KR101961350B1 - Step-up converter for railyway vehicle - Google Patents

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KR101961350B1
KR101961350B1 KR1020180021246A KR20180021246A KR101961350B1 KR 101961350 B1 KR101961350 B1 KR 101961350B1 KR 1020180021246 A KR1020180021246 A KR 1020180021246A KR 20180021246 A KR20180021246 A KR 20180021246A KR 101961350 B1 KR101961350 B1 KR 101961350B1
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이상석
이선희
최봉연
진은수
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주식회사 팩테크
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Abstract

Embodiments of the present invention provide a step-up converter for a railroad vehicle which additionally arranges a reduced capacitor to a step-up converter for a railroad vehicle to reduce voltage spike generated in accordance with switch operation of the converter, minimize current flowing through a grounding for a railroad vehicle so as to increase stability of various electrical and electronic devices connected to the ground.

Description

철도차량용 승압형 컨버터{STEP-UP CONVERTER FOR RAILYWAY VEHICLE}[0001] STEP-UP CONVERTER FOR RAILWAY VEHICLE [0002]

본 발명의 실시예들은 철도차량용 승압형 컨버터에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a step-up converter for a railway vehicle.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명에 따른 실시예들과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The following description merely provides the background information related to the embodiments of the present invention and does not constitute the prior art.

철도차량에 탑재되는 보조전원장치(auxiliary power supply; APS)는 가선으로부터 전원을 공급받아 철도차량의 냉난방기, 제동장치, 조명 및 각종 전자장치 등에 필요한 전원을 공급하는 필수 전장품이다.An auxiliary power supply (APS) mounted on a railway vehicle is an essential electrical component that receives power from a power line and supplies power for the railway car's air conditioner, braking device, lighting, and various electronic devices.

보조전원장치의 입력부는 승압형 컨버터(step-up converter)를 사용한 입력부와 감압형 컨버터(step-down converter)를 사용한 입력부로 구분될 수 있는데, 승압형 입력부는 통상적으로 부스트 컨버터(boost converter)를 사용하여 구성된다.The input unit of the auxiliary power unit may be divided into an input unit using a step-up converter and an input unit using a step-down converter. The boost input unit typically includes a boost converter .

부스트 컨버터 회로는 통상적으로 인덕터, 다이오드, 스위칭 소자 및 커패시터를 포함하여 구성되는데, 구체적으로는 직렬로 연결된 인덕터와 다이오드 사이에 스위칭 소자가 병렬로 연결되고 다이오드의 출력부에 커패시터가 병렬로 연결되어 구성될 수 있다.The boost converter circuit typically comprises an inductor, a diode, a switching device, and a capacitor, and more specifically, a switching device is connected in parallel between an inductor and a diode connected in series and a capacitor is connected in parallel to the output of the diode. .

도 1은 종래의 단일 부스트 컨버터 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional single boost converter.

종래의 단일 부스트 컨버터(100)는 입력부(110), 출력부(120), 접지부(130), 스위치 모듈(140), 인덕터(150), 스너버 커패시터(160) 및 DC 링크 커패시터(170)를 포함한다. 철도차량의 보조전원장치에서는 접지부(130)가 차량 접지와 전기적으로 연결된다.The conventional single boost converter 100 includes an input unit 110, an output unit 120, a ground unit 130, a switch module 140, an inductor 150, a snubber capacitor 160, and a DC link capacitor 170. . In the auxiliary power unit of the railway vehicle, the grounding unit 130 is electrically connected to the vehicle ground.

이러한 회로 구성에서의 문제점은 접지부(130)가 전원 공급선과 연결되어 있기 때문에, 단일 부스트 컨버터의 스위칭 동작이 단일 부스트 컨버터와 전기적으로 연결되어 있는 여러 장치에 대해 잡음원(noise source)으로 작용할 수 있는 전압 스파이크(voltage spike)를 발생시킨다는 것이다.The problem with this circuit configuration is that since the ground 130 is connected to the power supply line, the switching operation of the single boost converter can act as a noise source for various devices that are electrically connected to a single boost converter Thereby generating a voltage spike.

도 2는 도 1에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.FIG. 2 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained by using the circuit shown in FIG.

도 2의 (a)는 인덕터 (150) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 2의 (b)는 출력부(120) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 2의 (c)는 접지부(130)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 2의 (d)는 도 2의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 2의 (e)는 도 2의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.2 (a) shows the voltage across the inductor 150, and FIG. 2 (b) shows the voltage across the output 120, and FIG. 2 (c) Lt; RTI ID = 0.0 > current < / RTI > Fig. 2 (d) is an enlarged view of a part of Fig. 2 (a), and Fig. 2 (e) is an enlarged view of a part of Fig.

도 2의 (a) 및 도 2의 (d)를 참조하면, 스위칭 모듈(140)의 스위칭 동작에 의해 인덕터(150)로 전류가 공급되어 충전되기도 하고 방전되기도 한다. 인덕터(150)에 전압이 인가되어 전류가 공급되는 순간 즉, 오프 상태(off-state)에서 온 상태(on-state)로 변화하는 과도응답 구간에서 인덕터(150) 양단의 전압에 스파이크 또는 오버슛(overshoot)이 발생한다. 도 2의 (e)에 도시한 바와 같이, 인덕터(150) 양단에 발생한 전압 스파이크에 의해 접지부(130)에 흐르는 전류에서도 스파이크가 발생한다. 이러한 접지전류의 스파이크는 다른 장치들에게도 악영향을 미칠 수 있으므로 최소화되는 것이 바람직하다.2 (a) and FIG. 2 (d), a current is supplied to the inductor 150 by the switching operation of the switching module 140 to be charged or discharged. In the transient response period in which the voltage is applied to the inductor 150 and the current is supplied, that is, the on-state changes from the off-state to the on-state, the voltage across the inductor 150 is spiked or overshoot an overshoot occurs. As shown in FIG. 2 (e), spikes also occur in the current flowing in the grounding portion 130 due to the voltage spike generated at both ends of the inductor 150. It is desirable that such ground current spikes may be adversely affected by other devices and should be minimized.

철도차량에 사용되는 보조전원장치의 입력부가 승압형 컨버터인 경우, 단일형 부스트 컨버터를 적용할 수 있지만 통상적으로 스위치 모듈 내에 포함되는 스위치 소자의 내압을 고려하여 이중 부스트 컨버터를 적용할 수도 있다.In the case where the input portion of the auxiliary power source device used in the railway vehicle is a step-up type converter, a single type boost converter can be applied, but a dual boost converter can be generally applied considering the internal pressure of the switch element included in the switch module.

도 3은 종래의 이중 부스트 컨버터 회로도이다.3 is a circuit diagram of a conventional dual boost converter.

종래의 이중 부스트 컨버터(300)는 입력부(310), 출력부(320), 접지부(230), 상부 스위치 모듈(340a), 하부 스위치 모듈(340b), 인덕터(350), 상부 스너버 커패시터(360a), 하부 스너버 커패시터(360b), 상부 DC 링크 RC부(370a) 및 하부 DC 링크 RC부(370b)를 포함한다.The conventional dual boost converter 300 includes an input unit 310, an output unit 320, a ground unit 230, an upper switch module 340a, a lower switch module 340b, an inductor 350, an upper snubber capacitor 360a, a lower snubber capacitor 360b, an upper DC link RC portion 370a, and a lower DC link RC portion 370b.

도 1에 도시한 단일 부스트 컨버터(100)와 마찬가지로 이중 부스트 컨버터(300)는 이중 부스트 컨버터(300) 입력부(310)의 N상은 접지부(330)를 통해 차량접지와 전기적으로 연결된다. 또한, 이중 부스트 컨버터(300)의 접지부(330)에서도 상부 스위치 모듈(340a) 및 하부 스위치 모듈(340b)의 스위칭 동작에 의해 인덕터(350) 양단의 전압에서 발생되는 전압 스파이크에 기인한 비이상적인 접지전류가 발생한다.Like the single boost converter 100 shown in FIG. 1, the dual boost converter 300 is electrically coupled to the vehicle ground through the ground 330 at the N phase of the dual boost converter 300 input 310. Also in the grounding portion 330 of the dual boost converter 300, a switching operation of the upper switch module 340a and the lower switch module 340b causes a non-ideal voltage due to a voltage spike generated at the voltage across the inductor 350 A ground current is generated.

도 4는 도 3에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.4 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained by using the circuit shown in Fig.

도 4의 (a)는 인덕터(350) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 4의 (b)는 출력부(320) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 4의 (c)는 접지부(330)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 4의 (d)는 도 4의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4의 (e)는 도 4의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.4A shows the voltage across the inductor 350 and FIGURE 4B shows the voltage across the output 320 and FIGURE 4C shows the voltage across the ground 330 Lt; RTI ID = 0.0 > current < / RTI > 4 (d) is an enlarged view of a part of FIG. 4 (a), and FIG. 4 (e) is an enlarged view of a part of FIG. 4 (c).

도 4의 (d) 및 도 4의 (e)에 도시한 바와 같이, 인덕터(350) 양단에 발생한 전압 스파이크에 의해 접지부(330)에 흐르는 전류에서도 스파이크가 발생한다. 전술한 바와 같이, 승압형 컨버터의 접지부에 흐르는 누설전류는 접지부와 전기적으로 연결된 여러 소자들을 손상시키는 등 철도차량용 보조전원장치로부터 전원을 공급받는 여러 전기·전자장치에 악영향을 미칠 수 있다.Spikes also occur in the current flowing in the grounding portion 330 due to the voltage spike generated at both ends of the inductor 350, as shown in Figs. 4 (d) and 4 (e). As described above, the leakage current flowing through the ground portion of the step-up type converter may adversely affect various electric / electronic devices supplied from an auxiliary power source for railway cars, such as damaging various elements electrically connected to the ground portion.

따라서 승압형 컨버터의 인덕터 양단 사이의 전압에서 발생하는 스파이크를 저감하고 접지를 통한 누설전류를 억제함으로써 철도차량용 보조전원장치와 연결된 여러 전기·전자장치에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 방안이 필요하다.Therefore, there is a need to provide a stable power supply to various electric and electronic devices connected to the auxiliary power supply for railway vehicles by reducing the spike generated at the voltage between the inductor of the step-up type converter and suppressing the leakage current through the ground.

본 발명의 실시예들은 철도차량용 보조전원장치의 입력측에 포함된 인덕터 양단 사이의 전압에서 발생하는 스파이크를 저감하여 철도차량용 보조전원장치와 연결된 여러 전기·전자장치에 안정적인 전원을 공급할 수 있는 철도차량용 승압형 컨버터를 제공하는 데 주된 목적이 있다.The embodiments of the present invention can reduce the spikes generated in the voltage between both ends of the inductor included in the input side of the auxiliary power source device for railway vehicles and thus provide stable power to various electric and electronic devices connected to the auxiliary power source device for railway cars, Type converters.

본 발명의 일 실시예는 외부의 전기신호를 입력받는 입력부; 적어도 세 개의 노드를 포함하고, 외부로부터 제어신호를 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 상기 적어도 세 개의 노드 중 선택된 노드로 전류를 통과시키거나 차단하는 스위치 모듈; 상기 스위치 모듈의 온오프 상태에 따라 상기 입력부로부터의 전기에너지를 충전 또는 방전하는 인덕터; 상기 입력부의 반대쪽에 위치하여 상기 입력부가 입력받은 외부의 전기신호와는 다른 크기의 전기신호를 외부로 출력하는 출력부; 및 상기 입력부의 일단 및 상기 출력부의 일단 사이에 전기적으로 연결되어 상기 인덕터 양단간 전압에서의 스파이크를 저감하는 적어도 하나의 스파이크 저감용 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an electronic apparatus including an input unit for receiving external electrical signals; A switch module that includes at least three nodes, receives a control signal from the outside and is turned on or off to pass or block a current to a selected one of the at least three nodes; An inductor for charging or discharging electrical energy from the input unit in accordance with an ON / OFF state of the switch module; An output unit which is located on the opposite side of the input unit and outputs an electric signal having a magnitude different from that of the external electric signal to which the input unit is input; And at least one spike-reducing capacitor electrically connected between one end of the input unit and one end of the output unit to reduce spikes at a voltage across the inductor.

본 발명의 일 실시예는 외부의 전기신호를 입력받는 입력부; 적어도 세 개의 노드를 포함하고, 외부로부터 제어신호를 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 상기 적어도 세 개의 노드 중 선택된 노드로 전류를 통과시키거나 차단하는 두 개의 스위치 모듈; 상기 두 개의 스위치 모듈 각각의 온오프 상태에 따라 상기 입력부로부터의 전기에너지를 충전 또는 방전하는 적어도 하나의 인덕터; 상기 입력부의 반대쪽에 위치하여 상기 입력부가 입력받은 외부의 전기신호와는 다른 크기의 전기신호를 외부로 출력하는 출력부; 및 상기 입력부의 일단 및 상기 출력부의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 적어도 하나의 인덕터 양단간 전압에서의 스파이크를 저감하는 적어도 하나의 스파이크 저감용 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an electronic apparatus including an input unit for receiving external electrical signals; Two switch modules including at least three nodes and receiving or externally receiving a control signal to turn on or off to pass or block a current to a selected one of the at least three nodes; At least one inductor for charging or discharging electric energy from the input unit in accordance with on / off states of the two switch modules; An output unit which is located on the opposite side of the input unit and outputs an electric signal having a magnitude different from that of the external electric signal to which the input unit is input; And at least one spike-reducing capacitor electrically connected to one end of the input unit and one end of the output unit to reduce a spike at a voltage across the at least one inductor. .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 철도차량용 승압형 컨버터에 스파이크 저감용 커패시터를 추가적으로 배치함으로써 컨버터의 스위칭 동작에 따라 발생되는 전압 스파이크를 저감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a capacitor for reducing spikes is additionally disposed in a step-up type converter for a railway car, so that a voltage spike caused by a switching operation of the converter can be reduced.

본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 의하면, 철도차량 접지를 통해 철도차량의 보조전원장치의 컨버터로 유입되는 전류를 최소화함으로써 보조전원장치로부터 전력을 공급받는 여러 전기·전자 장비들의 안정성을 향상할 수 있다.According to another aspect of the present invention, it is possible to minimize the current flowing into the converter of the auxiliary power source device of the railway vehicle through the ground of the railway vehicle, thereby improving the stability of various electric and electronic devices supplied with electric power from the auxiliary power source device have.

도 1은 종래의 단일 부스트 컨버터 회로도이다.
도 2는 도 1에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력부 양단의 전압 및 접지전류의 파형도이다.
도 3은 종래의 이중 부스트 컨버터 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력부 양단의 전압 및 접지전류의 파형도이다.
도 5, 도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.
도 8, 도 9 및 도 10 각각은 도 5에 도시한 회로, 도 6에 도시한 회로 및 도 7에 도시한 회로 각각을 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력부 양단의 전압 및 접지전류의 파형도이다.
도 11, 도 12 및 도 13 각각은 본 발명의 제 4 실시예, 제 5 실시예 및 제 6 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.
도 14, 도 15 및 도 16 각각은 도 11에 도시한 회로, 도 12에 도시한 회로 및 도 13에 도시한 회로 각각을 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력부 양단의 전압 및 접지전류의 파형도이다.1 is a circuit diagram of a conventional single boost converter.
Fig. 2 is a waveform diagram of the voltage across the inductor, the voltage across the output, and the ground current obtained using the circuit shown in Fig.
3 is a circuit diagram of a conventional dual boost converter.
4 is a waveform diagram of the voltage across the inductor, the voltage across the output, and the ground current obtained using the circuit shown in Fig.
5, 6, and 7 are circuit diagrams of a step-up converter for a railway car according to the first, second, and third embodiments of the present invention.
Each of Figs. 8, 9 and 10 shows the waveforms of the voltages at both ends of the inductor, the voltage at both ends of the output section and the ground current obtained by using the circuit shown in Fig. 5, the circuit shown in Fig. 6, .
11, 12, and 13 are circuit diagrams of a step-up converter for a railway car according to the fourth, fifth, and sixth embodiments of the present invention, respectively.
Each of Figs. 14, 15 and 16 shows the waveforms of the voltages at both ends of the inductor, the voltages at both ends of the output section and the ground current obtained using the circuit shown in Fig. 11, the circuit shown in Fig. 12, .

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명에 따른 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제 1, 제 2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the components of the embodiments according to the present invention, the first, second, i), ii), a), b) and the like can be used. Such a code is intended to distinguish the constituent element from other constituent elements, and the nature of the constituent element, the order or the order of the constituent element is not limited by the code. It is also to be understood that when a component is referred to as being "comprising" or "comprising," it should be understood that it is not intended to exclude other components, it means.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 광송수신용 조립체를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an optical transceiver assembly according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5, 도 6 및 도 7 각각은 본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.5, 6, and 7 are circuit diagrams of a step-up converter for a railway car according to the first, second, and third embodiments of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.5 is a circuit diagram of a step-up converter for a railway car according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(500)는 입력부(510), 출력부(520), 접지부(530), 스위치 모듈(540), 인덕터(550), 스너버 커패시터(560), DC 링크 커패시터(570), 제 1 스파이크 저감용 커패시터(580) 및 제 2 스파이크 저감용 커패시터(590)를 포함한다.The step-up converter 500 for a railway car according to the first embodiment of the present invention includes an input unit 510, an output unit 520, a ground unit 530, a switch module 540, an inductor 550, a snubber capacitor 560, a DC link capacitor 570, a first spike reduction capacitor 580, and a second spike reduction capacitor 590.

입력부(510)는 두 개의 노드인 P 노드 및 N 노드를 포함하도록 형성되어 외부로부터 전기신호를 입력받는다. 입력부(510)는 입력받은 전기신호를 출력부(520)로 전달한다. 입력부(510)와 출력부(520) 사이에는 특정 기능을 하도록 형성된 회로가 존재할 수 있다.The input unit 510 is formed to include two nodes, P node and N node, and receives an electric signal from the outside. The input unit 510 transmits the input electrical signal to the output unit 520. Between the input unit 510 and the output unit 520, there may be a circuit configured to perform a specific function.

입력부(510)의 P 노드는 인덕터(550)의 일단, 제 1 스파이크 저감용 커패시터(580)의 일단 및 제 2 스파이크 저감용 커패시터(590)의 일단과 전기적으로 연결된다. 입력부(510)의 N 노드는 접지부(530), 제 2 스파이크 저감용 커패시터(590)의 타단, 스위치 모듈(540)의 제 3 노드, 스너버 커패시터(560)의 일단, DC 링크 커패시터(570)의 일단 및 출력부(520)의 일단(R 노드)과 전기적으로 연결된다.The P node of the input unit 510 is electrically connected to one end of the inductor 550, one end of the first spike reduction capacitor 580 and one end of the second spike reduction capacitor 590. The N node of the input unit 510 is connected to the ground 530, the other end of the second spike reduction capacitor 590, the third node of the switch module 540, one end of the snubber capacitor 560, the DC link capacitor 570 And an end of the output unit 520 (R node).

출력부(520)는 두 개의 노드인 Q 노드 및 R 노드를 포함하도록 형성되어 전기신호를 외부로 출력한다. 출력부(520)의 Q 노드는 제 1 스파이크 저감용 커패시터(580)의 타단, 스위치 모듈(540)의 제 2 노드, 스너버 커패시터(560)의 타단 및 DC 링크 커패시터(570)의 타단과 전기적으로 연결된다.The output unit 520 is formed to include two nodes, a Q node and an R node, and outputs an electric signal to the outside. The Q node of the output unit 520 is electrically connected to the other end of the first spike reduction capacitor 580, the second node of the switch module 540, the other end of the snubber capacitor 560 and the other end of the DC link capacitor 570 Lt; / RTI >

접지부(530)는 입력부(510)의 N 노드, 출력부의 R 노드, 제 2 스파이크 저감용 커패시터(590)의 타단, 스위치 모듈(540)의 제 3 노드, 스너버 커패시터(560)의 일단 및 DC 링크 커패시터(570)의 일단와 전기적으로 연결되어 회로를 접지하는 역할을 수행한다.The grounding unit 530 includes an N node of the input unit 510, an R node of the output unit, the other end of the second spike reduction capacitor 590, a third node of the switch module 540, one end of the snubber capacitor 560, DC link capacitor 570 and serves to ground the circuit.

스위치 모듈(540)은 적어도 세 개의 노드인 제 1 노드, 제 2 노드 및 제 3 노드를 포함하도록 형성된다. 스위치 모듈(540)의 제 1 노드는 인덕터(550)의 타단과 전기적으로 연결되고, 스위치 모듈(540)의 제 2 노드는 출력부(520)의 Q 노드와 전기적으로 연결된다. 스위치 모듈의(540)의 제 3 노드는 접지부(530)와 전기적으로 연결된다.The switch module 540 is formed to include at least three nodes: a first node, a second node, and a third node. The first node of the switch module 540 is electrically connected to the other end of the inductor 550 and the second node of the switch module 540 is electrically connected to the Q node of the output unit 520. The third node of the switch module 540 is electrically connected to the ground 530.

스위치 모듈(540)은 외부로부터 제어신호를 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 적어도 세 개의 노드 중 선택된 노드로 전류를 통과시키거나 차단하는 역할을 수행한다.The switch module 540 receives a control signal from the outside and is turned on or off so as to pass or block a current to a selected node among at least three nodes.

또한, 스위치 모듈(540)은 적어도 두 개의 스위칭 소자인 제 1 스위치(542) 및 제 2 스위치(544)를 포함하여 형성될 수 있다. 제 1 스위치(542)는 인덕터(550) 쪽의 노드로부터 출력부(520) 쪽으로 전류를 통과시키도록 형성되고, 제 2 스위치(544)는 인덕터(550) 쪽 노드로부터 접지부(530) 쪽 노드로의 전류를 차단하도록 형성된다.In addition, the switch module 540 may include at least two switching elements, a first switch 542 and a second switch 544. The first switch 542 is formed to pass a current from the node on the side of the inductor 550 to the output portion 520 and the second switch 544 is formed on the side from the node on the inductor 550 side to the node on the side of the grounding portion 530, As shown in FIG.

제 1 스위치(542)의 일단은 출력부(520)의 Q 노드와 전기적으로 연결되고, 제 1 스위치(542)의 타단은 인덕터(550)의 일단 및 제 2 스위치(544)의 일단과 전기적으로 연결된다. 제 2 스위치(544)의 타단은 출력부(520)의 R 노드와 전기적으로 연결된다. 여기서, 제 1 스위치(542)의 일단은 스위치 모듈(540)의 제 2 노드이고, 제 1 스위치(542)의 타단이 스위치 모듈(540)의 제 1 노드이며, 제 2 스위치(544)의 타단이 스위치 모듈(540)의 제 3 노드이다.One end of the first switch 542 is electrically connected to the Q node of the output unit 520 and the other end of the first switch 542 is electrically connected to one end of the inductor 550 and one end of the second switch 544 . The other end of the second switch 544 is electrically connected to the R node of the output unit 520. One end of the first switch 542 is the second node of the switch module 540 and the other end of the first switch 542 is the first node of the switch module 540. The other end of the second switch 544 Is the third node of switch module 540.

여기서, 스위치 모듈(540)은 IGBT(insulated-gate bipolar transistor)를 포함하여 형성될 수 있다.Here, the switch module 540 may include an insulated-gate bipolar transistor (IGBT).

인덕터(550)는 스위치 모듈(540)의 스위칭에 따라 입력부(510)로부터 입력받은 전기에너지를 충전하거나 방전하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 인덕터(550)의 일단은 입력부(510)의 P 노드와 전기적으로 연결되며, 인덕터(550)의 타단은 스위치 모듈(540)의 제 1 노드와 전기적으로 연결된다.The inductor 550 charges or discharges electric energy received from the input unit 510 according to the switching of the switch module 540. One end of the inductor 550 is electrically connected to the P node of the input unit 510 and the other end of the inductor 550 is electrically connected to the first node of the switch module 540.

스너버 커패시터(560)는 스위치 모듈(540)의 양단에 병렬로 연결되어 턴온 상태에서 턴오프 상태로 또는 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되는 동안 스위치 모듈(540)이 받는 전기적인 스트레스를 저감하는 역할을 한다.The snubber capacitor 560 is connected in parallel to both ends of the switch module 540 to reduce the electrical stress received by the switch module 540 while the switch module 540 is changed from the turn-on state to the turn-off state or from the turn- It plays a role.

DC 링크 커패시터(570)는 입력부(510)에서 스위치 모듈(540)을 거쳐 출력부(520)로 전달되는 전압을 평활하는 역할을 한다.The DC link capacitor 570 functions to smooth the voltage transmitted from the input unit 510 to the output unit 520 via the switch module 540. [

제 1 스파이크 저감용 커패시터(580) 및 제 2 스파이크 저감용 커패시터(590)는 스위치 모듈(540)의 스위칭에 의해 인덕터(550)에 야기되는 전압 스파이크를 저감하는 역할을 한다. 여기서, 제 1 스파이크 저감용 커패시터(580) 및 제 2 스파이크 저감용 커패시터(590) 각각은 고주파 대역에서 낮은 등가직렬저항(equivalent series resistance; ESR) 값을 갖는 필름 커패시터일 수 있다.The first spike abatement capacitor 580 and the second spike abatement capacitor 590 serve to reduce voltage spikes caused in the inductor 550 by the switching of the switch module 540. Here, each of the first spike lowering capacitor 580 and the second spike lowering capacitor 590 may be a film capacitor having a low equivalent series resistance (ESR) value in a high frequency band.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.6 is a circuit diagram of a step-up converter for a railway car according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(600)는 도 5에 도시한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차랑용 승압형 컨버터(500)에서 입력부(510)의 P 노드와 출력부(520)의 Q 노드를 연결하도록 형성된 제 1 스파이크 저감용 커패시터(580)를 제거한 것과 동일한 구성요소를 포함한다. 제 1 스파이크 저감용 커패시터(580)를 제외하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(600) 각각의 구성요소는 철도차랑용 승압형 컨버터(500) 각각의 구성요소와 동일한 기능을 수행한다.The step-up converter 600 for a railway car according to the second embodiment of the present invention is similar to the step-up converter 600 shown in FIG. 5 except that the P node of the input unit 510 And the first spike reduction capacitor 580 formed to connect the Q node of the output unit 520. [ The components of each step-up converter 600 for a railway car according to the second embodiment of the present invention are the same as the components of each of the railway car-based step-up type converters 500 except for the first spike reducing capacitor 580 Function.

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.7 is a circuit diagram of a step-up converter for a railway car according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(700)는 도 5에 도시한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차랑용 승압형 컨버터(500)에서 입력부(510)의 P 노드와 N 노드 사이를 연결하도록 형성된 제 2 스파이크 저감용 커패시터(590)를 제거한 것과 동일한 구성요소를 포함한다. 제 1 스파이크 저감용 커패시터(580)를 제외하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(700) 각각의 구성요소는 철도차랑용 승압형 컨버터(500) 각각의 구성요소와 동일한 기능을 수행한다.The step-up converter 700 for a railway car according to the third embodiment of the present invention is similar to that of the first embodiment of the railroad car-based step-up converter 500 shown in FIG. 5 except that the P node of the input unit 510 And removing the second spike-reducing capacitor 590 formed to connect between the N-nodes. The constituent elements of each step-up converter 700 for a railway car according to the third embodiment of the present invention are the same as the constituent elements of each of the railway car-based step-up type converters 500 except for the first spike reducing capacitor 580 Function.

도 8, 도 9 및 도 10 각각은 도 5에 도시한 회로, 도 6에 도시한 회로 및 도 7에 도시한 회로 각각을 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력부 양단의 전압 및 접지전류의 파형도이다.Each of Figs. 8, 9 and 10 shows the waveforms of the voltages at both ends of the inductor, the voltage at both ends of the output section and the ground current obtained by using the circuit shown in Fig. 5, the circuit shown in Fig. 6, .

도 8은 도 5에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.8 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained using the circuit shown in Fig.

도 8의 (a)는 인덕터(550) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 8의 (b)는 출력부(520) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 8의 (c)는 접지부(530)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 8의 (d)는 도 8의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 8의 (e)는 도 8의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.8A shows the voltage across the inductor 550 and FIGURE 8B shows the voltage across the output 520 and FIGURE 8C shows the voltage across the ground 530 Lt; RTI ID = 0.0 > current < / RTI > 8 (d) is an enlarged view of a part of FIG. 8 (a), and FIG. 8 (e) is an enlarged view of a part of FIG. 8 (c).

도 8의 (d) 및 도 8의 (e)를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(500)에 포함되는 인덕터(550) 양단에서 발생하는 전압 스파이크(810)가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, 접지부(530)를 통해 흐르는 전류인 접지전류(820)의 크기는 2.2 A로서, 도 1에 도시한 회로를 이용하여 구한 접지전류의 크기인 10.5 A인 것에 비해 약 20% 수준으로 감소한 것을 확인할 수 있다.A voltage spike 810 generated at both ends of the inductor 550 included in the step-up converter 500 for a railway car according to the first embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. 8 (d) and 8 (e) Is significantly reduced. The size of the ground current 820 flowing through the ground 530 is 2.2 A, which is about 20% lower than that of the ground current 10.5 A obtained by using the circuit shown in FIG. 1 .

도 9는 도 6에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.FIG. 9 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained by using the circuit shown in FIG.

도 9의 (a)는 인덕터(650) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 9의 (b)는 출력부(620) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 9의 (c)는 접지부(630)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 9의 (d)는 도 9의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 9의 (e)는 도 9의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.9A shows the voltage across the inductor 650, FIG. 9B shows the voltage across the output 620, and FIG. 9C shows the voltage across the ground 630 Lt; RTI ID = 0.0 > current < / RTI > 9 (d) is an enlarged view of a part of FIG. 9 (a), and FIG. 9 (e) is an enlarged view of a part of FIG. 9 (c).

도 9의 (d) 및 도 9의 (e)를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(600)에 포함되는 인덕터(650) 양단에서 발생하는 전압 스파이크(910)가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, 접지부(630)를 통해 흐르는 전류인 접지전류(920)의 크기는 3.6 A로서, 도 1에 도시한 회로를 이용하여 구한 접지전류의 크기인 10.5 A인 것에 비해 약 34% 수준으로 감소한 것을 확인할 수 있다.9 (d) and 9 (e), a voltage spike 910 generated at both ends of the inductor 650 included in the step-up converter 600 for a railway car according to the second embodiment of the present invention, Is significantly reduced. The magnitude of the ground current 920 flowing through the ground unit 630 is 3.6 A, which is about 34% lower than that of the ground current 10.5 A obtained by using the circuit shown in FIG. 1 .

도 10은 도 7에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.10 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained by using the circuit shown in Fig.

도 10의 (a)는 인덕터(750) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 10의 (b)는 출력부(720) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 10의 (c)는 접지부(730)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 10의 (d)는 도 10의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 10의 (e)는 도 10의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.10A shows the voltage across the inductor 750 and FIGURE 10B shows the voltage across the output 720 and FIGURE 10C shows the voltage across the ground 730 Lt; RTI ID = 0.0 > current < / RTI > FIG. 10D is an enlarged view of a portion of FIG. 10A, and FIG. 10E is an enlarged view of a portion of FIG. 10C.

도 10의 (d) 및 도 10의 (e)를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(700)에 포함되는 인덕터(750) 양단에서 발생하는 전압 스파이크(1010)가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, 접지부(730)를 통해 흐르는 전류인 접지전류(1020)의 크기는 3.6 A로서, 도 1에 도시한 회로를 이용하여 구한 접지전류의 크기인 10.5 A인 것에 비해 약 34% 수준으로 감소한 것을 확인할 수 있다.10 (d) and 10 (e), the voltage spike 1010 generated at both ends of the inductor 750 included in the step-up converter 700 for a railway car according to the second embodiment of the present invention, Is significantly reduced. Also, the magnitude of the ground current 1020, which is the current flowing through the grounding part 730, is 3.6 A, which is about 34% lower than that of the grounding current 10.5 A obtained by using the circuit shown in FIG. .

한편, 철도차량용 승압형 컨버터로는 도 5, 도 6 및 도 7에 도시한 단일형 컨버터를 사용할 수도 있지만, 스위칭 소자의 내압 특성 등을 고려하여 이중형 컨버터를 사용할 수도 있다.5, 6 and 7 may be used as the step-up type converter for a railway vehicle, but a dual type converter may be used in consideration of the withstand voltage characteristics of the switching element.

도 11, 도 12 및 도 13 각각은 본 발명의 제 4 실시예, 제 5 실시예 및 제 6 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다. 도 11, 도 12 및 도 13 각각에 도시한 철도차량용 승압형 컨버터(1100, 1200, 1300)의 경우, 입력부와 출력부 사이의 회로는 전압 불평형을 해소하기 위해 대칭 구조로 형성될 수 있다. 그러나 회로의 구조나 형태는 이에 한정되지 않는다.11, 12, and 13 are circuit diagrams of a step-up converter for a railway car according to the fourth, fifth, and sixth embodiments of the present invention, respectively. In the case of the step-up type converters 1100, 1200, and 1300 shown in Figs. 11, 12, and 13, the circuit between the input unit and the output unit may be formed in a symmetrical structure to eliminate the voltage imbalance. However, the structure or form of the circuit is not limited thereto.

도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.11 is a circuit diagram of a step-up converter for a railway car according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1100)는 입력부(1110), 출력부(1120), 접지부(1130), 상부 스위치 모듈(1140a), 하부 스위치 모듈(1140b), 상부 인덕터(1150a), 하부 인덕터(1150b), 상부 스너버 커패시터(1160a), 하부 스너버 커패시터(1160b), 상부 DC 링크 RC부(1170a), 하부 DC 링크 RC부(1170b), 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a), 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b), 제 2 상부 스파이크 저감용 커패시터(1190a) 및 제 2 하부 스파이크 저감용 커패시터(1190b)를 포함한다.A step-up type converter 1100 for a railway car according to the fourth embodiment of the present invention includes an input unit 1110, an output unit 1120, a ground unit 1130, an upper switch module 1140a, a lower switch module 1140b, The upper DC link RC portion 1170a, the lower DC link RC portion 1170b, the first upper spike reduction 1160a, the lower DC link RC portion 1170b, the lower DC link RC portion 1170b, and the upper upper spike reduction portion 1160a, the lower inductor 1150a, the lower inductor 1150b, the upper snubber capacitor 1160a, A first lower spike reducing capacitor 1180b, a second upper spike reducing capacitor 1190a, and a second lower spike reducing capacitor 1190b.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1100)에 포함되는 개별 구성요소의 기본적인 동작 및 기능은 도 5에 도시한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(500)에 포함된 개별 구성요소의 동작 및 기능과 유사하다.The basic operation and functions of the individual components included in the step-up converter 1100 for a railway car according to the fourth embodiment of the present invention are the same as those of the step-up converter 500 for a railway car 500 ≪ / RTI > are similar to the operations and functions of the individual components included in the < RTI ID = 0.0 &

입력부(1110)는 두 개의 노드인 P 노드 및 N 노드를 포함하도록 형성되어 외부로부터 전기신호를 입력받는다. 입력부(1110)는 입력받은 전기신호를 출력부(1120)로 전달한다. 입력부(1110)와 출력부(1120) 사이에는 특정 기능을 하도록 형성된 회로가 존재할 수 있다.The input unit 1110 is formed to include two nodes, a P node and an N node, and receives an electric signal from the outside. The input unit 1110 transmits the received electric signal to the output unit 1120. Between the input unit 1110 and the output unit 1120, there may be a circuit configured to perform a specific function.

입력부(1110)의 P 노드는 상부 인덕터(1150a)의 일단, 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a)의 일단 및 제 2 상부 스파이크 저감용 커패시터(1190a)의 일단과 전기적으로 연결된다. 입력부(1110)의 N 노드는 접지부(1130), 하부 인덕터(1150b)의 일단, 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b)의 일단 및 제 2 하부 스파이크 저감용 커패시터(1190b)의 일단과 전기적으로 연결된다.The P node of the input unit 1110 is electrically connected to one end of the upper inductor 1150a, one end of the first upper spike reducing capacitor 1180a and one end of the second upper spike lowering capacitor 1190a. The N node of the input unit 1110 is electrically connected to one end of the ground 1130, one end of the lower inductor 1150b, one end of the first lower spike lowering capacitor 1180b and one end of the second lower spike lowering capacitor 1190b .

출력부(1120)는 두 개의 노드인 Q 노드 및 R 노드를 포함하도록 형성되어 전기신호를 외부로 출력한다. 출력부(1120)의 Q 노드는 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a)의 타단, 상부 스위치 모듈(1140a)의 제 2 노드, 상부 스너버 커패시터(1160a)의 일단 및 상부 DC 링크 RC부(1170a)의 일단과 전기적으로 연결된다. 출력부(1120)의 R 노드는 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b)의 타단, 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 2 노드, 하부 스너버 커패시터(1160b)의 일단 및 하부 DC 링크 RC부(1170b)의 일단과 전기적으로 연결된다.The output unit 1120 is formed to include two nodes, a Q node and an R node, and outputs an electric signal to the outside. The Q node of the output unit 1120 is connected to the other end of the first upper spike reduction capacitor 1180a, the second node of the upper switch module 1140a, one end of the upper snubber capacitor 1160a, and the upper DC link RC unit 1170a (Not shown). The R node of the output unit 1120 is connected to the other end of the first lower spike reduction capacitor 1180b, the second node of the lower switch module 1140b, one end of the lower snubber capacitor 1160b, and the lower DC link RC unit 1170b (Not shown).

접지부(1130)는 입력부(1110)의 N 노드, 제 2 하부 스파이크 저감용 커패시터(1190b)의 일단, 제 1 하부 스너버 커패시터(1190b)의 일단과 전기적으로 연결되어 회로를 접지하는 역할을 수행한다.The grounding unit 1130 is electrically connected to the node N of the input unit 1110, one end of the second lower spike reduction capacitor 1190b, and one end of the first lower snubber capacitor 1190b to ground the circuit do.

상부 스위치 모듈(1140a) 및 하부 스위치 모듈(1140b) 각각은 적어도 세 개의 노드인 제 1 노드, 제 2 노드 및 제 3 노드를 포함하도록 형성된다.Each of the upper switch module 1140a and the lower switch module 1140b is formed to include at least three nodes: a first node, a second node, and a third node.

상부 스위치 모듈(1140a)의 제 1 노드는 상부 인덕터(1150a)의 타단과 전기적으로 연결되고, 상부 스위치 모듈(1140a)의 제 2 노드는 출력부(1120)의 Q 노드와 전기적으로 연결된다. 상부 스위치 모듈의(1140a)의 제 3 노드는 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 3 노드와 전기적으로 연결된다.The first node of the upper switch module 1140a is electrically connected to the other end of the upper inductor 1150a and the second node of the upper switch module 1140a is electrically connected to the Q node of the output unit 1120. [ The third node of the upper switch module 1140a is electrically connected to the third node of the lower switch module 1140b.

하부 스위치 모듈(1140b)의 제 1 노드는 하부 인덕터(1150b)의 타단과 전기적으로 연결되고, 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 2 노드는 출력부(1120)의 R 노드와 전기적으로 연결된다.The first node of the lower switch module 1140b is electrically connected to the other end of the lower inductor 1150b and the second node of the lower switch module 1140b is electrically connected to the R node of the output portion 1120. [

상부 스위치 모듈(1140a) 및 하부 스위치 모듈(1140b) 각각은 외부로부터 제어신호를 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 적어도 세 개의 노드 중 선택된 노드로 전류를 통과시키거나 차단하는 역할을 수행한다.Each of the upper switch module 1140a and the lower switch module 1140b receives a control signal from the outside and is turned on or off so as to pass or interrupt a current to a selected node among at least three nodes.

상부 스위치 모듈(1140a)은 적어도 두 개의 스위칭 소자인 제 1 상부 스위치(1142) 및 제 2 상부 스위치(1144)를 포함하여 형성될 수 있다. 제 1 상부 스위치(1142)는 상부 인덕터(1150a) 쪽 노드로부터 출력부(520) 쪽으로 전류를 통과시키도록 형성되고, 제 2 상부 스위치(1144)는 상부 인덕터(1150a) 쪽 노드로부터 하부 스위치 모듈(1140b) 쪽 노드로의 전류를 차단하도록 형성된다.The upper switch module 1140a may be formed to include at least two switching elements, a first upper switch 1142 and a second upper switch 1144. The first upper switch 1142 is configured to pass a current from the node of the upper inductor 1150a side to the output 520 and the second upper switch 1144 is formed to pass current from the node of the upper inductor 1150a to the lower switch module 1140b) side node.

하부 스위치 모듈(1140b)은 적어도 두 개의 스위칭 소자인 제 1 하부 스위치(1146) 및 제 2 하부 스위치(1148)를 포함하여 형성될 수 있다. 제 1 하부 스위치(1146)는 하부 인덕터(1150b) 쪽 노드로부터 상부 스위치 모듈(1140a) 쪽 노드로의 전류를 차단하도록 형성되고, 제 2 하부 스위치(1148)는 하부 인덕터(1150b) 쪽 노드로부터 출력부(520) 쪽으로 전류를 통과시키도록 형성된다.The lower switch module 1140b may be formed to include at least two switching elements, a first lower switch 1146 and a second lower switch 1148. [ The first lower switch 1146 is formed to block the current from the node of the lower inductor 1150b to the node of the upper switch module 1140a and the second lower switch 1148 is formed to block the current from the node of the lower inductor 1150b (520).

제 1 상부 스위치(1142)의 일단은 출력부(1120)의 Q 노드와 전기적으로 연결되고, 제 1 상부 스위치(1142)의 타단은 상부 인덕터(1150a)의 타단 및 제 2 상부 스위치(1144)의 일단과 전기적으로 연결된다. 제 2 상부 스위치(1144)의 타단은 제 1 하부 스위치(1146)의 일단과 전기적으로 연결된다. 여기서, 제 1 상부 스위치(1142)의 일단은 상부 스위치 모듈(1140a)의 제 2 노드이고, 제 1 상부 스위치(1142)의 타단은 상부 스위치 모듈(1140a)의 제 1 노드이며, 제 2 상부 스위치(1144)의 타단은 상부 스위치 모듈(1140a)의 제 3 노드이다.One end of the first upper switch 1142 is electrically connected to the Q node of the output portion 1120 and the other end of the first upper switch 1142 is connected to the other end of the upper inductor 1150a and the other end of the second upper switch 1144 And is electrically connected to one end. The other end of the second upper switch 1144 is electrically connected to one end of the first lower switch 1146. Here, one end of the first upper switch 1142 is the second node of the upper switch module 1140a, the other end of the first upper switch 1142 is the first node of the upper switch module 1140a, And the other end of the switch module 1144 is the third node of the upper switch module 1140a.

제 1 하부 스위치(1146)의 일단은 제 2 상부 스위치(1144)의 타단과 전기적으로 연결되고, 제 1 하부 스위치(1146)의 타단은 하부 인덕터(1150b)의 타단 및 제 2 하부 스위치(1148)의 일단과 전기적으로 연결된다. 제 2 하부 스위치(1148)의 타단은 출력부의 R 노드, 하부 스너버 커패시터(1160b)의 일단, 하부 DC 링크 RC부(1170b)의 일단 및 하부 제 1 전압 스파이크 저감용 커패시터(1180b)의 타단과 전기적으로 연결된다. 여기서, 제 1 하부 스위치(1146)의 일단은 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 3 노드이고, 제 1 하부 스위치(1146)의 타단은 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 2 노드이며, 제 2 하부 스위치(1148)의 타단은 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 1 노드이다.One end of the first lower switch 1146 is electrically connected to the other end of the second upper switch 1144 and the other end of the first lower switch 1146 is connected to the other end of the lower inductor 1150b and the second lower switch 1148, As shown in FIG. The other end of the second lower switch 1148 is connected to the other end of the R node of the output unit, one end of the lower snubber capacitor 1160b, one end of the lower DC link RC unit 1170b and the lower first voltage spike lowering capacitor 1180b And is electrically connected. Here, one end of the first lower switch 1146 is the third node of the lower switch module 1140b, the other end of the first lower switch 1146 is the second node of the lower switch module 1140b, And the other end of the switch module 1148 is the first node of the lower switch module 1140b.

상부 인덕터(1150a) 및 하부 인덕터(1150b) 각각은 상부 스위치 모듈(1140a) 및 하부 스위치 모듈(1140b)의 스위칭에 따라 입력부(1110)로부터 입력받은 전기에너지를 충전하거나 방전하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 상부 인덕터(1150a)의 일단은 입력부(1110)의 P 노드와 전기적으로 연결되며, 상부 인덕터(1150a)의 타단은 상부 스위치 모듈(1140a)의 제 1 노드와 전기적으로 연결된다. 또한, 하부 인덕터(1150b)의 일단은 입력부(1110)의 N 노드와 전기적으로 연결되며, 하부 인덕터(1150b)의 타단은 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 1 노드와 전기적으로 연결된다.Each of the upper inductor 1150a and the lower inductor 1150b functions to charge or discharge electric energy received from the input unit 1110 according to switching of the upper switch module 1140a and the lower switch module 1140b. To this end, one end of the upper inductor 1150a is electrically connected to the P node of the input unit 1110, and the other end of the upper inductor 1150a is electrically connected to the first node of the upper switch module 1140a. One end of the lower inductor 1150b is electrically connected to the N node of the input unit 1110 and the other end of the lower inductor 1150b is electrically connected to the first node of the lower switch module 1140b.

상부 스너버 커패시터(1160a) 및 하부 스너버 커패시터(1160b) 각각은 상부 스위치 모듈(1140a) 및 하부 스위치 모듈(1140b)의 양단에 병렬로 연결되어 턴온 상태에서 턴오프 상태로 또는 턴오프 상태에서 턴온 상태로 변경되는 동안 상부 스위치 모듈(1140a) 및 하부 스위치 모듈(1140b)이 받는 전기적인 스트레스를 저감하는 역할을 한다.Each of the upper snubber capacitor 1160a and the lower snubber capacitor 1160b is connected in parallel to both ends of the upper switch module 1140a and the lower switch module 1140b and is turned on or off in a turn- The upper switch module 1140a and the lower switch module 1140b reduce the electrical stress received by the upper switch module 1140a and the lower switch module 1140b.

상부 DC 링크 RC부(1170a) 및 하부 DC 링크 RC부(1170b) 각각은 적어도 하나의 저항과 적어도 하나의 커패시터를 포함하여 형성된다. 즉, 상부 DC 링크 RC부(1170a)는 상부 DC 링크 커패시터(1172)와 상부 DC 링크 저항(1174)을 포함하여 형성될 수 있고, 하부 DC 링크 RC부(1170b)는 하부 DC 링크 커패시터(1176)와 하부 DC 링크 저항(1178)을 포함하여 형성될 수 있다.Each of the upper DC link RC portion 1170a and the lower DC link RC portion 1170b is formed to include at least one resistor and at least one capacitor. That is, the upper DC link RC section 1170a may include an upper DC link capacitor 1172 and an upper DC link resistor 1174, and the lower DC link RC section 1170b may include a lower DC link capacitor 1176. [ And a lower DC link resistor 1178. [

상부 DC 링크 RC부(1170a) 및 하부 DC 링크 RC부(1170b) 각각은 입력부(1110)에서 상부 스위치 모듈(1140a) 및 하부 스위치 모듈(1140b)을 거쳐 출력부(1120)로 전달되는 전압을 평활하는 역할을 한다. 상부 DC 링크 RC부(1170a)의 타단 및 하부 DC 링크 RC부(1170b)의 타단은 서로 전기적으로 연결되고, 상부 스위치 모듈(1140a)과 하부 스위치 모듈(1140b)의 제 3 노드 및 상부 스너버 커패시터(1160a)와 하부 스너버 커패시터(1160b)의 타단을 공유한다.Each of the upper DC link RC portion 1170a and the lower DC link RC portion 1170b is configured to smoothly convert the voltage transmitted from the input portion 1110 to the output portion 1120 via the upper switch module 1140a and the lower switch module 1140b, . The other end of the upper DC link RC portion 1170a and the other end of the lower DC link RC portion 1170b are electrically connected to each other and the third node of the upper switch module 1140a and the third switch node of the lower switch module 1140b, And shares the other end of the lower snubber capacitor 1160a and the lower snubber capacitor 1160b.

제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a) 및 제 2 상부 스파이크 저감용 커패시터(1190a)는 상부 스위치 모듈(1140a)의 스위칭에 의해 상부 인덕터(1150a)에 야기되는 전압 스파이크를 저감할 수 있다. 여기서, 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a) 및 제 2 상부 스파이크 저감용 커패시터(1190a) 각각은 고주파 대역에서 낮은 등가직렬저항값을 갖는 필름 커패시터일 수 있다.The first upper spike lowering capacitor 1180a and the second upper spike lowering capacitor 1190a can reduce voltage spikes caused in the upper inductor 1150a by switching the upper switch module 1140a. Here, each of the first upper spike lowering capacitor 1180a and the second upper spike lowering capacitor 1190a may be a film capacitor having a low equivalent series resistance value in a high frequency band.

제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b) 및 제 2 하부 스파이크 저감용 커패시터(1190b)는 하부 스위치 모듈(1140b)의 스위칭에 의해 하부 인덕터(1150b)에 야기되는 전압 스파이크를 저감할 수 있다. 여기서, 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b) 및 제 2 하부 스파이크 저감용 커패시터(1190b) 각각은 고주파 대역에서 낮은 등가직렬저항값을 갖는 필름 커패시터일 수 있다.The first lower spike reducing capacitor 1180b and the second lower spike reducing capacitor 1190b can reduce voltage spikes caused in the lower inductor 1150b by switching the lower switch module 1140b. Here, each of the first lower spike reducing capacitor 1180b and the second lower spike reducing capacitor 1190b may be a film capacitor having a low equivalent series resistance value in a high frequency band.

또한, 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a), 제 2 상부 스파이크 저감용 커패시터(1190a), 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b) 및 제 2 하부 스파이크 저감용 커패시터(1190b)는 복합적으로 상부 인덕터(1150a) 및 하부 인덕터(1150b)에 야기되는 전압 스파이크를 저감할 수도 있다.The first upper spike reduction capacitor 1180a, the second upper spike reduction capacitor 1190a, the first lower spike reduction capacitor 1180b, and the second lower spike reduction capacitor 1190b are formed by a combination of the upper inductor The voltage spike caused in the lower inductor 1150a and the lower inductor 1150b may be reduced.

도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.12 is a circuit diagram of a step-up type converter for a railway car according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명의 제 5 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1200)는 도 11에 도시한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차랑용 승압형 컨버터(1100)에서 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a) 및 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b)를 제거한 것과 동일한 구성요소를 포함한다. 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터(1180a) 및 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터(1180b)를 제외하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1200) 각각의 구성요소는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차랑용 승압형 컨버터(1100) 각각의 구성요소와 동일한 기능을 수행한다.The railroad car up converter 1200 according to the fifth embodiment of the present invention includes a first upper spike reduction capacitor (hereinafter, referred to as " first spike reduction capacitor ") 1100 in the railroad car-based up converter 1100 according to the fourth embodiment of the present invention 1180a and the first lower spike lowering capacitor 1180b are removed. Components of each of the step-up type converters 1200 for rolling stock according to the fifth embodiment of the present invention are the same as those of the present invention except for the first upper spike reducing capacitor 1180a and the first lower spike lowering capacitor 1180b. Speed converter 1100 according to the fourth embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터의 회로도이다.13 is a circuit diagram of a step-up converter for a railway car according to a sixth embodiment of the present invention.

본 발명의 제 6 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1300)는 도 11에 도시한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차랑용 승압형 컨버터(1100)에서 제 2 상부 전압 스파이크 저감용 커패시터(1190a) 및 제 2 하부 전압 스파이크 저감용 커패시터(1190b)를 제거한 것과 동일한 구성요소를 포함한다. 제 2 상부 전압 스파이크 저감용 커패시터(1190a) 및 제 2 하부 전압 스파이크 저감용 커패시터(1190b)를 제외하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1300) 각각의 구성요소는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차랑용 승압형 컨버터(1100) 각각의 구성요소와 동일한 기능을 수행한다.The step-up converter 1300 for a railway car according to the sixth embodiment of the present invention differs from that of the second upper voltage spike reduction capacitor 1100 shown in Fig. 11 in the railroad car-based step-up converter 1100 according to the fourth embodiment of the present invention. The first lower voltage spike reduction capacitor 1190a and the second lower voltage spike reduction capacitor 1190b. The components of each of the step-up type converters 1300 for railway cars according to the sixth embodiment of the present invention are the same as those of the first lower voltage spike reducing capacitor 1190a and the second lower voltage spike reducing capacitor 1190b except for the second upper voltage spike reducing capacitor 1190a and the second lower voltage spike reducing capacitor 1190b. Speed converter 1100 according to the fourth embodiment of the present invention.

도 14, 도 15 및 도 16 각각은 도 11에 도시한 회로, 도 12에 도시한 회로 및 도 13에 도시한 회로 각각을 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력부 양단의 전압 및 접지전류의 파형도이다.Each of Figs. 14, 15 and 16 shows the waveforms of the voltages at both ends of the inductor, the voltages at both ends of the output section and the ground current obtained using the circuit shown in Fig. 11, the circuit shown in Fig. 12, .

도 14는 도 11에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.FIG. 14 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained by using the circuit shown in FIG.

도 14의 (a)는 상부 인덕터(1150a) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 14의 (b)는 출력부(1120) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 14의 (c)는 접지부(1130)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 14의 (d)는 도 14의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 14의 (e)는 도 14의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.14A shows the voltage across the upper inductor 1150a, FIG. 14B shows the voltage across the output 1120, and FIG. 14C shows the voltage across the ground 0.0 > 1130 < / RTI > FIG. 14D is an enlarged view of a part of FIG. 14A. FIG. 14E is an enlarged view of a part of FIG. 14C.

도 14의 (d) 및 도 14의 (e)를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1100)에 포함되는 상부 인덕터(1150a) 양단에서 발생하는 전압 스파이크(1410)가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, 접지부(1130)를 통해 흐르는 전류인 접지전류(1420)의 크기는 1.05 A로서, 도 3에 도시한 회로를 이용하여 구한 접지전류의 크기인 5.6 A인 것에 비해 약 18% 수준으로 감소한 것을 확인할 수 있다.Referring to Figures 14 (d) and 14 (e), voltage spikes 1410 generated at both ends of the upper inductor 1150a included in the step-up converter 1100 for a railway car according to the fourth embodiment of the present invention ) Was significantly decreased. The magnitude of the ground current 1420 flowing through the grounding part 1130 is 1.05 A which is about 18% lower than that of the grounding current of 5.6 A obtained by using the circuit shown in FIG. 3 .

도 15는 도 12에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.Fig. 15 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained using the circuit shown in Fig.

도 15의 (a)는 상부 인덕터(1250a) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 15의 (b)는 출력부(1220) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 15의 (c)는 접지부(1230)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 15의 (d)는 도 15의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 15의 (e)는 도 15의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.FIG. 15A shows the voltage across the upper inductor 1250a, FIG. 15B shows the voltage across the output 1220, and FIG. 15C shows the voltage across the ground 1230. < / RTI > FIG. 15D is an enlarged view of a portion of FIG. 15A, and FIG. 15E is an enlarged view of a portion of FIG. 15C.

도 15의 (d) 및 도 15의 (e)를 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1200)에 포함되는 상부 인덕터(1250a) 양단에서 발생하는 전압 스파이크(1510)가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, 접지부(1230)를 통해 흐르는 전류인 접지전류(1520)의 크기는 1.8 A로서, 도 3에 도시한 회로를 이용하여 구한 접지전류의 크기인 5.6 A인 것에 비해 약 32% 수준으로 감소한 것을 확인할 수 있다.15D and 15E show voltage spikes 1510 generated at both ends of the upper inductor 1250a included in the step-up converter 1200 for a railway car according to the fifth embodiment of the present invention. ) Was significantly decreased. The magnitude of the ground current 1520 flowing through the grounding unit 1230 is 1.8 A, which is about 32% lower than that of the grounding current of 5.6 A obtained by using the circuit shown in FIG. 3 .

도 16은 도 13에 도시한 회로를 이용하여 구한 인덕터 양단의 전압, 출력전압 및 접지전류의 파형도이다.16 is a waveform diagram of voltage, output voltage, and ground current at both ends of the inductor obtained by using the circuit shown in Fig.

도 16의 (a)는 상부 인덕터(1350a) 양단 사이의 전압을 도시하고, 도 16의 (b)는 출력부(1320) 양단 사이의 전압을 도시하며, 도 16의 (c)는 접지부(1330)를 통해 흐르는 접지전류를 도시한다. 도 16의 (d)는 도 16의 (a)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 16의 (e)는 도 16의 (c)의 일부분을 확대하여 나타낸 도면이다.16A shows a voltage between both ends of the upper inductor 1350a and FIG. 16B shows a voltage between both ends of the output portion 1320, and FIG. 16C shows a voltage between the ground 1330. < / RTI > FIG. 16D is an enlarged view of a portion of FIG. 16A, and FIG. 16E is an enlarged view of a portion of FIG. 16C.

도 16의 (d) 및 도 16의 (e)를 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 철도차량용 승압형 컨버터(1300)에 포함되는 상부 인덕터(1350a) 양단에서 발생하는 전압 스파이크(1610)가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, 접지부(1330)를 통해 흐르는 전류인 접지전류(1620)의 크기는 1.6 A로서, 도 3에 도시한 회로를 이용하여 구한 접지전류의 크기인 5.6 A인 것에 비해 약 28% 수준으로 감소한 것을 확인할 수 있다.16 (d) and 16 (e), voltage spikes 1610 generated at both ends of the upper inductor 1350a included in the step-up converter 1300 for a railway car according to the sixth embodiment of the present invention ) Was significantly decreased. The magnitude of the ground current 1620 flowing through the grounding unit 1330 is 1.6 A, which is about 28% lower than that of the grounding current of 5.6 A obtained by using the circuit shown in FIG. 3 .

이상의 설명은 본 발명에 따른 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명에 따른 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Various modifications and variations will be possible. Therefore, the embodiments according to the present invention are intended to illustrate rather than limit the technical idea of the embodiments, and the scope of the technical idea of the embodiments is not limited by these embodiments. The scope of protection of embodiments according to the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the embodiments of the present invention.

110, 310, 510, 610, 710, 1110, 1210, 1310: 입력부
120, 320, 520, 620, 720, 1120, 1220, 1320: 출력부
130, 330, 530, 630, 730, 1130, 1230, 1330: 접지부
140, 340a, 340b, 540, 640, 740, 1140a, 1140b, 1240a, 1240b, 1340a, 1340b: 스위치 모듈
142, 542, 642, 742: 제 1 스위치
144, 544, 644, 744: 제 2 스위치
150, 350, 550, 650, 750, 1150a, 1150b, 1250a, 1250b, 1350a, 1350b: 인덕터
160, 360a, 360b, 560, 660, 760, 1160a, 1160b, 1260a, 1260b, 1360a, 1360b: 스너버 커패시터
170, 570, 670, 770: DC 링크 커패시터
342, 1142, 1242, 1342: 제 1 상부 스위치
344, 1144, 1244, 1344: 제 2 상부 스위치
346, 1146, 1246, 1346: 제 1 하부 스위치
348, 1148, 1248, 1348: 제 2 하부 스위치
370a, 1170a, 1270a, 1370a: 상부 DC 링크 RC부
370b, 1170b, 1270b, 1370b: 하부 DC 링크 RC부
372, 1172, 1272, 1372: 상부 DC 링크 커패시터
374, 1174, 1274, 1374: 상부 DC 링크 저항
376, 1176, 1276, 1376: 하부 DC 링크 커패시터
378, 1178, 1278, 1378: 하부 DC 링크 저항
580, 780: 제 1 스파이크 저감용 커패시터
590, 690: 제 2 스파이크 저감용 커패시터
1180a, 1380a: 제 1 상부 스파이크 저감용 커패시터
1180b, 1380b: 제 1 하부 스파이크 저감용 커패시터
1190a, 1290a: 제 2 상부 스파이크 저감용 커패시터
1190b, 1290b: 제 2 하부 스파이크 저감용 커패시터110, 310, 510, 610, 710, 1110, 1210, 1310:
120, 320, 520, 620, 720, 1120, 1220, 1320:
130, 330, 530, 630, 730, 1130, 1230, 1330:
140, 340a, 340b, 540, 640, 740, 1140a, 1140b, 1240a, 1240b, 1340a, 1340b:
142, 542, 642, 742: a first switch
144, 544, 644, 744: a second switch
150, 350, 550, 650, 750, 1150a, 1150b, 1250a, 1250b, 1350a, 1350b:
160, 360a, 360b, 560, 660, 760, 1160a, 1160b, 1260a, 1260b, 1360a, 1360b: Snubber capacitors
170, 570, 670, 770: DC link capacitors
342, 1142, 1242, 1342: a first upper switch
344, 1144, 1244, 1344: a second upper switch
346, 1146, 1246, 1346:
348, 1148, 1248, and 1348:
370a, 1170a, 1270a, 1370a: upper DC link RC section
370b, 1170b, 1270b, 1370b: a lower DC link RC section
372, 1172, 1272, 1372: upper DC link capacitor
374, 1174, 1274, 1374: Top DC link resistance
376, 1176, 1276, 1376: Lower DC link capacitor
378, 1178, 1278, 1378: Lower DC link resistance
580, 780: 1st spike reduction capacitor
590, 690: Second spike reduction capacitor
1180a, 1380a: first upper spike reducing capacitor
1180b and 1380b: a first lower spike reducing capacitor
1190a and 1290a: a second upper spike reducing capacitor
1190b and 1290b: the second lower spike reducing capacitor

Claims (13)

외부의 전기신호를 입력받는 입력부;
적어도 세 개의 노드를 포함하고, 외부로부터 제어신호를 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 상기 적어도 세 개의 노드 중 선택된 노드로 전류를 통과시키거나 차단하는 스위치 모듈;
상기 스위치 모듈의 온오프 상태에 따라 상기 입력부로부터의 전기에너지를 충전 또는 방전하는 인덕터;
상기 입력부의 반대쪽에 위치하여 상기 입력부가 입력받은 외부의 전기신호와는 다른 크기의 전기신호를 외부로 출력하는 출력부; 및
상기 입력부의 일단 및 상기 출력부의 일단 사이에 전기적으로 연결되어 상기 인덕터 양단간 전압에서의 스파이크를 저감하는 적어도 하나의 스파이크 저감용 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.An input unit for receiving an external electrical signal;
A switch module that includes at least three nodes, receives a control signal from the outside and is turned on or off to pass or block a current to a selected one of the at least three nodes;
An inductor for charging or discharging electrical energy from the input unit in accordance with an ON / OFF state of the switch module;
An output unit which is located on the opposite side of the input unit and outputs an electric signal having a magnitude different from that of the external electric signal to which the input unit is input; And
At least one spike reduction capacitor electrically connected between one end of the input unit and one end of the output unit to reduce spikes at a voltage across the inductor,
Wherein the step-up converter includes: 제 1 항에 있어서,
상기 스위치 모듈은,
적어도 두 개의 스위칭 소자인 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 포함하며, 상기 제 1 스위치의 일단은 상기 출력부의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 스위치의 타단은 상기 인덕터의 일단 및 상기 제 2 스위치의 일단과 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 스위치의 타단은 상기 출력부의 타단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.The method according to claim 1,
The switch module includes:
Wherein one end of the first switch is electrically connected to one end of the output section and the other end of the first switch is connected to one end of the inductor and the other end of the second switch, And the other end of the second switch is electrically connected to the other end of the output unit. 제 2 항에 있어서,
상기 출력부는,
상기 출력부의 양단과 전기적으로 연결되어 전기에너지의 일시적 저장 및 전압을 평활화하는 DC 링크 RC부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.3. The method of claim 2,
The output unit includes:
And a DC link RC unit electrically connected to both ends of the output unit to temporarily store electrical energy and smooth the voltage. 제 3 항에 있어서,
상기 DC 링크 RC부는,
병렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터와 적어도 하나의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.The method of claim 3,
The DC link RC unit includes:
At least one capacitor connected in parallel and at least one resistor. 제 4 항에 있어서,
상기 DC 링크 RC부와 병렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.5. The method of claim 4,
Further comprising at least one capacitor connected in parallel to the DC link RC unit. 제 5 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 스파이크 저감용 커패시터는,
상기 입력부와 상기 인덕터의 일단 사이의 한 노드 및 상기 적어도 세 개의 노드 중 상기 인덕터의 타단과 직접 연결되지 않는 두 개의 노드 중 나머지 하나의 노드인 제 2 노드 사이에 전기적으로 연결되어 상기 인덕터 양단간 전압에서의 스파이크를 저감하는 적어도 하나의 보조 스파이크 저감용 커패시터를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.6. The method of claim 5,
Wherein the at least one spike-
And a second node that is one of two nodes of the at least one of the at least three nodes that is not directly connected to the other end of the inductor and is connected to the other end of the inductor, Further comprising at least one auxiliary spike-reducing capacitor for reducing the spike of the auxiliary spike. 외부의 전기신호를 입력받는 입력부;
적어도 세 개의 노드를 포함하고, 외부로부터 제어신호를 입력받아 턴온 또는 턴오프되어 상기 적어도 세 개의 노드 중 선택된 노드로 전류를 통과시키거나 차단하는 두 개의 스위치 모듈;
상기 두 개의 스위치 모듈 각각의 온오프 상태에 따라 상기 입력부로부터의 전기에너지를 충전 또는 방전하는 적어도 하나의 인덕터;
상기 입력부의 반대쪽에 위치하여 상기 입력부가 입력받은 외부의 전기신호와는 다른 크기의 전기신호를 외부로 출력하는 출력부; 및
상기 입력부의 일단 및 상기 출력부의 일단과 전기적으로 연결되어 상기 적어도 하나의 인덕터 양단간 전압에서의 스파이크를 저감하는 적어도 하나의 스파이크 저감용 커패시터
를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.An input unit for receiving an external electrical signal;
Two switch modules including at least three nodes and receiving or externally receiving a control signal to turn on or off to pass or block a current to a selected one of the at least three nodes;
At least one inductor for charging or discharging electric energy from the input unit in accordance with on / off states of the two switch modules;
An output unit which is located on the opposite side of the input unit and outputs an electric signal having a magnitude different from that of the external electric signal to which the input unit is input; And
At least one spike reduction capacitor electrically coupled to one end of the input unit and one end of the output unit to reduce spikes at a voltage across the at least one inductor,
Wherein the step-up converter includes: 제 7 항에 있어서,
상기 두 개의 스위치 모듈 각각은,
적어도 두 개의 스위칭 소자인 제 1 스위치 및 제 2 스위치를 포함하며, 상기 두 개의 스위치 모듈 중 하나인 제 1 스위치 모듈에 포함된 제 1 스위치의 일단은 상기 출력부의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 스위치 모듈에 포함된 된 제 1 스위치의 타단은 상기 적어도 하나의 인덕터의 일단 및 상기 제 1 스위치 모듈에 포함된 제 2 스위치의 일단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.8. The method of claim 7,
Wherein each of the two switch modules comprises:
Wherein one end of the first switch included in the first switch module, which is one of the two switch modules, is electrically connected to one end of the output section, and the first switch and the second switch, Wherein one end of the first switch included in the one switch module is electrically connected to one end of the at least one inductor and one end of the second switch included in the first switch module. 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 스위치 모듈의 제 2 스위치의 타단과 상기 두 개의 스위치 모듈 중 나머지 하나인 제 2 스위치 모듈의 제 2 스위치의 타단은 전기적으로 연결되어 동일한 노드인 노드 S를 공유하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.9. The method of claim 8,
And the other end of the second switch of the first switch module is electrically connected to the other end of the second switch of the second switch module which is the other of the two switch modules, Boost converter. 제 9 항에 있어서,
상기 출력부는,
상기 출력부의 양단과 상기 노드 S를 경유하도록 전기적으로 연결되어 전기에너지의 일시적 저장 및 전압을 평활화하는 적어도 두 개의 DC 링크 RC부인 제 1 DC 링크 RC부 및 제 2 DC 링크 RC부를 추가적으로 포함하며, 상기 제 1 DC 링크 RC부의 일단은 상기 출력부의 양단 중 하나와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 DC 링크 RC부의 타단은 상기 노드 S와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 DC 링크 RC부의 일단은 상기 노드 S와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 DC 링크 RC부의 타단은 상기 출력부의 양단 중 나머지 하나와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.10. The method of claim 9,
The output unit includes:
Further comprising a first DC link RC part and a second DC link RC part which are electrically connected to both ends of the output part via the node S and are at least two DC link RC parts for temporarily storing electric energy and smoothing the voltage, One end of the first DC link RC section is electrically connected to one of both ends of the output section, the other end of the first DC link RC section is electrically connected to the node S, and one end of the second DC link RC section is connected to the node S And the other end of the first DC link RC part is electrically connected to the other end of the output part. 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 DC 링크 RC부와 병렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터 및 상기 제 2 DC 링크 RC부와 병렬로 연결된 적어도 하나의 커패시터를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.11. The method of claim 10,
At least one capacitor connected in parallel with the first DC link RC unit, and at least one capacitor connected in parallel with the second DC link RC unit. 제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 인덕터는,
제 1 인덕터 및 제 2 인덕터를 포함하고, 상기 제 1 인덕터는 상기 입력부의 일단 및 상기 제 1 스위치 모듈에 포함된 제 1 스위치의 타단을 전기적으로 연결하도록 형성되고, 상기 제 2 인덕터는 상기 입력부의 타단 및 상기 제 2 스위치 모듈에 포함된 제 1 스위치의 타단을 전기적으로 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.12. The method of claim 11,
Wherein the at least one inductor comprises:
Wherein the first inductor and the second inductor are formed to electrically connect one end of the input unit and the other end of the first switch included in the first switch module, And the other end of the first switch included in the second switch module is electrically connected to the other end of the first switch included in the second switch module. 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 인덕터의 일단 및 상기 노드 S를 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 1 보조 스파이크 저감용 커패시터 및 상기 제 2 인덕터의 일단 및 상기 노드 S를 전기적으로 연결하도록 형성되는 제 2 보조 스파이크 저감용 커패시터를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 승압형 컨버터.13. The method of claim 12,
A first auxiliary spike reduction capacitor formed to electrically connect one end of the first inductor and the node S and a second auxiliary spike reduction capacitor formed to electrically connect one end of the second inductor and the node S Further comprising a step-up converter for a railway car.
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