KR101005463B1 - Dc/dc converter and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직류/직류 변환기 및 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a DC / DC converter and a driving method thereof.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기는 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전되는 인덕터, 인덕터의 일단과 입력단 사이에 접속된 제1 스위치, 인덕터의 타단과 기저 전압원 사이에 접속된 제2 스위치, 일단이 인덕터의 일단과 접속된 추가 커패시터, 일단이 인덕터의 타단과 접속되고, 타단이 제1 출력단과 접속된 제1 출력 스위치, 제1 출력단과 기저전압원 사이에 접속된 제1 출력 커패시터, 일단이 추가 커패시터의 타단과 접속되고, 타단이 제2 출력단과 접속된 제2 출력 스위치, 제2 출력단과 기저전압원 사이에 접속된 제2 출력 커패시터 및 추가 커패시터의 타단과 기저전압원 사이에 접속된 제3 스위치를 포함한다.The DC / DC converter according to the present invention includes an inductor charged with energy corresponding to an input voltage applied to an input terminal, a first switch connected between one end of the inductor and an input terminal, and a second switch connected between the other end of the inductor and the base voltage source. An additional capacitor, one end of which is connected to one end of the inductor, one end of which is connected to the other end of the inductor, the other end of which is connected to the first output terminal, a first output capacitor connected between the first output terminal and the base voltage source, A second output switch connected with the other end of the additional capacitor, the other end connected with the second output end, a second output capacitor connected between the second output end and the base voltage source, and a third connected between the other end of the additional capacitor and the base voltage source It includes a switch.

본 발명에 따르면, 단일 인덕터를 사용하여 입력전압보다 높은 양전압과 음전압을 동시에 발생시키고, 안정하게 제공함으로써, 직류/직류 변환기의 부품 비용이 절감되고, 효율이 증가될 수 있다.According to the present invention, by simultaneously generating and stably providing a positive voltage and a negative voltage higher than the input voltage using a single inductor, the component cost of the DC / DC converter can be reduced and the efficiency can be increased.

단일 인덕터 양전원 출력(Single Inductor Bipolar Output), 직류/직류 변환기(DC/DC Converter), 승압형 변환기(Boost Converter), 반전 승강압형 변환기(Inverting Buck-Boost Converter) Single Inductor Bipolar Output, DC / DC Converter, Boost Converter, Inverting Buck-Boost Converter

Description

직류/직류 변환기 및 그 구동방법{DC/DC CONVERTER AND DRIVING METHOD THEREOF}DC / DC converter and its driving method {DC / DC CONVERTER AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 직류/직류 변환기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 양전원을 출력하는 직류/직류 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a DC / DC converter. More specifically, the present invention relates to a DC / DC converter for outputting a positive power source.

직류/직류 변환기는 입력직류전원을 부하가 요구하는 소정의 직류전원으로 변환하는 장치이다. 이러한 직류/직류 변환기에는 입력직류전원을 승압하기 위한 승압형 직류/직류 변환기, 입력직류전원을 강압하기 위한 강압형 직류/직류 변환기, 입력직류전원을 승압/강압하기 위한 승강압형 직류/직류 변환기 및 양전원을 출력하기 위한 양전원 직류/직류 변환기 등이 있다.A DC / DC converter is a device that converts an input DC power supply into a predetermined DC power supply required by a load. Such DC / DC converters include step-up DC / DC converters for boosting input DC power, step-down DC / DC converters for stepping down input DC power, step-down DC / DC converters for boosting / stepping down input DC power, and And a positive power DC / DC converter for outputting a positive power.

도 1은 종래의 양전원 직류/직류 변환기를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional positive power DC / DC converter.

도 1에 도시된 양전원 직류/직류 변환기는 제1 인덕터(10), 제2 인덕터(123), 제1 및 제2 인덕터(10,123)의 충전 혹은 방전을 제어하기 위한 충/방전 스위치들(101,102,500), 제1 및 제2 인덕터(10,123)에 충전된 에너지를 양전압 출력단(Vpos) 또는 음전압 출력단(Vneg)으로 전달하기 위한 출력 스위치들(201,301) 및 출력 스위치(201,301)에 의해 전달된에너지를 양전압 출력단(Vpos) 또는 음전압 출력단(Vneg)을 통해 출력하기 위한 출력 커패시터들(30,31)로 구성된다.The positive power DC / DC converter illustrated in FIG. 1 includes charge / discharge switches 101, 102, and 500 for controlling charging or discharging of the first inductor 10, the second inductor 123, and the first and second inductors 10 and 123. The energy transferred by the output switches 201 and 301 and the output switches 201 and 301 for transferring the energy charged in the first and second inductors 10 and 123 to the positive voltage output terminal Vpos or the negative voltage output terminal Vneg. Output capacitors 30 and 31 for outputting through the positive voltage output terminal (Vpos) or the negative voltage output terminal (Vneg).

종래의 양전원 직류/직류 변환기는 제1 인덕터(10)를 사용하여 승압형 변환기를 만들어 양전압을 형성하고, 제2 인덕터(123)를 사용하여 반전 승강압형 변환기를 만들어 음전압을 형성한다. 따라서, 양전원 직류/직류 변환기에는 두 개의 인덕터가 사용되고, 이 인덕터들이 별도로 제어되기 때문에 부품 비용이 높은 단점이 있다. 또한 반전 승강압형 변환기의 경우 제2 인덕터(123) 양단의 전압차이가 커서 큰 첨두 전류가 흐르게 되어 효율이 나빠지는 단점이 있다. The conventional positive power DC / DC converter uses a first inductor 10 to form a boost type converter to form a positive voltage, and the second inductor 123 uses a second inductor 123 to form a reverse boost type converter to form a negative voltage. Therefore, two inductors are used in the positive power DC / DC converter, and these inductors are separately controlled, which leads to a high component cost. In addition, in the case of an inverted step-down / down converter, a large peak current flows due to a large voltage difference across the second inductor 123, thereby deteriorating efficiency.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 단일 인덕터를 사용하여 안정된 양전원 전압을 출력하는 직류/직류 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그리고, 첨두전류를 줄임으로써 효율을 증가시키는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention to solve this problem is to provide a DC / DC converter for outputting a stable positive power supply voltage using a single inductor. And it aims at increasing efficiency by reducing peak current.

또한, 직류/직류 변환기의 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method of driving a DC / DC converter.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기는 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전되는 인덕터, 인덕터의 일단과 입력단 사이에 접속된 제1 스위치, 인덕터의 타단과 기저 전압원사이에 접속된 제2 스위치, 일단이 인덕터의 타단과 접속되고, 타단이 제1 출력단과 접속된 제1 출력 스위치, 제1 출력단과 기저전압원 사이에 접속된 제1 출력 커패시터, 일단이 인덕터의 일단과 접속되고, 타단이 제2 출력단과 접속된 제2 출력 스위치 및 제2 출력단과 기저전압원 사이에 접속된 제2 출력 커패시터를 포함한다.The DC / DC converter according to the present invention includes an inductor for charging energy corresponding to an input voltage applied to an input terminal, a first switch connected between one end of the inductor and an input terminal, and a second switch connected between the other end of the inductor and a base voltage source. A first output switch connected at one end to the other end of the inductor, a first output switch connected at the other end to the first output end, a first output capacitor connected between the first output end and the base voltage source, and one end connected to one end of the inductor and the other end A second output switch connected to the second output terminal and a second output capacitor connected between the second output terminal and the base voltage source.

제1 출력 커패시터와 병렬 연결된 제1 출력부하 및 제2 출력 커패시터와 병렬 연결된 제2 출력부하를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a first output load connected in parallel with the first output capacitor and a second output load connected in parallel with the second output capacitor.

제1 출력단과 제2 출력단 사이에 접속된 공통 출력부하를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a common output load connected between the first output terminal and the second output terminal.

제1 스위치 및 제 2 스위치는 모스전계효과트랜지스터 및 바이폴라졍션트랜지스터 중 하나를 포함하고,The first switch and the second switch include one of a MOS field effect transistor and a bipolar junction transistor,

제1 출력 스위치 및 제2 출력 스위치는 모스전계효과트랜지스터, 바이폴라졍션트랜지스터 및 다이오드 중 하나를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the first output switch and the second output switch include one of a MOS field effect transistor, a bipolar junction transistor, and a diode.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기는 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전되는 인덕터, 인덕터의 일단과 입력단 사이에 접속된 제1 스위치, 인덕터의 타단과 기저 전압원 사이에 접속된 제2 스위치, 일단이 인덕터의 일단과 접속된 추가 커패시터, 일단이 인덕터의 타단과 접속되고, 타단이 제1 출력단과 접속된 제1 출력 스위치, 제1 출력단과 기저전압원 사이에 접속된 제1 출력 커패시터, 일단이 추가 커패시터의 타단과 접속되고, 타단이 제2 출력단과 접속된 제2 출력 스위치, 제2 출력단과 기저전압원 사이에 접속된 제2 출력 커패시터 및 추가 커패시터의 타단과 기저전압원 사이에 접속된 제3 스위치를 포함한다.The DC / DC converter according to the present invention includes an inductor charged with energy corresponding to an input voltage applied to an input terminal, a first switch connected between one end of the inductor and an input terminal, and a second switch connected between the other end of the inductor and the base voltage source. An additional capacitor, one end of which is connected to one end of the inductor, one end of which is connected to the other end of the inductor, the other end of which is connected to the first output terminal, a first output capacitor connected between the first output terminal and the base voltage source, A second output switch connected with the other end of the additional capacitor, the other end connected with the second output end, a second output capacitor connected between the second output end and the base voltage source, and a third connected between the other end of the additional capacitor and the base voltage source It includes a switch.

제1 출력 커패시터와 병렬 연결된 제1 출력부하 및 제2 출력 커패시터와 병렬 연결된 제2 출력부하를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a first output load connected in parallel with the first output capacitor and a second output load connected in parallel with the second output capacitor.

제1 출력단과 제2 출력단 사이에 접속된 공통 출력부하를 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a common output load connected between the first output terminal and the second output terminal.

제1 스위치, 제 2 스위치 및 제3 스위치는 모스전계효과트랜지스터 및 바이폴라졍션트랜지스터 중 하나를 포함하고,The first switch, the second switch and the third switch includes one of a MOS field effect transistor and a bipolar junction transistor,

제1 출력 스위치 및 제2 출력 스위치는 모스전계효과트랜지스터, 바이폴라졍션트랜지스터 및 다이오드 중 하나를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the first output switch and the second output switch include one of a MOS field effect transistor, a bipolar junction transistor, and a diode.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법은, a) 제1 스위치 및 제2 스위치를 턴온하여 인덕터에 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 충전하는 단계, b) 제1 스위치를 턴오프하고 제2 출력 스위치를 턴온하여 인덕터에 충전된 에너지가 제2 출력 커패시터로 전달되어 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계 및 c) 제2 스위치 및 제2 출력 스위치를 턴오프하고 제1 스위치 및 제1 출력 스위치를 턴온하여 인덕터에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터로 전달되어 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving a DC / DC converter according to the present invention includes: a) turning on a first switch and a second switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to an inductor at an input terminal, and b) turning off the first switch. Turning on the second output switch to transfer energy charged in the inductor to the second output capacitor to output a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor through the second output terminal as a negative voltage; and c) the second output switch. By turning off the switch and the second output switch and turning on the first switch and the first output switch, energy charged in the inductor is transferred to the first output capacitor so that a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor is supplied to the first output terminal. Outputting a positive voltage through.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법은, a) 제1 스위치 및 제2 스위치를 턴온하여 인덕터에 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 충전하는 단계, b) 제2 스위치를 턴오프하고 제1 출력 스위치를 턴온하여 인덕터에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터로 전달되어 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지 에 상응하는 전압을 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하는 단계 및 c) 제1 스위치 및 제1 출력 스위치를 턴오프하고 제2 스위치 및 제2 출력 스위치를 턴온하여 인덕터에 충전된 에너지가 제2 출력 커패시터로 전달되어 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving a DC / DC converter according to the present invention includes: a) turning on a first switch and a second switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to an inductor at an input terminal, and b) turning off a second switch. Turning on the first output switch to transfer energy charged in the inductor to the first output capacitor to output a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor through the first output terminal as a positive voltage; and c) the first output switch. By turning off the switch and the first output switch and turning on the second switch and the second output switch, energy charged in the inductor is transferred to the second output capacitor so that a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor is supplied to the second output terminal. The step of outputting a negative voltage through.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법은, a) 제1 스위치 및 제2 스위치를 턴온하여 인덕터에 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 충전하는 단계 및 b) 제1 스위치 및 제2 스위치를 턴오프하고 제1 출력 스위치 및 제2 출력 스위치를 턴온하여 인덕터에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터 및 제2 출력 커패시터로 각각 전달되어 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하고 이와 동시에 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving a DC / DC converter according to the present invention includes: a) turning on a first switch and a second switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to an inductor to an inductor; and b) the first switch and the second switch. The switch is turned off and the first output switch and the second output switch are turned on so that the energy charged in the inductor is transferred to the first output capacitor and the second output capacitor, respectively, to remove the voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor. Outputting a positive voltage through the first output terminal and simultaneously outputting a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor as the negative voltage through the second output terminal.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법은,a) 제1 스위치, 제2 스위치 및 제3 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 각각 충전하는 단계, b) 제1 스위치 및 제3 스위치를 턴오프하고 제2 출력 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 충전된 에너지가 제2 출력 커패시터로 전달되어 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계 및 c) 제2 스위치 및 제2 출력 스위치를 턴오프하고 제1 스위치, 제3 스위치 및 제1 출력 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터로 전달되어 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving a DC / DC converter according to the present invention includes: a) turning on a first switch, a second switch, and a third switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to an input terminal of an inductor and an additional capacitor, respectively; b) turning off the first switch and the third switch and turning on the second output switch so that the energy charged in the inductor and the additional capacitor is transferred to the second output capacitor to provide a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor. 2) outputting a negative voltage through the output stage; and c) turning off the second switch and the second output switch, and turning on the first switch, the third switch, and the first output switch so that the energy charged in the inductor and the additional capacitor is reduced. And outputting a voltage corresponding to the energy delivered to the first output capacitor corresponding to the energy charged in the first output capacitor through the first output terminal as a positive voltage.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법은, a) 제1 스위치, 제2 스위치 및 제3 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 각각 충전하는 단계, b) 제2 스위치를 턴오프하고 제1 출력 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터로 전달되어 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하는 단계 및 c) 제1 스위치, 제3 스위치 및 제1 출력 스위치를 턴오프하고 제2 스위치 및 제2 출력 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 충전된 에너지가 제2 출력 커패시터로 전달되어 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving a DC / DC converter according to the present invention includes: a) turning on a first switch, a second switch, and a third switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to an input terminal of an inductor and an additional capacitor, respectively; b) by turning off the second switch and turning on the first output switch, energy charged in the inductor and the additional capacitor is transferred to the first output capacitor so that a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor is supplied through the first output terminal. Outputting with a positive voltage; and c) turning off the first switch, the third switch, and the first output switch and turning on the second switch and the second output switch so that the energy charged in the inductor and the additional capacitor is transferred to the second output capacitor. And outputting a voltage corresponding to energy transferred and charged in the second output capacitor as a negative voltage through the second output terminal.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법은, a) 제1 스위치, 제2 스위치 및 제3 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 각각 충전하는 단계 및 b) 제1 스위치, 제2 스위치 및 제3 스위치를 턴오프하고 제1 출력 스위치 및 제2 출력 스위치를 턴온하여 인덕터 및 추가 커패시터에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터 및 제2 출력 커패시터로 각각 전달되어 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제1 출력단을 통 해 양전압으로 출력하고, 이와 동시에 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계를 포함한다.A method of driving a DC / DC converter according to the present invention includes: a) turning on a first switch, a second switch, and a third switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to an input terminal of an inductor and an additional capacitor, respectively; b) Turn off the first switch, the second switch and the third switch and turn on the first output switch and the second output switch to transfer the energy charged in the inductor and the additional capacitor to the first output capacitor and the second output capacitor, respectively. And outputs a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor as a positive voltage through the first output terminal, and simultaneously outputs a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor as a negative voltage through the second output terminal. It includes a step.

본 발명에 따르면, 단일 인덕터를 사용하여 입력전압보다 높은 양전압과 음전압을 동시에 발생시키고, 안정하게 제공함으로써, 직류/직류 변환기의 부품 비용이 절감되고, 효율이 증가될 수 있다.According to the present invention, by simultaneously generating and stably providing a positive voltage and a negative voltage higher than the input voltage using a single inductor, the component cost of the DC / DC converter can be reduced and the efficiency can be increased.

이하에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 직류/직류 변환기에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 개념 구성도이다.2 is a conceptual diagram of a DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 직류/직류 변환기는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전되는 인덕터(10), 인덕터(10)의 일단과 입력단(Vin) 사이에 접속된 제1 스위치(101), 인덕터(10)의 타단과 기저 전압원 사이에 접속된 제2 스위치(500), 일단이 인덕터(10)의 타단과 접속되고 타단이 제1 출력단(Vpos)과 접속된 제1 출력 스위치(201), 제1 출력단(Vpos)과 기저전압원 사이에 접속된 제1 출력 커패시터(30), 일단이 인덕터(10)의 일단과 접속되고, 타단이 제2 출력단(Vneg)과 접속된 제2 출력 스위치(301) 및 제2 출력단(Vneg)과 기저전압원 사이에 접속된 제2 출력 커패시터(31)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the DC / DC converter according to the present invention is connected between an inductor 10, one end of the inductor 10, and an input terminal Vin charged with energy corresponding to an input voltage applied to the input terminal Vin. First switch 101, a second switch 500 connected between the other end of the inductor 10 and the base voltage source, one end of which is connected to the other end of the inductor 10, and the other end of which is connected to the first output terminal Vpos. The first output switch 201, the first output capacitor 30 connected between the first output terminal Vpos and the base voltage source, and one end thereof are connected to one end of the inductor 10, and the other end thereof is connected to the second output terminal Vneg. And a second output capacitor 31 connected between the connected second output switch 301 and the second output terminal Vneg and the base voltage source.

또한, 직류/직류 변환기는 제1 출력 커패시터(30)와 병렬 연결된 제1 출력부하(40) 및 제2 출력 커패시터(31)와 병렬 연결된 제2 출력부하(41)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제1 출력부하(40) 및 제2 출력부하(41)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 출력단(Vpos)과 제2 출력단(Vneg) 사이에 접속된 하나의 공통 출력부하(42)로 구성될 수도 있다.In addition, the DC / DC converter may further include a first output load 40 connected in parallel with the first output capacitor 30 and a second output load 41 connected in parallel with the second output capacitor 31. In addition, the first output load 40 and the second output load 41 are one common output load 42 connected between the first output terminal Vpos and the second output terminal Vneg, as shown in FIG. 3. It may be composed of).

또한, 제1 스위치(101) 및 제 2 스위치(500)는 모스전계효과트랜지스터 및 바이폴라졍션트랜지스터 중 하나로 구현될 수 있으며, 제1 출력 스위치(201) 및 제2 출력 스위치(301)는 모스전계효과트랜지스터, 바이폴라졍션트랜지스터 및 다이오드 중 하나로 구현될 수 있다.In addition, the first switch 101 and the second switch 500 may be implemented as one of a MOS field effect transistor and a bipolar junction transistor, the first output switch 201 and the second output switch 301 is a MOS field effect. It can be implemented as one of a transistor, a bipolar junction transistor, and a diode.

본 발명의 제1 실시예에 따른 직류/직류 변환기에 대해서는 이하에서 설명하는 직류/직류 변환기의 구동방법을 통하여 더욱 상세히 설명한다.The DC / DC converter according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail through the driving method of the DC / DC converter described below.

먼저, 직류/직류 변환기의 첫 번째 구동방법에 대해 설명한다.First, the first driving method of the DC / DC converter will be described.

도 4는 도 2에 도시된 직류/직류 변환기에서 음전압이 출력된 후, 양전압이 출력되는 경우의 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating operation timings of switches in the case where a positive voltage is output after a negative voltage is output from the DC / DC converter shown in FIG. 2.

도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법에 대해 설명하면, 먼저, 제1 스위치(101) 및 제2 스위치(500)를 턴온하여 인덕터(10)에 에너지를 충전시킨다. 이때, 인덕터(10)에는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전된다.The driving method of the DC / DC converter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. First, the first switch 101 and the second switch 500 are turned on to energize the inductor 10. Charge it. At this time, the inductor 10 is charged with energy corresponding to the input voltage applied to the input terminal Vin.

이후, 제1 스위치(101)를 턴오프하고, 제2 출력 스위치(301)를 턴온하면 제2 출력 스위치(301), 인덕터(10) 및 제2 스위치(500)를 통하여 전류가 흐름으로써, 인덕터(10)에 충전된 에너지가 제2 출력 커패시터(31)로 전달되고, 이에 따라 제2 출력 커패시터(31)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제2 출력단(Vneg)을 통해 음전압으로 출력된다.Thereafter, when the first switch 101 is turned off and the second output switch 301 is turned on, current flows through the second output switch 301, the inductor 10, and the second switch 500, thereby inducting the inductor. Energy charged in 10 is transferred to the second output capacitor 31, and accordingly, a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor 31 is output as a negative voltage through the second output terminal Vneg. .

이후, 제2 스위치(500) 및 제2 출력 스위치(301)를 턴오프하고, 제1 스위치(101) 및 제1 출력 스위치(201)를 턴온하면, 제2 출력 커패시터(31)로 전달되고 남은 인덕터(10)에 저장된 에너지가 제1 출력 커패시터(30)로 전달된다. 이에 따라 제1 출력 커패시터(30)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제1 출력단(Vpos)을 통해 양전압으로 출력된다.Thereafter, when the second switch 500 and the second output switch 301 are turned off and the first switch 101 and the first output switch 201 are turned on, the second switch 500 and the second output switch 201 are transferred to the second output capacitor 31 and remain. Energy stored in the inductor 10 is transferred to the first output capacitor 30. Accordingly, a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor 30 is output as a positive voltage through the first output terminal Vpos.

다음, 직류/직류 변환기의 두 번째 구동방법에 대해 설명한다.Next, a second driving method of the DC / DC converter will be described.

도 5는 도 2에 도시된 직류/직류 변환기에서 양전압이 출력된 후, 음전압이 출력되는 경우의 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating operation timings of respective switches when a negative voltage is output after a positive voltage is output from the DC / DC converter illustrated in FIG. 2.

도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법에 대해 설명하면, 먼저, 제1 스위치(101) 및 제2 스위치(500)를 턴온하여 인덕터(10)에 에너지를 충전시킨다. 여기서, 인덕터(10)에는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전된다.The driving method of the DC / DC converter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. First, the first switch 101 and the second switch 500 are turned on to energize the inductor 10. Charge it. Here, the inductor 10 is charged with energy corresponding to the input voltage applied to the input terminal Vin.

이후, 제2 스위치(500)를 턴오프하고 제1 출력 스위치(201)를 턴온하면 인덕터(10)에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터(30)로 전달되고, 이에 따라 제1 출력 커패시터(30)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제1 출력단(Vpos)을 통해 양전압으로 출력된다.Subsequently, when the second switch 500 is turned off and the first output switch 201 is turned on, energy charged in the inductor 10 is transferred to the first output capacitor 30, and accordingly, the first output capacitor 30 is turned on. The voltage corresponding to the energy charged in) is output as a positive voltage through the first output terminal (Vpos).

이후, 제1 스위치(101) 및 제1 출력 스위치(201)를 턴오프하고 제2 스위치(500) 및 제2 출력 스위치(301)를 턴온하면, 제2 출력 스위치(301), 인덕터(10) 및 제2 스위치(500)를 통하여 전류가 흐름으로써, 제1 출력 커패시터(30)로 전달되 고 남은 인덕터(10)에 저장된 에너지가 제2 출력 커패시터(31)로 전달되다. 이에 따라 제2 출력 커패시터(31)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제2 출력단(Vneg)을 통해 음전압으로 출력된다.Thereafter, when the first switch 101 and the first output switch 201 are turned off and the second switch 500 and the second output switch 301 are turned on, the second output switch 301 and the inductor 10 are turned on. And as the current flows through the second switch 500, the energy stored in the remaining inductor 10 and transferred to the first output capacitor 30 is transferred to the second output capacitor 31. Accordingly, a voltage corresponding to energy charged in the second output capacitor 31 is output as a negative voltage through the second output terminal Vneg.

다음, 직류/직류 변환기의 세 번째 구동방법에 대해 설명한다.Next, a third driving method of the DC / DC converter will be described.

도 6은 도 2에 도시된 직류/직류 변환기에서 음전압과 양전압이 동시에 출력되는 경우의 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an operation timing of each switch when a negative voltage and a positive voltage are simultaneously output in the DC / DC converter shown in FIG. 2.

도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법에 대해 설명하면, 먼저, 제1 스위치(101) 및 제2 스위치(500)를 턴온하여 인덕터(10)에 에너지를 충전시킨다. 여기서, 인덕터(10)에는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전된다.Referring to FIG. 6, the driving method of the DC / DC converter according to the first embodiment of the present invention will be described. First, the first switch 101 and the second switch 500 are turned on to energize the inductor 10. Charge it. Here, the inductor 10 is charged with energy corresponding to the input voltage applied to the input terminal Vin.

이후, 제1 스위치(101) 및 제2 스위치(500)를 턴오프하고 제1 출력 스위치(201) 및 제2 출력 스위치(301)를 턴온하면, 인덕터(10)에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터(30) 및 제2 출력 커패시터(31)로 각각 전달된다. 이에 따라, 제1 출력 커패시터(30)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제1 출력단(Vpos)을 통해 양전압으로 출력되고, 이와 동시에 제2 출력 커패시터(31)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제2 출력단(Vneg)을 통해 음전압으로 출력되게 된다. Subsequently, when the first switch 101 and the second switch 500 are turned off and the first output switch 201 and the second output switch 301 are turned on, the energy charged in the inductor 10 is first output. Delivered to capacitor 30 and second output capacitor 31, respectively. Accordingly, a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor 30 is output as a positive voltage through the first output terminal Vpos, and at the same time, a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor 31. The negative voltage is output through the second output terminal Vneg.

도 3은 도 2에 도시된 직류/직류 변환기에서 제1 출력부하(40) 및 제2 출력부하(41)가 공통 출력부하(42)로 구성된 경우의 직류/직류 변환기를 나타낸 개념 구성도이며, 도 3에 도시된 직류/직류 변환기의 동작은 도 2를 참조하여 상술한 직류/직류 변환기의 동작방법 및 순서와 동일하다.3 is a conceptual diagram illustrating a DC / DC converter in the case where the first output load 40 and the second output load 41 are configured as the common output load 42 in the DC / DC converter shown in FIG. 2. The operation of the DC / DC converter illustrated in FIG. 3 is the same as the operation method and procedure of the DC / DC converter described above with reference to FIG. 2.

이하에는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 직류/직류 변환기에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a DC / DC converter according to a second preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 개념 구성도이다.7 is a conceptual configuration diagram of a DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 직류/직류 변환기는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전되는 인덕터(10), 인덕터(10)의 일단과 입력단(Vin) 사이에 접속된 제1 스위치(101), 인덕터(10)의 타단과 기저 전압원 사이에 접속된 제2 스위치(500), 일단이 인덕터(10)의 일단과 접속되어 인덕터(10) 양단의 전압차를 줄이기 위한 추가 커패시터(32), 일단이 인덕터(10)의 타단과 접속되고 타단이 제1 출력단(Vpos)과 접속된 제1 출력 스위치(201), 제1 출력단(Vpos)과 기저전압원 사이에 접속된 제1 출력 커패시터(30), 일단이 추가 커패시터(32)의 타단과 접속되고, 타단이 제2 출력단(Vneg)과 접속된 제2 출력 스위치(301), 제2 출력단(Vneg)과 기저전압원 사이에 접속된 제2 출력 커패시터(31) 및 추가 커패시터(32)의 타단과 기저전압원 사이에 접속된 제3 스위치(550)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the DC / DC converter according to the present invention is connected between an inductor 10, one end of the inductor 10, and an input terminal Vin charged with energy corresponding to an input voltage applied to the input terminal Vin. First switch 101, the second switch 500 connected between the other end of the inductor 10 and the base voltage source, and one end of the first switch 101 connected to one end of the inductor 10 to reduce the voltage difference across the inductor 10. An additional capacitor 32, a first output switch 201, one end of which is connected to the other end of the inductor 10 and the other end of which is connected between the first output terminal Vpos, a first output terminal Vpos, and a base voltage source connected between the base voltage source. One output capacitor 30, one end of which is connected to the other end of the additional capacitor 32, and the other end of which is connected between the second output switch 301, the second output terminal Vneg, and the base voltage source connected to the second output terminal Vneg. A third switch 55 connected between the other end of the connected second output capacitor 31 and the additional capacitor 32 and the base voltage source; 0).

또한, 직류/직류 변환기는 제1 출력 커패시터(30)와 병렬 연결된 제1 출력부하(40) 및 제2 출력 커패시터(31)와 병렬 연결된 제2 출력부하(41)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제1 출력부하(40) 및 제2 출력부하(41)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 출력단(Vpos)과 제2 출력단(Vneg) 사이에 접속된 하나의 공통 출력부하(42)로 구성될 수도 있다.In addition, the DC / DC converter may further include a first output load 40 connected in parallel with the first output capacitor 30 and a second output load 41 connected in parallel with the second output capacitor 31. In addition, the first output load 40 and the second output load 41 are one common output load 42 connected between the first output terminal Vpos and the second output terminal Vneg, as shown in FIG. 8. It may be composed of).

또한, 제1 스위치(101) 및 제 2 스위치(500)는 모스전계효과트랜지스터 및 바이폴라졍션트랜지스터 중 하나로 구현될 수 있으며, 제1 출력 스위치(201) 및 제2 출력 스위치(301)는 모스전계효과트랜지스터, 바이폴라졍션트랜지스터 및 다이오드 중 하나로 구현될 수 있다.In addition, the first switch 101 and the second switch 500 may be implemented as one of a MOS field effect transistor and a bipolar junction transistor, the first output switch 201 and the second output switch 301 is a MOS field effect. It can be implemented as one of a transistor, a bipolar junction transistor, and a diode.

본 발명의 제2 실시예에 따른 직류/직류 변환기에 대해서는 이하에서 설명하는 직류/직류 변환기의 구동방법을 통해 더욱 상세히 설명한다.The DC / DC converter according to the second embodiment of the present invention will be described in more detail through the driving method of the DC / DC converter described below.

먼저, 직류/직류 변환기의 첫 번째 구동방법에 대해 설명한다.First, the first driving method of the DC / DC converter will be described.

도 9는 도 7에 도시된 직류/직류 변환기에서 음전압이 출력된 후, 양전압이 출력되는 경우의 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an operation timing of each switch when a positive voltage is output after a negative voltage is output from the DC / DC converter illustrated in FIG. 7.

도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법에 대해 설명하면, 먼저, 제1 스위치(101), 제2 스위치(500) 및 제3 스위치(550)를 턴온하여 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에 에너지를 각각 충전시킨다. 이때, 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 각각 충전된다. 여기서, 추가 커패시터(32)는 첨두 전류를 줄이기 위해 인덕터(10) 양단의 전압차를 감소시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 9, the driving method of the DC / DC converter according to the second embodiment of the present invention will be described. First, the first switch 101, the second switch 500, and the third switch 550 are turned on. Thus, energy is charged in the inductor 10 and the additional capacitor 32, respectively. At this time, the inductor 10 and the additional capacitor 32 are respectively charged with energy corresponding to the input voltage applied to the input terminal Vin. Here, the additional capacitor 32 serves to reduce the voltage difference across the inductor 10 to reduce the peak current.

이후, 제1 스위치(101) 및 제3 스위치(550)를 턴오프하고, 제2 출력 스위치(301)를 턴온하면, 제2 출력 스위치(301), 인덕터(10), 추가 커패시터(32) 및 제2 스위치(500)를 통하여 전류가 흐름으로써, 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에 충전된 에너지가 제2 출력 커패시터(31)로 전달되고, 이에 따라 제2 출력 커패시터(31)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제2 출력단(Vneg)을 통해 음전압으로 출력된다.Thereafter, when the first switch 101 and the third switch 550 are turned off and the second output switch 301 is turned on, the second output switch 301, the inductor 10, the additional capacitor 32, and the like. As current flows through the second switch 500, energy charged in the inductor 10 and the additional capacitor 32 is transferred to the second output capacitor 31, thereby charging the second output capacitor 31. The voltage corresponding to the applied energy is output as a negative voltage through the second output terminal Vneg.

이후, 제2 스위치(500) 및 제2 출력 스위치(301)를 턴오프하고, 제1 스위치(101), 제3 스위치(550) 및 제1 출력 스위치(201)를 턴온하면, 제2 출력 커패시터(31)로 전달되고 남은 인덕터(10)와 추가 커패시터(32)에 저장된 에너지가 제1 출력 커패시터(30)로 전달된다. 이에 따라 제1 출력 커패시터(30)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제1 출력단(Vpos)을 통해 양전압으로 출력된다.Thereafter, when the second switch 500 and the second output switch 301 are turned off and the first switch 101, the third switch 550, and the first output switch 201 are turned on, the second output capacitor is turned on. The energy stored in the remaining inductor 10 and the additional capacitor 32 is transferred to the first output capacitor 30. Accordingly, a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor 30 is output as a positive voltage through the first output terminal Vpos.

다음, 직류/직류 변환기의 두 번째 구동방법에 대해 설명한다.Next, a second driving method of the DC / DC converter will be described.

도 10은 도 7에 도시된 직류/직류 변환기에서 양전압이 출력된 후, 음전압이 출력되는 경우의 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating operation timings of respective switches when a negative voltage is output after a positive voltage is output from the DC / DC converter illustrated in FIG. 7.

도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법에 대해 설명하면, 먼저, 제1 스위치(101), 제2 스위치(500) 및 제3 스위치(550)를 턴온하여 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에 에너지를 각각 충전시킨다. 이때, 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 각각 충전된다. 여기서, 추가 커패시터(32)는 첨두 전류를 줄이기 위해 인덕터(10) 양단의 전압차를 감소시키는 역할을 한다.A driving method of the DC / DC converter according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. First, the first switch 101, the second switch 500, and the third switch 550 are turned on. Thus, energy is charged in the inductor 10 and the additional capacitor 32, respectively. At this time, the inductor 10 and the additional capacitor 32 are respectively charged with energy corresponding to the input voltage applied to the input terminal Vin. Here, the additional capacitor 32 serves to reduce the voltage difference across the inductor 10 to reduce the peak current.

이후, 제2 스위치(500)를 턴오프하고 제1 출력 스위치(201)를 턴온하면, 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터(30)로 전달되고, 이에 따라 제1 출력 커패시터(30)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제1 출력단(Vpos)을 통해 양전압으로 출력된다.Thereafter, when the second switch 500 is turned off and the first output switch 201 is turned on, energy charged in the inductor 10 and the additional capacitor 32 is transferred to the first output capacitor 30, thereby Accordingly, a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor 30 is output as a positive voltage through the first output terminal Vpos.

이후, 제1 스위치(101), 제3 스위치(550) 및 제1 출력 스위치(201)를 턴오프하고 제2 스위치(500) 및 제2 출력 스위치(301)를 턴온하면, 제2 출력 스위 치(301), 인덕터(10), 추가 커패시터(32) 및 제2 스위치(500)를 통하여 전류가 흐름으로써, 제1 출력 커패시터(30)로 전달되고 남은 인덕터(10)와 추가 커패시터(32)에 저장된 에너지가 제2 출력 커패시터(31)로 전달된다. 이에 따라 제2 출력 커패시터(31)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제2 출력단(Vneg)을 통해 음전압으로 출력된다.Subsequently, when the first switch 101, the third switch 550, and the first output switch 201 are turned off and the second switch 500 and the second output switch 301 are turned on, the second output switch is turned on. 301, the inductor 10, the additional capacitor 32, and the second switch 500 allow current to flow to the first output capacitor 30 and to the remaining inductor 10 and the additional capacitor 32. The stored energy is transferred to the second output capacitor 31. Accordingly, a voltage corresponding to energy charged in the second output capacitor 31 is output as a negative voltage through the second output terminal Vneg.

다음, 직류/직류 변환기의 세 번째 구동방법에 대해 설명한다.Next, a third driving method of the DC / DC converter will be described.

도 11은 도 7에 도 2에 도시된 직류/직류 변환기에서 음전압과 양전압이 동시에 출력되는 경우의 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating operation timings of respective switches when a negative voltage and a positive voltage are simultaneously output in the DC / DC converter illustrated in FIG. 2.

도 11을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 직류/직류 변환기의 구동방법에 대해 설명하면, 먼저, 제1 스위치(101), 제2 스위치(500) 및 제3 스위치(550)를 턴온하여 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에 에너지를 각각 충전시킨다. 이때, 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에는 입력단(Vin)으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 각각 충전된다. 여기서, 추가 커패시터(32)는 첨두 전류를 줄이기 위해 인덕터(10) 양단의 전압차를 감소시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 11, a method of driving a DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention will be described. First, the first switch 101, the second switch 500, and the third switch 550 are turned on. Thus, energy is charged in the inductor 10 and the additional capacitor 32, respectively. At this time, the inductor 10 and the additional capacitor 32 are respectively charged with energy corresponding to the input voltage applied to the input terminal Vin. Here, the additional capacitor 32 serves to reduce the voltage difference across the inductor 10 to reduce the peak current.

이후, 제1 스위치(101), 제2 스위치(500) 및 제3 스위치(550)를 턴오프하고 제1 출력 스위치(201) 및 제2 출력 스위치(301)를 턴온하면, 인덕터(10) 및 추가 커패시터(32)에 충전된 에너지가 제1 출력 커패시터(30) 및 제2 출력 커패시터(31)로 각각 전달된다. 이에 따라, 제1 출력 커패시터(30)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제1 출력단(Vpos)을 통해 양전압으로 출력되고, 이와 동시에 제2 출력 커패시터(31)에 충전된 에너지에 상응하는 전압이 제2 출력단(Vneg)을 통해 음전압으로 출력된다.Thereafter, when the first switch 101, the second switch 500, and the third switch 550 are turned off and the first output switch 201 and the second output switch 301 are turned on, the inductor 10 and Energy charged in the additional capacitor 32 is transferred to the first output capacitor 30 and the second output capacitor 31, respectively. Accordingly, a voltage corresponding to the energy charged in the first output capacitor 30 is output as a positive voltage through the first output terminal Vpos, and at the same time, a voltage corresponding to the energy charged in the second output capacitor 31. The negative voltage is output through the second output terminal Vneg.

도 8은 도 7에 도시된 직류/직류 변환기에서 제1 출력부하(40) 및 제2 출력부하(41)가 공통 출력부하(42)로 구성된 경우의 직류/직류 변환기를 나타낸 개념 구성도이며, 도 8에 도시된 직류/직류 변환기는 도 7을 참조하여 상술한 직류/직류 변환기의 동작방법 및 순서와 동일하다.FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a DC / DC converter in the case where the first output load 40 and the second output load 41 are configured as the common output load 42 in the DC / DC converter shown in FIG. 7. The DC / DC converter illustrated in FIG. 8 is the same as the operation method and procedure of the DC / DC converter described above with reference to FIG. 7.

본 발명에 따른 직류/직류 변환기는 단일 인덕터를 사용하여 입력전압보다 높은 양전압과 음전압을 동시에 발생시키고, 안정하게 제공함으로써, 직류/직류 변환기의 부품 비용이 절감되고, 효율이 증가될 수 있다.The DC / DC converter according to the present invention simultaneously generates and stably provides a positive voltage and a negative voltage higher than an input voltage using a single inductor, thereby reducing component costs of the DC / DC converter and increasing efficiency. .

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above description, and the meaning and scope of the claims And all changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

도 1은 종래의 양전원 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.1 is a view showing a conventional positive power DC / DC converter.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.2 and 3 illustrate a DC / DC converter according to a first embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6는 도 2 및 도 3에 도시된직류/직류 변환기의 구동을 위한 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면.4 to 6 show operation timings of respective switches for driving the DC / DC converters shown in FIGS. 2 and 3.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 직류/직류 변환기를 나타낸 도면.7 and 8 illustrate a DC / DC converter according to a second embodiment of the present invention.

도 9 내지 도 11은 도 7 및 도 8에 도시된 직류/직류 변환기의 구동을 위한 각 스위치들의 동작 타이밍을 나타낸 도면.9 to 11 illustrate operation timings of respective switches for driving the DC / DC converters shown in FIGS. 7 and 8.

******** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **************** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ********

10: 인덕터10: inductor

32: 추가 커패시터32: additional capacitor

101: 제1 스위치101: first switch

500: 제2 스위치500: second switch

550: 제3 스위치550: third switch

201: 제1 출력 스위치201: first output switch

301: 제2 출력 스위치301: second output switch

30: 제1 출력 커패시터30: first output capacitor

31: 제2 출력 커패시터31: second output capacitor

40: 제1 출력부하40: first output load

41: 제2 출력부하41: second output load

42: 공통 출력부하42: common output load

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지가 충전되는 인덕터;An inductor charged with energy corresponding to an input voltage applied to an input terminal; 상기 인덕터의 일단과 상기 입력단 사이에 접속된 제1 스위치;A first switch connected between one end of the inductor and the input end; 상기 인덕터의 타단과 기저 전압원 사이에 접속된 제2 스위치;A second switch connected between the other end of the inductor and a base voltage source; 상기 인덕터 양단의 전압차를 줄이기 위한 일단이 상기 인덕터의 일단과 접속된 추가 커패시터;An additional capacitor having one end connected to one end of the inductor to reduce a voltage difference across the inductor; 일단이 상기 인덕터의 타단과 접속되고, 타단이 제1 출력단과 접속된 제1 출력 스위치;A first output switch having one end connected to the other end of the inductor and the other end connected to the first output end; 상기 제1 출력단과 상기 기저전압원 사이에 접속된 제1 출력 커패시터; A first output capacitor connected between the first output terminal and the base voltage source; 일단이 상기 추가 커패시터의 타단과 접속되고, 타단이 제2 출력단과 접속된 제2 출력 스위치;A second output switch having one end connected to the other end of the additional capacitor and the other end connected to the second output end; 상기 제2 출력단과 상기 기저전압원 사이에 접속된 제2 출력 커패시터; 및A second output capacitor connected between the second output terminal and the base voltage source; And 상기 추가 커패시터의 타단과 상기 기저전압원 사이에 접속된 제3 스위치를 포함하는, 직류/직류 변환기.And a third switch connected between the other end of said additional capacitor and said ground voltage source. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 출력 커패시터와 병렬 연결된 제1 출력부하; 및A first output load connected in parallel with the first output capacitor; And 상기 제2 출력 커패시터와 병렬 연결된 제2 출력부하를 더 포함하는, 직류/직류 변환기.And a second output load connected in parallel with the second output capacitor. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단 사이에 접속된 공통 출력부하를 더 포함하는, 직류/직류 변환기.And a common output load connected between said first output terminal and said second output terminal. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1 스위치, 상기 제 2 스위치및 제3 스위치는 모스전계효과트랜지스터 및 바이폴라졍션트랜지스터 중 하나를 포함하고,The first switch, the second switch and the third switch include one of a MOS field effect transistor and a bipolar junction transistor, 상기 제1 출력 스위치 및 상기 제2 출력 스위치는 모스전계효과트랜지스터, 바이폴라졍션트랜지스터 및 다이오드 중 하나를 포함하는, 직류/직류 변환기.Wherein said first output switch and said second output switch comprise one of a MOS field effect transistor, a bipolar junction transistor, and a diode. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제5항의 직류/직류 변환기를 구동하는 방법에 있어서,In the method of driving the DC / DC converter of claim 5, a) 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 추가 커패시터에 상기 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 각각 충전하는 단계;a) turning on the first switch, the second switch and the third switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to the input terminal to the inductor and the additional capacitor, respectively; b) 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴오프하고 상기 제2 출력 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 상기 추가 커패시터에 충전된 에너지가 상기 제2 출력 커패시터로 전달되어 상기 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 상기 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계; 및b) turning off the first switch and the third switch and turning on the second output switch so that energy charged in the inductor and the additional capacitor is transferred to the second output capacitor and charged in the second output capacitor. Outputting a voltage corresponding to energy as a negative voltage through the second output terminal; And c) 상기 제2 스위치 및 상기 제2 출력 스위치를 턴오프하고 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치 및 상기 제1 출력 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 추가 커패시터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력 커패시터로 전달되어 상기 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 상기 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하는 단계를 포함하는, 직류/직류 변환기의 구동방법.c) turning off the second switch and the second output switch and turning on the first switch, the third switch and the first output switch so that the energy charged in the inductor and the additional capacitor is transferred to the first output capacitor. And outputting a voltage that is transferred and corresponding to energy charged in the first output capacitor through the first output terminal as a positive voltage. 제5항의 직류/직류 변환기를 구동하는 방법에 있어서,In the method of driving the DC / DC converter of claim 5, a) 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 추가 커패시터에 상기 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 각각 충전하는 단계;a) turning on the first switch, the second switch and the third switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to the input terminal to the inductor and the additional capacitor, respectively; b) 상기 제2 스위치를 턴오프하고 상기 제1 출력 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 상기 추가 커패시터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력 커패시터로 전달되어 상기 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 상기 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하는 단계; 및b) turning off the second switch and turning on the first output switch so that the energy charged in the inductor and the additional capacitor is transferred to the first output capacitor to correspond to the energy charged in the first output capacitor. Outputting a positive voltage through the first output terminal; And c) 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치 및 상기 제1 출력 스위치를 턴오프하고 상기 제2 스위치 및 상기 제2 출력 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 상기 추가 커패시터에 충전된 에너지가 상기 제2 출력 커패시터로 전달되어 상기 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 상기 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계를 포함하는, 직류/직류 변환기의 구동방법.c) turning off the first switch, the third switch and the first output switch and turning on the second switch and the second output switch so that the energy charged in the inductor and the additional capacitor becomes the second output capacitor. And outputting a voltage corresponding to energy delivered to the second output capacitor to the negative voltage through the second output terminal. 제5항의 직류/직류 변환기를 구동하는 방법에 있어서,In the method of driving the DC / DC converter of claim 5, a) 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 추가 커패시터에 상기 입력단으로 인가되는 입력전압에 상응하는 에너지를 각각 충전하는 단계; 및a) turning on the first switch, the second switch and the third switch to charge energy corresponding to an input voltage applied to the input terminal to the inductor and the additional capacitor, respectively; And b) 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴오프하고 상기 제1 출력 스위치 및 상기 제2 출력 스위치를 턴온하여 상기 인덕터 및 상기 추가 커패시터에 충전된 에너지가 상기 제1 출력 커패시터 및 상기 제2 출력 커패시터로 각각 전달되어 상기 제1 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 상기 제1 출력단을 통해 양전압으로 출력하고, 이와 동시에 상기 제2 출력 커패시터에 충전된 에너지에 상응하는 전압을 상기 제2 출력단을 통해 음전압으로 출력하는 단계를 포함하는, 직류/직류 변환기의 구동방법.b) turning off the first switch, the second switch and the third switch and turning on the first output switch and the second output switch so that the energy charged in the inductor and the additional capacitor And a voltage respectively transmitted to the second output capacitor and corresponding to energy charged in the first output capacitor through the first output terminal as a positive voltage, and at the same time corresponding to the energy charged in the second output capacitor. And outputting a voltage as a negative voltage through the second output terminal.
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