to the conversion units 30 'and 30 "according to the on-operation switching. The units 30 'and 30 "use the power supplied according to the on operation switching of the first switching element 11 as the charging and primary power supply. In addition, the converters 30 'and 30 "use the charged power according to the on-operation switching of the second switching element 13 as the primary side power supply.

다음으로, 변환부(30, 30', 30")를 살펴본다.Next, the converter 30, 30 ', 30 "will be described.

도 1, 2 또는/및 7을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 변환부(30, 30', 30")는 스위칭부(10, 10', 10")의 교번 스위칭에 따라 1차측 전원을 설정된 권선비에 따른 전압레벨을 갖는 2차측 전원으로 변환 출력한다.1, 2 or / and 7, the converter 30, 30 ′, 30 ″ according to an embodiment of the present invention may be configured according to alternating switching of the switching units 10, 10 ′, 10 ″. The secondary power supply is converted into a secondary power supply having a voltage level according to the set turns ratio.

또한, 본 발명의 하나의 실시예를 도 2 또는/및 7을 참조하여 살펴보면, 변환부(30', 30")는 커패시터(31), 및 1차측 권선부(33)와 2차측 권선부(35)로 이루어진 트랜스포머를 포함하여 이루어진다. 커패시터(31)는 스위칭부(10', 10")의 교번 스위칭에 따라 전원을 충방전한다.Also, referring to FIG. 2 or 7 and one embodiment of the present invention, the conversion unit 30 ', 30 "is a capacitor 31, and the primary winding 33 and the secondary winding ( It comprises a transformer consisting of 35. The capacitor 31 charges and discharges power in accordance with the alternate switching of the switching unit (10 ', 10 ").

바람직하게, 하나의 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스포머는 하나의 1차측 권선(33)과 하나의 2차측 권선(35)으로 이루어질 수 있다.
Preferably, according to one embodiment, as shown in FIG. 2, the transformer may consist of one primary side winding 33 and one secondary side winding 35.

도 7을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 살펴본다.7, a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to another embodiment of the present invention will be described.

도 7을 참조하면, 트랜스포머의 2차측 권선부는 2차측 주권선부(35a)와 보조권선부(35b)를 포함하고 있다. 2차측 주권선부(35a)는 정류부(50")의 다중 출력에 공통으로 제공되는 전압전원을 출력한다. 보조권선부(35b)는 정류부(50")의 어느 하나의 출력에 부가되는 전압전원을 출력한다. 예컨대, 2차측 주권선부(35a)는 정류부(50")에 의해 제1 전압레벨과 제2 전압레벨 출력으로 분리 정류될 2차측 주 교류 출력전원을 출력하고, 보조권선부(35b)는 2차측 주권선부(35a)의 2차측 주 교류 출력전원에 대하여 분리 정류되는 제1및 제2 전압레벨 출력 중, 정류부(50")의 정류에 의해, 어느 하나의 전압레벨 출력에만 부가되는 부가 전압레벨을 출력할 수 있다. 이때, 정류부(50")는 2차측 주권선부(35a)의 2차측 주 교류 출력전원을 분리 정류하여 제1 및 제2 전압레벨 출력이 이루어지도록 하고, 동시에 보조권선부(35b)의 부가 전압레벨 출력을 정류시키되 제1및 제2 전압레벨 출력 중 어느 하나의 전압레벨 출력에만 부가되도록 정류하며 2중 출력되도록 정류한다.
Referring to FIG. 7, the secondary winding part of the transformer includes a secondary main winding part 35a and an auxiliary winding part 35b. The secondary main winding unit 35a outputs a voltage power supply which is commonly provided to the multiple outputs of the rectifying unit 50 ". The secondary winding 35b outputs a voltage power added to any one output of the rectifying unit 50". Output For example, the secondary main winding unit 35a outputs the secondary main AC output power to be rectified separately by the rectifying unit 50 "into the first voltage level and the second voltage level output, and the secondary winding 35b is the secondary side. Among the first and second voltage level outputs which are separately rectified with respect to the secondary side main AC output power supply of the main winding part 35a, the rectified part 50 "is used to determine an additional voltage level added only to one of the voltage level outputs. You can print At this time, the rectifier 50 "separates and rectifies the secondary main AC output power of the secondary main winding unit 35a so that the first and second voltage levels are output, and at the same time, the additional voltage level of the auxiliary winding unit 35b. The output is rectified and rectified so as to be added to only one of the first and second voltage level outputs, and to be dual output.

본 실시예에 따라, 보조권선부(35b)를 삽입함으로써, 출력전압 Vo1과 Vo2의 차이가 큰 경우에도 적용할 수 있다. 출력전압 Vo1은 VNp(Ns1/Np)이고, 출력전압 Vo2는 VNp{(Ns1+Ns2)/Np}이므로, (Ns2/Np)가 큰 경우 출력전압 Vo1과 Vo2의 차이도 커지게 된다.
According to the present embodiment, it is also applicable to the case where the difference between the output voltage Vo1 and Vo2 is large by inserting the auxiliary winding part 35b. Since the output voltage Vo1 is V Np (Ns1 / Np), and the output voltage Vo2 is V Np {(Ns1 + Ns2) / Np}, when (Ns2 / Np) is large, the difference between the output voltage Vo1 and Vo2 also increases.

다음으로, 도 1, 2 또는/및 7을 참조하여 정류부(50, 50', 50")를 살펴본다.Next, the rectifiers 50, 50 ′, 50 ″ will be described with reference to FIGS. 1, 2, and / or 7.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 정류부(50, 50', 50")는 변환부(30, 30', 30")로부터 출력되는 2차측 출력전원을 정류시켜 다중 전압레벨로 다중 출력한다. 이때, 정류부(50, 50', 50")는 변환부(30, 30', 30")의 하나의 2차측 권선(35)으로부터 출력되는 2차측 교류 출력전원을 분리 정류시켜 제1 전압레벨 및 제2 전압레벨로 2중 출력되도록 다중 출력을 수행할 수 있다. 도 2 또는/및 7에서 이중출력의 예가 도시되었으나, 변환부(30', 30")의 2차측에 추가적인 권선부를 구비함으로써 삼중출력 내지 다중출력이 가능하다.The rectifiers 50, 50 ', 50 "according to one embodiment of the present invention rectify the secondary output power output from the converters 30, 30', 30" and multiple outputs at multiple voltage levels. At this time, the rectifiers 50, 50 ', 50 "separately rectify and rectify the secondary AC output power output from one secondary winding 35 of the converters 30, 30', 30" and the first voltage level. Multiple outputs may be performed to output dual outputs at the second voltage level. Although examples of dual outputs are shown in FIGS. 2 and / 7, triple to multiple outputs are possible by providing additional windings on the secondary side of the converters 30 'and 30 ".

도 2 또는/및 7을 참조하여 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 정류부(50', 50")는 제1 정류부(150)와 제2 정류부(250)를 포함하여 이루어진다. 다중 출력의 예로써, 이중출력을 예시하고 있다. 제1 정류부(150)는 제1 스위칭소자의 온 동작에 따라 변환부(30', 30")에서 출력되는 2차측 출력전원을 정류시킨다. 또한, 제2 정류부(250)는 제2 스위칭소자의 온 동작에 따라 변환부(30', 30")에서 출력되는 2차측 출력전원을 정류시킨다. 예컨대, 도 7에서, 정류부(50")는 2차측 주권선부(35a)의 2차측 주 교류 출력전원을 분리 정류하여 제1 및 제2 전압레벨 출력이 이루어지도록 하고, 동시에 보조권선부(35b)의 부가 전압레벨 출력을 정류시키되 제1및 제2 전압레벨 출력 중 어느 하나의 전압레벨 출력에만 부가되도록 정류하며 2중 출력되도록 정류할 수 있다.Referring to another embodiment of the present invention with reference to Figures 2 and / or 7, the rectifiers 50 ', 50 "comprise a first rectifier 150 and a second rectifier 250. Multiple outputs For example, the dual output is illustrated. The first rectifier 150 rectifies the secondary output power output from the converters 30 'and 30 "according to the on operation of the first switching device. In addition, the second rectifier 250 rectifies the secondary output power output from the converters 30 'and 30 "in accordance with the on operation of the second switching element. For example, in FIG. The secondary main AC output power of the secondary main winding part 35a is separated and rectified so that the first and second voltage level outputs are made, and at the same time, the additional voltage level output of the auxiliary winding part 35b is rectified. The rectifier may be rectified so as to be added to only one voltage level output of the two voltage level outputs, and may be rectified to be dual output.

바람직하게, 도 2 또는/및 7을 참조하여 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 정류부(50', 50")는 4개의 정류소자를 포함하고 있다. 도 2 또는/및 7에서 4개의 정류소자(151, 153, 251, 253)는 다이오드이다. 제1 및 제3 정류소자(151, 153)는 2차측 교류 출력전원을 정류시켜 2중 출력 중 하나의 전압레벨, 예컨대 제1 전압레벨(Vo1)에 따른 출력이 이루어지도록 제1 정류부(150)의 출력단(155)으로 제공한다. 이때, 제1 및 제3 정류소자(151, 153), 그리고 출력단(155)으로서 커패시터는 제1 정류부(150)를 형성한다. 제2 및 제4 정류소자(251, 253)는 2차측 교류 출력전원을 정류시켜 2중 출력 중 나머지 전압레벨, 예컨대 도 2에서의 제2 전압레벨(Vo2) 또는 도 7에서 부가전압레벨이 부가된 제2 전압레벨(Vo2)에 따른 출력이 이루어지도록 제2 정류부(250)의 출력단(255)으로 제공한다. 이때, 제2 및 제4 정류소자(251, 253), 그리고 출력단(255)으로서 커패시터는 제2 정류부(250)를 형성한다. Preferably, referring to another embodiment of the present invention with reference to Figs. 2 or 7, the rectifiers 50 ', 50 "include four rectifier elements. The rulers 151, 153, 251, and 253 are diodes The first and third rectifiers 151, 153 rectify the secondary side AC output power so that one voltage level of the dual output, for example, the first voltage level ( The output is provided to the output terminal 155 of the first rectifying unit 150 so that the output according to Vo1 is performed, wherein the first and third rectifying elements 151 and 153 and the capacitor as the output terminal 155 are the first rectifying unit ( 150. The second and fourth rectifiers 251 and 253 rectify the secondary AC output power so that the remaining voltage level of the dual output, for example, the second voltage level Vo2 in FIG. 2 or FIG. Is provided to the output terminal 255 of the second rectifier 250 so that an output according to the second voltage level Vo2 to which the additional voltage level is added is made. The second and fourth rectifiers 251 and 253 and the capacitor as the output terminal 255 form a second rectifier 250.

또한, 바람직하게, 도 7을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴본다. 이때, 변환부(30")의 2차측은 전술한 실시예에서와 같이 2차측 주권선부(35a) 및 보조권선부(35b)를 포함하여 이루어진다. 2차측 주권선부(35a)는 제1 정류부(150) 및 제2 정류부(250)에 공통으로 제공되는 2차측 주 교류 출력전원을 출력한다. 또한, 보조권선부(35b)는 2차측 주권선부(35a)의 2차측 주 교류 출력전원에 따른 제1 및 제2 정류부(150, 250) 중 어느 하나에서의 출력에 부가되어 제공되는 부가 전압레벨을 출력한다.Also, with reference to FIG. 7, another embodiment of the present invention will be described. At this time, the secondary side of the conversion unit 30 "includes the secondary main winding unit 35a and the auxiliary winding unit 35b as in the above-described embodiment. The secondary side main winding unit 35a includes a first rectifying unit ( 150 and a secondary side main AC output power which are commonly provided to the second rectifying unit 250. The auxiliary winding part 35b is configured according to the secondary main main output power of the secondary main winding part 35a. An additional voltage level provided in addition to the output from any one of the first and second rectifiers 150 and 250 is output.

이때, 제1 정류부(150)의 제1 정류소자(151) 또는 제2 정류부(250)의 제2 정류소자(251)는 보조권선부(35b)에서 출력되는 부가 전압레벨의 타 정류부로의 제공을 차단한다. 도 7에서는 제2 정류부(250)의 제2 정류소자(251)가 보조권선부(35b)에서 출력되는 부가 전압레벨 전원의 제1 정류부(150)로의 제공을 차단한다.
At this time, the first rectifying element 151 of the first rectifying unit 150 or the second rectifying element 251 of the second rectifying unit 250 is provided to the other rectifying unit of the additional voltage level output from the auxiliary winding unit 35b. To block. In FIG. 7, the second rectifier 251 of the second rectifier 250 blocks the provision of the additional voltage level power output from the auxiliary winding 35b to the first rectifier 150.

다음, 도 1, 2 또는/및 7을 참조하여 제어부(70, 70', 70")를 살펴본다. 본 발명의 하나의 실시예에 따른 제어부(70, 70', 70")는 정류부(50, 50', 50")에서 출력되는 다중 전압레벨을 피드백받아 스위칭부(10, 10', 10")의 스위칭 주파수 및 주파수에 동기된 시비율을 동시 제어한다. 이때, 제어부(70, 70', 70")는 2차측 교류 출력전원에 대하여 정류된 2중 출력을 피드백받아, 2중 출력중 하나의 전압레벨에 따라 스위칭부의 스위칭 주파수를 제어하여 해당 하나의 전압레벨이 변경되도록 하고 동시에 2중 출력 중 나머지 전압레벨에 따라 주파수에 동기된 시비율을 제어하여 나머지 전압레벨이 변경되도록 할 수 있다.Next, the controller 70, 70 ′, 70 ″ will be described with reference to FIGS. 1, 2, and / or 7. The controller 70, 70 ′, 70 ″ according to one embodiment of the present invention is a rectifier 50. , 50 'and 50 "are fed back to the multiple voltage levels to control the switching frequency of the switching unit 10, 10', 10" and the rate of synchronization in synchronization with the frequency. At this time, the control unit 70, 70 ', 70 "receives the dual output rectified with respect to the secondary AC output power, and controls the switching frequency of the switching unit according to the voltage level of one of the two outputs to the corresponding one voltage The level can be changed and at the same time the remaining voltage level can be changed by controlling the rate ratio synchronized with the frequency according to the remaining voltage level of the dual output.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터에 적용되는 스위칭 파형을 개략적으로 나타내는 도면이다. 3 is a diagram schematically showing a switching waveform applied to a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.

도 3의 주요 동작파형에 도시된 바와 같이 M1, M2 스위칭소자(11, 13)의 스위칭이 교번적으로 동작함에 따라, 2차측 출력 Vo1과 Vo2에 에너지가 전달된다. 이때, 시비율 가변을 통하여, 예컨대 Vo1 출력전압을 정밀하게 제어할 수 있으며, 주파수 가변을 통하여 출력전압 Vo2를 정밀하게 제어할 수 있다. 즉, 주파수와 시비율의 동시제어를 통하여 다중출력, 예컨대 이중출력을 정밀제어 할 수 있다.
As shown in the main operation waveform of FIG. 3, as switching of the M1 and M2 switching elements 11 and 13 alternately operates, energy is transferred to the secondary outputs Vo1 and Vo2. In this case, for example, the output voltage Vo2 may be precisely controlled through the variable rate, and the output voltage Vo2 may be precisely controlled through the variable frequency. That is, multiple outputs, for example, dual outputs can be precisely controlled through simultaneous control of frequency and ratio.

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 6 is a diagram schematically illustrating a control unit of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하여 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 제어부는 주파수제어부(72)와 시비율제어부(71)를 포함하여 이루어진다. 주파수제어부(72)는 정류부(50, 50', 50")에서 출력되는 예컨대 2중 출력 중 하나의 전압레벨을 피드백 받아 스위칭부(10, 10', 10")의 스위칭 주파수를 제어한다. 또한, 시비율제어부(71)는 정류부(50, 50', 50")에서 출력되는 예컨대, 2중 출력 중 다른 하나의 전압레벨을 피드백 받아, 주파수제어부(72)에서 제어되는 스위칭 주파수에 동기된 시비율을 제어한다.Looking at another embodiment of the present invention with reference to Figure 6, the control unit comprises a frequency control unit 72 and a ratio ratio control unit 71. The frequency controller 72 controls the switching frequency of the switching units 10, 10 ′ and 10 ″ by receiving a feedback of the voltage level of one of the dual outputs output from the rectifiers 50, 50 ′ and 50 ″. In addition, the rate control unit 71 receives a voltage level of the other one of the dual outputs, for example, outputted from the rectifiers 50, 50 ′ and 50 ″, and is synchronized with the switching frequency controlled by the frequency controller 72. Control the application rate.

바람직하게, 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예를 살펴보면, 주파수제어부(72)는 피드백 받은 전압레벨과 기준전압을 비교하여 펄스 주파수 변조를 수행한다. 그리고, 시비율제어부(71)는 피드백 받은 전압레벨과 기준전압을 비교하여 얻어진 값을 주파수제어부(72)에서 변조된 펄스 주파수에 동기된 펄스에 대비하여 펄스 폭 변조를 수행한다.
Preferably, referring to FIG. 6, referring to another embodiment of the present invention, the frequency controller 72 compares the feedback voltage level with a reference voltage to perform pulse frequency modulation. In addition, the rate control unit 71 performs pulse width modulation by comparing the value obtained by comparing the feedback voltage level with the reference voltage to the pulse synchronized with the pulse frequency modulated by the frequency control unit 72.

본 발명에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터는 종래와 같은 별도의 부스터 컨버터를 구비하지 않고서도 2개의 출력 전압을 모두 정밀하게 제어할 수 있고, 2개 이상의 다중출력도 제어가능하게 된다. 그에 따라, 단일 전력단 시스템으로 전력 변환 효율이 높고, 부피가 감소하여 고밀도 전력변환이 가능한 장점을 갖추게 된다.The multi-output LLC resonant DC / DC converter according to the present invention can precisely control both output voltages and control two or more multiple outputs without the need for a separate booster converter. Accordingly, the single power stage system has the advantage of high power conversion efficiency, volume reduction, and high density power conversion.

또한, 제2의 출력 전압 Vo2에 기초하여, 제어부(70, 70', 70")에서 스위칭 주파수를 제어하고, 동시에, 제1의 출력전압을 Vo1에 기초하여, 스위칭 주파수에 동기된 스위칭 시비율을 제어하므로써, 어느 하나의 출력전압의 대소에 관계없이, 각각의 출력전압을 개별적으로 제어할 수 있고, 그에 따라 각 출력전압에 대해 이상적인 레귤레이션을 얻을 수 있다.
Further, the switching ratio is controlled by the controllers 70, 70 ', 70 "based on the second output voltage Vo2, and at the same time, the switching ratio synchronized with the switching frequency based on the first output voltage Vo1. By controlling the output voltage, each output voltage can be individually controlled regardless of the magnitude of any one output voltage, thereby achieving ideal regulation for each output voltage.

도 4 및 도 5a 내지 5d를 참조하여, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 동작을 살펴본다. 4 and 5A to 5D, the operation of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터, 예컨대 이중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 동작은 스위칭부(10')의 M1, M2 스위칭소자(11, 13)의 스위칭 상태에 따라 간단히 4개의 모드로 나눌 수 있다. 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 주요 동작의 파형을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5a는 도 4의 t0~t1 모드에서의 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터의 동작을 나타내고, 도 5b는 도 4의 t1~t2 모드에서의 동작을 나타내고, 도 5c는 도 4의 t2~t3 모드에서의 동작을 나타내고, 도 5d는 도 4의 t3~t4 모드 에서의 동작을 나타낸다. t0 이전의 데드타임(Dead time)은 생략하며, t0 이전에 M2 스위칭소자는 턴-온 되어 있고, M1 스위칭소자는 턴-오프 되어 있다. Lr은 누설인덕턴스(131)이고, Lm은 자화인덕턴스(133)이다.
Operation of a multi-output LLC resonant DC / DC converter, such as a dual output LLC resonant DC / DC converter, according to an embodiment of the present invention is performed by the M1 and M2 switching elements 11 and 13 of the switching unit 10 '. Depending on the switching state, it can be divided into four modes simply. 4 is a diagram schematically illustrating waveforms of main operations of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an exemplary embodiment of the present invention. 5A illustrates an operation of a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an exemplary embodiment of the present invention in the t0 to t1 mode of FIG. 4, and FIG. 5B illustrates an operation in the t1 to t2 mode of FIG. 4. 5C illustrates the operation in the t2 to t3 mode of FIG. 4, and FIG. 5D illustrates the operation in the t3 to t4 mode of FIG. 4. Dead time before t0 is omitted, and before t0, the M2 switching device is turned on and the M1 switching device is turned off. Lr is a leakage inductance 131, and Lm is a magnetization inductance 133.

① Mode 1 (t0 ~ t1)① Mode 1 (t0 ~ t1)

M1 스위칭소자(11)가 턴-온 되면서 Mode 1이 시작된다. 트랜스포머의 1차측 권선부(33)에 Vin-Vcr 상당의 전압이 걸리게 되고, 도 5a와 같은 경로(패스)로 다이오드 D2, D3가 도통된다. 공진 커패시터(31) Cr 과 누설 인덕턴스(131) Lr에 의해 공진이 발생하여 권선비(턴비)(Np/Ns)에 의해 2차측 턴-온된 다이오드 D2, D3의 패스로 전류가 흐르게 된다. 그에 따라, Vo1 출력단(155)에서 충전이 이루어진다. 또한, Lm의 전류는 (Np/Ns)Vo1의 전압에 의해 선형적으로 증가한다. 반면, Vo2 출력단(255)의 경우 트랜스포머의 권선방향으로 인해 2차측 다이오드 D1, D4가 턴-온 될 수 없으므로 전류 패스가 형성되지 않는다.(isec2 = 0 mA)
Mode 1 starts when the M1 switching element 11 is turned on. A voltage equivalent to Vin-Vcr is applied to the primary winding 33 of the transformer, and diodes D2 and D3 are conducted through a path as shown in FIG. 5A. Resonance occurs due to the resonant capacitor 31 Cr and the leakage inductance 131 Lr, so that current flows in the paths of the diodes D2 and D3 turned-on by the turns ratio (turn ratio) Np / Ns. Accordingly, charging is performed at the Vo1 output terminal 155. In addition, the current of Lm increases linearly with the voltage of (Np / Ns) Vo1. On the other hand, in the case of the Vo2 output terminal 255, the secondary diodes D1 and D4 cannot be turned on due to the winding direction of the transformer, so no current path is formed. (I sec2 = 0 mA)

② Mode 2 (t1 ~ t2)② Mode 2 (t1 ~ t2)

Vo1 출력단(155)에 충전이 완료되면 2차측(35)에 전류가 흐르지 않게 되고, 공진 커패시터(31) Cr 과 누설 인덕턴스(131) Lr의 공진이 끝나게 되면서 Mode 2 가 시작된다. M1 스위칭소자(11)는 계속 턴-온 상태이다. Mode 2의 전류 도통 경로가 도 5b에 도시되고 있다. 공진 커패시터(31) Cr과 누설 인덕턴스(131) Lr의 공진이 끝나게 됨에 따라 더 이상 Vo1 출력단(155)으로 전류가 흐르지 않게 되며(isec1 = 0 mA), 이에 따라 Ipri 는 Lm 전류와 같아지게 된다. 즉, Lm의 전류는 Vcr에 의해 선형적으로 감소하게 된다. 또한, 여전히 Vo2 출력단(255)의 경우 트랜스포머의 권선방향으로 인해 2차측 다이오드 D1, D4 가 턴-온 될 수 없으므로 전류 패스가 형성되지 않는다.(isec2 = 0 mA)
When charging is completed in the Vo1 output terminal 155, current does not flow to the secondary side 35, and Mode 2 starts as the resonance of the resonance capacitor 31 Cr and the leakage inductance 131 Lr ends. The M1 switching element 11 is continuously turned on. The current conduction path in Mode 2 is shown in FIG. 5B. As the resonance of the resonant capacitor 31 Cr and the leakage inductance 131 Lr ends, no current flows further into the Vo1 output terminal 155 (i sec1 = 0 mA), whereby Ipri becomes equal to the Lm current. . That is, the current of Lm is linearly reduced by Vcr. Also, in the case of the Vo2 output terminal 255, the secondary diodes D1 and D4 cannot be turned on due to the winding direction of the transformer, so no current path is formed (i sec2 = 0 mA).

③ Mode 3 (t2 ~ t3)③ Mode 3 (t2 ~ t3)

M1 스위칭소자(11)가 턴-오프되고, M2 스위칭소자(13)가 턴-온 되면서, Mode 3이 시작된다. 트랜스포머의 1차측(33)에 -Vcr 전압이 걸리게 되고, 도 5c와 같은 패스로 다이오드 D1, D4가 도통된다. 동시에 공진 캐패시터(31) Cr과 누설 인덕턴스(131) Lr에 의해 공진이 발생하여 턴비(Np/Ns)에 의해 2차 측 턴-온된 다이오드 D1, D4의 패스로 전류가 흐르게 된다. 이에 따라, Vo2 출력단(255)에서 충전이 이루어진다. 또한 Lm의 전류는 -(Np/Ns)Vo2 의 전압에 의해 선형적으로 감소한다. 또한, Vo1 출력단(155)의 경우 트랜스포머의 권선방향으로 인해 2차측 다이오드 D2, D3가 턴-오프 된다.(isec1 = 0 mA)
As the M1 switching element 11 is turned off and the M2 switching element 13 is turned on, Mode 3 starts. A voltage of -Vcr is applied to the primary side 33 of the transformer, and diodes D1 and D4 are conducted through a path as shown in FIG. 5C. At the same time, resonance occurs due to the resonance capacitor 31 Cr and the leakage inductance 131 Lr, and current flows in the paths of the diodes D1 and D4 turned on by the turn ratio Np / Ns. Accordingly, charging is performed at the Vo2 output terminal 255. In addition, the current of Lm decreases linearly with the voltage of-(Np / Ns) Vo2. In the case of the Vo1 output terminal 155, the secondary diodes D2 and D3 are turned off due to the winding direction of the transformer (i sec1 = 0 mA).

④ Mode 4 (t3 ~ t4)④ Mode 4 (t3 ~ t4)

Vo2 출력단(255)에 충전이 완료되면, 공진 캐패시터(31) Cr과 누설 인덕턴스(131) Lr의 공진이 끝나게 되면서 Mode 4 가 시작된다. M2 스위칭소자(13)는 계속 턴-온 상태이다. Mode 4 의 전류 도통 경로를 도 5d에 나타내었다. 공진 캐패시터(31) Cr과 누설 인덕턴스(131) Lr의 공진이 끝나게 됨에 따라 더 이상 Vo1 및 Vo2 출력단(155, 255)으로 전류가 흐르지 않게 되며, 이에 따라 공진 캐패시터(31) Cr에 흐르는 전류는 Lm 전류와 같아지게 된다. 즉, Lm의 전류는 Vcr에 의해 선형적으로 감소하게 된다.
When the charging of the Vo2 output terminal 255 is completed, the resonance of the resonant capacitor 31 Cr and the leakage inductance 131 Lr ends and Mode 4 starts. The M2 switching element 13 is continuously turned on. The current conduction path of Mode 4 is shown in FIG. 5D. As the resonance of the resonant capacitor 31 Cr and the leakage inductance 131 Lr ends, no current flows to the Vo1 and Vo2 output terminals 155 and 255. Accordingly, the current flowing through the resonant capacitor 31 Cr is Lm. It will be equal to the current. That is, the current of Lm is linearly reduced by Vcr.

다음으로, 본 발명의 다른 하나의 모습에 따른 파워서플라이 유닛을 살펴본다. Next, look at the power supply unit according to another aspect of the present invention.

도시되지 않았으나, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파워서플라이 유닛을 살펴보면, 파워서플라이 유닛은 입력 필터, AC/DC 변환회로 및 DC/DC 컨버터를 포함하고 있다. 입력 필터는 AC 입력단으로부터 입력되는 전원의 노이즈를 제거하는 역할을 수행한다. 예컨대, 도 8에 Input Filter로 도시되고 있다. AC/DC 변환회로는 AC 전원을 DC 전원으로 바꿔주는 역할을 한다. 예컨대, AC/DC 변환회로는 도시되지 않았으나, 정류회로와 평활회로를 포함하고 있다. 정류회로는 예컨대 브릿지 다이오드를 사용하고, 평활회로는 예컨대 큰 용량의 커패시터를 사용한다. 예컨대 도 2 또는/및 7에서 스위칭부(10, 10', 10")의 전단에 위치된 커패시터 Cin이 평활회로로 사용된다. 브릿지 다이오드를 통과하여 정류된 전압에 큰 용량의 커패시터를 걸어주면 거의 직류에 가까운 전압을 얻을 수 있다. 또한, 바람직하게, 하나의 예에서, AC/DC 변환회로는 정류회로와 평활회로 사이에 역률 개선을 위한 PFC(Power Factor Correction)가 삽입된다. 액티브 PFC 소자의 경우 역률을 1에 가깝게 보정할 수 있다. 본 실시예에 따른 파워서플라이 유닛은 DC/DC 컨버터로서, 전술한 어느 하나의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 사용한다.Although not shown, referring to a power supply unit according to an embodiment of the present invention, the power supply unit includes an input filter, an AC / DC conversion circuit, and a DC / DC converter. The input filter removes noise of power input from the AC input terminal. For example, it is shown as an input filter in FIG. The AC / DC conversion circuit converts AC power to DC power. For example, although not shown, the AC / DC conversion circuit includes a rectifying circuit and a smoothing circuit. The rectifier circuit uses, for example, a bridge diode, and the smoothing circuit uses, for example, a large capacitor. For example, the capacitor Cin located in front of the switching units 10, 10 ', and 10 " is used as the smoothing circuit in Figs. 2 or 7 and a large capacitor is applied to the rectified voltage through the bridge diode. In addition, in one example, the AC / DC conversion circuit includes a power factor correction (PFC) for improving the power factor between the rectifying circuit and the smoothing circuit. In this case, the power factor can be corrected to 1. The power supply unit according to the present embodiment uses a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to any one of the above-described embodiments as a DC / DC converter.

파워서플라이 유닛에 대해서는 당해 기술분야에서 이미 널리 알려져 있으므로, DC/DC 컨버터에 대한 설명은 앞서 실시예들을 참조하고, 나머지 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
Since the power supply unit is well known in the art, the description of the DC / DC converter will be described with reference to the above-described embodiments, and the detailed description of the remaining components will be omitted.

다음으로, 본 발명의 또 다른 하나의 모습에 따른 백라이트 유닛을 살펴본다.Next, a backlight unit according to another aspect of the present invention will be described.

백라이트 유닛은 LCD와 같은 비(非)자발광 디스플레이에 균일한 밝기의 빛을 공급하는 역할을 한다. 도시되지 않았으나, 일반적으로 백라이트 유닛은 광원과, 광원에서 나온 빛을 안내하는 도광판과, 프리즘시트 또는/및 확산시트 등과 같은 광학시트 등을 포함하고 있다. 이때, 광원에 전원을 공급하기 위해 파워서플라이 유닛이 사용되는데, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 광원에 전원을 공급하기 위해 전술한 파워서플라이 유닛(도시되지 않음)을 포함하고 있다. 백라이트 유닛에 대해서는 당해 기술분야에서 이미 널리 알려져 있으므로, 이하에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
The backlight unit serves to supply light of uniform brightness to non-luminous displays such as LCDs. Although not shown, the backlight unit generally includes a light source, a light guide plate for guiding light emitted from the light source, an optical sheet such as a prism sheet or a diffusion sheet, and the like. In this case, a power supply unit is used to supply power to the light source, and the backlight unit according to the present invention includes the above-described power supply unit (not shown) for supplying power to the light source. Since the backlight unit is well known in the art, a detailed description thereof will be omitted below.

이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.
The foregoing embodiments and accompanying drawings are not intended to limit the scope of the present invention but to illustrate the present invention in order to facilitate understanding of the present invention by those skilled in the art. Accordingly, various embodiments of the invention may be embodied in various forms without departing from the essential characteristics thereof, and the scope of the invention should be construed in accordance with the invention as set forth in the appended claims. Alternatives, and equivalents by those skilled in the art.

10, 10', 10" : 스위칭부 11, 13 : 스위칭소자
30, 30', 30" : 변환부 31 : 커패시터
33 : 1차측 권선부 35 : 2차측 권선부
50, 50', 50" : 정류부 70, 70', 70" : 제어부
71 : 시비율제어부 72 : 주파수제어부
100 : 본 발명의 실시예에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터
150 : 제1 정류부 151, 153, 251, 253 : 정류소자
250 : 제2 정류부10, 10 ', 10 ": switching section 11, 13: switching element
30, 30 ', 30 ": converter 31: capacitor
33: primary winding unit 35: secondary winding unit
50, 50 ', 50 ": rectifier 70, 70', 70": control unit
71: rate control unit 72: frequency control unit
100: a multi-output LLC resonant DC / DC converter according to an embodiment of the present invention
150: first rectifier 151, 153, 251, 253: rectifier element
250: second rectifying unit

Claims (13)

직류전원을 입력받아 교번 스위칭하여 전원을 제공하는 스위칭부;
상기 스위칭부의 교번 스위칭에 따라 1차측 전원을 설정된 권선비에 따른 전압레벨을 갖는 2차측 전원으로 변환 출력하는 변환부;
상기 변환부의 하나의 2차측 권선으로부터 출력되는 2차측 교류 출력전원을 분리 정류시켜 제1 전압레벨 및 제2 전압레벨로 2중 출력되도록 다중 출력을 수행하는 정류부; 및
상기 2차측 교류 출력전원에 대하여 정류된 상기 2중 출력을 피드백받아, 상기 2중 출력중 하나의 전압레벨에 따라 상기 스위칭부의 스위칭 주파수를 제어하여 상기 하나의 전압레벨이 변경되도록 하고 동시에 상기 2중 출력 중 나머지 전압레벨에 따라 상기 주파수에 동기된 시비율을 제어하여 상기 나머지 전압레벨이 변경되도록 하는 제어부; 를 포함하여 이루어지는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
A switching unit configured to receive DC power and alternately switch to provide power;
A converting unit converting the primary side power source into a secondary side power source having a voltage level according to a set winding ratio according to alternating switching of the switching unit;
A rectifying unit configured to separately rectify and rectify the secondary AC output power output from one secondary winding of the converting unit so as to output multiple outputs at a first voltage level and a second voltage level; And
Receiving the dual output rectified with respect to the secondary side AC output power, controlling the switching frequency of the switching unit according to one of the dual outputs so that the one voltage level is changed and simultaneously A control unit for controlling the rate of synchronization synchronized with the frequency according to the remaining voltage level of the output to change the remaining voltage level; Multiple output LLC resonant DC / DC converter comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 스위칭부는 제1 스위칭소자 및 제2 스위칭소자로 이루어지고,
상기 제어부의 상기 주파수 및 시비율 제어에 따라 상기 제1 및 제2 스위칭소자의 온-오프 교번 스위칭이 제어되는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method according to claim 1,
The switching unit is composed of a first switching device and a second switching device,
Multi-output LLC resonant DC / DC converter characterized in that the on-off alternate switching of the first and second switching device is controlled in accordance with the frequency and the ratio control of the control unit.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 스위칭소자의 온 동작 스위칭에 따라 상기 입력받은 직류전원을 상기 변환부로 제공하고,
상기 변환부는 상기 제1 스위칭소자의 온 동작 스위칭에 따라 제공받은 전원을 충전 및 1차측 전원으로 사용하고,
상기 변환부는 상기 제2 스위칭소자의 온 동작 스위칭에 따라 상기 충전된 전원을 1차측 전원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method according to claim 2,
Providing the input DC power to the conversion unit in accordance with the on-operation switching of the first switching device,
The converter uses the power provided according to the on-operation switching of the first switching device as a charge and a primary power supply,
And the conversion unit uses the charged power as a primary side power source according to the on-operation switching of the second switching element.
청구항 1에 있어서,
상기 변환부는: 상기 스위칭부의 교번 스위칭에 따라 전원을 충방전하는 커패시터; 및 1차측 권선부와 2차측 권선부로 이루어진 트랜스포머; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method according to claim 1,
The conversion unit: a capacitor for charging and discharging power in accordance with the alternating switching of the switching unit; A transformer comprising a primary winding and a secondary winding; Multi-output LLC resonant DC / DC converter comprising a.
청구항 4에 있어서,
상기 트랜스포머는 하나의 1차측 권선과 하나의 2차측 권선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method of claim 4,
The transformer is a multi-output LLC resonant DC / DC converter, characterized in that consisting of one primary side winding and one secondary side winding.
청구항 4에 있어서,
상기 트랜스포머의 하나의 1차측 권선에 의해 유도되는 2차측 권선부는: 상기 정류부에 의해 상기 제1 전압레벨과 제2 전압레벨 출력으로 분리 정류될 2차측 주 교류 출력전원을 출력하는 2차측 주권선부; 및 상기 2차측 주권선부의 상기 2차측 주 교류 출력전원에 대하여 분리 정류되는 상기 제1및 제2 전압레벨 출력 중, 상기 정류부의 정류에 의해, 어느 하나의 전압레벨 출력에만 부가되는 부가 전압레벨을 출력하는 보조권선부; 를 포함하고,
상기 정류부는 상기 2차측 주권선부의 상기 2차측 주 교류 출력전원을 분리 정류하여 상기 제1 및 제2 전압레벨 출력이 이루어지도록 하고, 동시에 상기 보조권선부의 상기 부가 전압레벨 출력을 정류시키되 상기 제1및 제2 전압레벨 출력 중 어느 하나의 전압레벨 출력에만 부가되도록 정류하며 2중 출력되도록 정류하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method of claim 4,
The secondary winding part induced by one primary winding of the transformer comprises: a secondary main winding part for outputting a secondary main AC output power to be rectified separately by the rectifying part into the first voltage level and the second voltage level output; And an additional voltage level added to only one voltage level output by rectification of the rectifying unit among the first and second voltage level outputs that are separately rectified with respect to the secondary main AC output power of the secondary main winding unit. An auxiliary winding unit for outputting; Including,
The rectifying unit separates and rectifies the secondary main AC output power of the secondary main winding unit to output the first and second voltage levels, and simultaneously rectifies the additional voltage level output of the auxiliary winding unit. And a rectifying so as to be added to only one of the voltage level outputs of the second voltage level output and to be rectified to be dual output.
청구항 2에 있어서,
상기 정류부는: 상기 제1 스위칭소자의 온 동작에 따라 상기 변환부에서 출력되는 2차측 교류 출력전원을 정류하는 제1 정류부; 및 상기 제2 스위칭소자의 온 동작에 따라 상기 변환부에서 출력되는 2차측 교류 출력전원을 정류하는 제2 정류부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method according to claim 2,
The rectifier may include: a first rectifier configured to rectify the secondary AC output power output from the converter according to an on operation of the first switching device; And a second rectifier for rectifying the secondary AC output power output from the converter according to the on operation of the second switching device. Multi-output LLC resonant DC / DC converter comprising a.
청구항 7에 있어서,
상기 정류부는 4개의 정류소자를 포함하되,
제1 및 제3 정류소자는 상기 2차측 교류 출력전원을 정류시켜 상기 2중 출력 중 하나의 전압레벨에 따른 출력이 이루어지도록 상기 제1 정류부의 출력단으로 제공하고,
제2 및 제4 정류소자는 상기 2차측 교류 출력전원을 정류시켜 상기 2중 출력 중 나머지 전압레벨에 따른 출력이 이루어지도록 상기 제2 정류부의 출력단으로 제공하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method of claim 7,
The rectifier includes four rectifier elements,
The first and third rectifiers rectify the secondary AC output power and provide the output to the output terminal of the first rectifying unit so that an output according to the voltage level of the dual output is made.
The second and fourth rectifiers rectify the secondary side AC output power and provide the output to the output stage of the second rectifier so that the output is performed according to the remaining voltage level among the dual outputs. DC converter.
청구항 8에 있어서,
상기 변환부의 2차측은: 상기 제1 정류부 및 제2 정류부에 공통으로 제공되는 2차측 주 교류 출력전원을 출력하는 2차측 주권선부; 및 상기 2차측 주권선부의 상기 2차측 주 교류 출력전원에 따른 상기 제1 및 제2 정류부 중 어느 하나에서의 출력에 부가되어 제공되는 부가 전압레벨을 출력하는 보조권선부; 를 포함하고,
상기 제1 정류부의 제1 정류소자 또는 상기 제2 정류부의 제2 정류소자는 상기 보조권선부에서 출력되는 부가 전압레벨의 타 정류부로의 제공을 차단하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method according to claim 8,
The secondary side of the converter may include: a secondary side main winding unit configured to output a secondary main AC output power which is commonly provided to the first rectifying unit and the second rectifying unit; And an auxiliary winding unit for outputting an additional voltage level provided in addition to the output from any one of the first and second rectifying units according to the secondary main AC output power of the secondary main winding unit. Including,
The first rectifying element of the first rectifying unit or the second rectifying element of the second rectifying unit, the multi-output LLC resonant DC / DC characterized in that the provision of the additional voltage level output from the auxiliary winding unit to the other rectifying unit Converter.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는: 상기 정류부에서 출력되는 2중 출력 중 하나의 전압레벨을 피드백 받아 상기 스위칭부의 스위칭 주파수를 제어하는 주파수제어부; 및 상기 정류부에서 출력되는 2중 출력 중 다른 하나의 전압레벨을 피드백 받아, 상기 주파수제어부에서 제어되는 상기 스위칭 주파수에 동기된 시비율을 제어하는 시비율제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method according to claim 1,
The control unit may include: a frequency control unit controlling a switching frequency of the switching unit by receiving a voltage level of one of the dual outputs output from the rectifying unit; And a rate control unit for receiving a voltage level of the other one of the dual outputs output from the rectifier and controlling the rate of synchronization in synchronization with the switching frequency controlled by the frequency controller. Multi-output LLC resonant DC / DC converter comprising a.
청구항 10에 있어서,
상기 주파수제어부는 상기 피드백 받은 전압레벨과 기준전압을 비교하여 펄스 주파수 변조를 수행하고,
상기 시비율제어부는 상기 피드백 받은 전압레벨과 기준전압을 비교하여 얻어진 값을 상기 주파수제어부에서 변조된 펄스 주파수에 동기된 펄스에 대비하여 펄스 폭 변조를 수행하는 것을 특징으로 하는 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터.
The method of claim 10,
The frequency controller performs pulse frequency modulation by comparing the feedback voltage level with a reference voltage,
The rate control unit performs a pulse width modulation by comparing the value obtained by comparing the feedback voltage level and the reference voltage with respect to the pulse synchronized to the pulse frequency modulated by the frequency control unit. / DC converter.
파워서플라이 유닛에 있어서,
청구항 1 내지 11 중의 어느 하나의 청구항에 따른 다중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워서플라이 유닛.
In the power supply unit,
A power supply unit comprising a multiple output LLC resonant DC / DC converter according to any one of claims 1 to 11.
백라이트 유닛에 있어서,
청구항 12에 따른 파워서플라이 유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
In the backlight unit,
Backlight unit comprising a power supply unit according to claim 12.
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