KR102429910B1 - Dc-dc converting system device capable of balancing the output voltage between multiple llc resonant converter modules and operating method thereof - Google Patents

Dc-dc converting system device capable of balancing the output voltage between multiple llc resonant converter modules and operating method thereof Download PDF

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Abstract

복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 밸런싱 조절이 가능한 DC-DC 컨버팅 시스템 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. 본 발명은 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들을 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치에서, 각 LLC 공진형 컨버터 모듈을 통해 출력되는 출력 전압 간의 편차를 최소화할 수 있는 기술에 대한 것이다.Disclosed are a DC-DC converting system device capable of balancing control of output voltages between a plurality of LLC resonant converter modules and an operating method thereof. The present invention relates to a technology capable of minimizing a deviation between output voltages output through each LLC resonant converter module in a DC-DC converting system device including a plurality of LLC resonant converter modules.

Description

복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 밸런싱 조절이 가능한 DC-DC 컨버팅 시스템 장치 및 그 동작 방법{DC-DC CONVERTING SYSTEM DEVICE CAPABLE OF BALANCING THE OUTPUT VOLTAGE BETWEEN MULTIPLE LLC RESONANT CONVERTER MODULES AND OPERATING METHOD THEREOF}DC-DC converting system device capable of balancing control of output voltage between a plurality of LLC resonant converter modules and an operating method thereof

본 발명은 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 밸런싱 조절이 가능한 DC-DC 컨버팅 시스템 장치 및 그 동작 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a DC-DC converting system device capable of balancing control of output voltages between a plurality of LLC resonant converter modules and an operating method thereof.

최근, 차량이나 친환경 철도 차량에서 수소 연료 전지를 적용하고 있으며, 특히 강화되고 있는 환경 규제로 인해 기존 디젤 철도 차량을 수소 연료 전지 철도 차량으로 대체하는 것에 대한 연구가 활빌히 진행 중이다.Recently, hydrogen fuel cells have been applied to vehicles or eco-friendly railroad vehicles, and research on replacing existing diesel railroad vehicles with hydrogen fuel cell railroad vehicles is actively underway due to stricter environmental regulations.

보통, 수백 kW급의 대용량 수소 연료 전지의 출력을 활용하여 철도 차량의 견인 전동기를 구동하기 위해서는, 약 1500V급의 높은 DC 전압을 수소 연료 전지를 통해 공급하여야 하나 수소 연료 전지의 경우, 수소 연료 전지의 출력 전압이 낮을 뿐만 아니라, 출력 전압의 변동폭이 커서 철도 차량의 견인 전동기를 구동하기가 어려운 실정이다.In general, in order to drive a traction motor of a railway vehicle by utilizing the output of a large-capacity hydrogen fuel cell of several hundreds of kW, a high DC voltage of about 1500 V must be supplied through a hydrogen fuel cell. It is difficult to drive a traction motor of a railroad vehicle because the output voltage of the train is low, and the fluctuation range of the output voltage is large.

따라서, 수소 연료 전지 철도 차량에서 철도 차량의 견인 전동기를 구동하기 위해, 수소 연료 전지와 전동기 구동용 인버터 사이에 대용량 고전압 DC-DC 컨버팅 시스템 장치를 탑재하는 것을 고려할 수 있다.Therefore, in order to drive the traction motor of the railway vehicle in the hydrogen fuel cell railway vehicle, it may be considered to mount a large-capacity high voltage DC-DC converting system device between the hydrogen fuel cell and the inverter for driving the electric motor.

이러한 고전압 DC-DC 컨버팅 시스템 장치는 도 1에 도시된 그림과 같이, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130)의 출력단을 직렬로 연결함으로써, 직렬 출력단을 통해서 출력되는 고전압의 출력 전압을 얻는 방식으로 구성될 수 있다.As shown in the figure shown in FIG. 1 , the high voltage DC-DC converting system device connects the output terminals of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 in series, thereby generating a high voltage output through the serial output terminal. It can be configured in a way to obtain a voltage.

이렇게, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130)을 활용한 고전압 DC-DC 컨버팅 시스템 장치에서는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 각각에 대해 동일 주파수의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 입력으로 인가함으로써, 각 출력단에서 동일한 출력 전압이 출력되도록 구성된다.In this way, in the high voltage DC-DC converting system device using a plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 , PWM of the same frequency for each of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 . (Pulse Width Modulation) By applying a control signal as an input, the same output voltage is output from each output terminal.

하지만, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130)은 각 LLC 공진형 컨버터 모듈에 포함된 공진 인덕터, 공진 커패시터, 변압기 등과 같은 소자들의 편차가 존재하기 때문에 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 각각에 동일 주파수의 PWM 제어 신호가 인가되었다고 하더라도 각 LLC 공진형 컨버터 모듈을 통해서 출력되는 출력 전압 간의 편차가 발생할 수 있다.However, since the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , and 130 have variations in elements such as a resonant inductor, a resonant capacitor, and a transformer included in each LLC resonant converter module, the plurality of LLC resonant converter modules Even if the PWM control signal of the same frequency is applied to each of the 110, 120, and 130, a deviation between the output voltages output through each LLC resonant converter module may occur.

이렇게, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130)의 출력 전압 간의 편차가 발생하게 되는 경우, 철도 차량에 인가되는 전압이 요구 조건에 만족하지 못할 수 있기 때문에, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130)을 활용한 DC-DC 컨버팅 시스템 장치에서 각 LLC 공진형 컨버터 모듈을 통해서 출력되는 출력 전압 간의 편차를 최소화하기 위한 기술에 대한 연구가 필요하다.In this way, when a deviation occurs between the output voltages of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , and 130 , the voltage applied to the railroad vehicle may not satisfy the required condition, so that the plurality of LLC resonant converter modules In the DC-DC converting system device using the converter modules 110 , 120 , and 130 , it is necessary to study a technique for minimizing the deviation between the output voltages output through each LLC resonant converter module.

본 발명은 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들을 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치에서, 각 LLC 공진형 컨버터 모듈을 통해 출력되는 출력 전압 간의 편차를 최소화할 수 있는 기술을 제시하고자 한다.An object of the present invention is to propose a technique capable of minimizing a deviation between output voltages output through each LLC resonant converter module in a DC-DC converting system device including a plurality of LLC resonant converter modules.

본 발명의 일실시예에 따른 DC-DC 컨버팅 시스템 장치는 복수의 스위치들이 풀브릿지 회로로 구성된 인버터부와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 자화 인덕턴스를 갖는 변압기가 직렬로 연결된 컨버터부 및 상기 변압기를 통해 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부를 포함하는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 - 상기 복수의 컨버터 모듈들의 출력단은 직렬로 연결되어 있음 - , 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들의 스위칭을 제어하기 위한 사전 설정된 주파수의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가하는 신호 인가부 및 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각의 출력 전압을 확인한 후 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 차이가 사전 설정된 오차 값 이내가 되도록 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 제어하는 제어부를 포함한다.DC-DC converting system device according to an embodiment of the present invention is output through the converter unit and the transformer connected in series with a transformer having a resonant inductor, a resonant capacitor, and a magnetizing inductance and a resonant inductor, a resonant capacitor, and an inverter unit composed of a full-bridge circuit of a plurality of switches A plurality of LLC resonant converter modules including a rectifying unit for rectifying an alternating current voltage to be a direct current voltage, output terminals of the plurality of converter modules are connected in series, included in each of the plurality of LLC resonant converter modules A signal applying unit for applying a pulse width modulation (PWM) control signal of a preset frequency for controlling the switching of the plurality of switches to each of the plurality of LLC resonant converter modules and each of the plurality of LLC resonant converter modules controlling the phase of the PWM control signal applied to each of the plurality of LLC resonant converter modules so that the difference in output voltage between the plurality of LLC resonant converter modules is within a preset error value after checking the output voltage of includes a control unit.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 스위치들이 풀브릿지 회로로 구성된 인버터부와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 자화 인덕턴스를 갖는 변압기가 직렬로 연결된 컨버터부 및 상기 변압기를 통해 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부를 포함하는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 - 상기 복수의 컨버터 모듈들의 출력단은 직렬로 연결되어 있음 - 을 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작 방법은 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들의 스위칭을 제어하기 위한 사전 설정된 주파수의 PWM 제어 신호를 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가하는 단계 및 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각의 출력 전압을 확인한 후 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 차이가 사전 설정된 오차 값 이내가 되도록 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 제어하는 단계를 포함한다.In addition, a plurality of switches according to an embodiment of the present invention includes an inverter unit composed of a full-bridge circuit, a converter unit having a resonant inductor, a resonant capacitor, and a transformer having a magnetizing inductance connected in series, and an AC voltage output through the transformer is converted to a direct current. A method of operating a DC-DC converting system device including a plurality of LLC resonant converter modules including a rectifying unit rectifying to a voltage, output terminals of the plurality of converter modules are connected in series, the plurality of LLC resonant converter modules applying a PWM control signal of a preset frequency for controlling switching of the plurality of switches included in each of the converter modules to each of the plurality of LLC resonant converter modules, and each of the plurality of LLC resonant converter modules controlling the phase of the PWM control signal applied to each of the plurality of LLC resonant converter modules so that the difference in output voltage between the plurality of LLC resonant converter modules is within a preset error value after checking the output voltage of includes steps.

본 발명은 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들을 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치에서, 각 LLC 공진형 컨버터 모듈을 통해 출력되는 출력 전압 간의 편차를 최소화할 수 있다.The present invention can minimize a deviation between output voltages output through each LLC resonant converter module in a DC-DC converting system device including a plurality of LLC resonant converter modules.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.1 is a diagram showing the structure of a DC-DC converting system apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the operation of the DC-DC converting system apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of operating a DC-DC converting system apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. These descriptions are not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, like reference numerals are used for similar components, and unless otherwise defined, all terms used in this specification, including technical or scientific terms, refer to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It has the same meaning as is commonly understood by those who have it.

본 문서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성요소로 구성될 수 있고, 각 구성요소들이 수행하는 전기, 전자, 기계적 기능들은 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들 또는 기계적 요소들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수도 있다. In this document, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, in various embodiments of the present invention, each of the components, functional blocks or means may be composed of one or more sub-components, and the electrical, electronic, and mechanical functions performed by each component are electronic. A circuit, an integrated circuit, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc. may be implemented with various well-known devices or mechanical elements, and may be implemented separately or two or more may be integrated into one.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a DC-DC converting system apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 DC-DC 컨버팅 시스템 장치(100)는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130), 신호 인가부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the DC-DC converting system apparatus 100 according to the present invention includes a plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 , a signal applying unit 140 , and a control unit 150 . .

복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130)은 복수의 스위치들이 풀브릿지 회로로 구성된 인버터부와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 자화 인덕턴스를 갖는 변압기가 직렬로 연결된 컨버터부 및 상기 변압기를 통해 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부를 포함한다.The plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 includes an inverter unit in which a plurality of switches are configured as a full-bridge circuit, a resonant inductor, a resonant capacitor, a transformer having a magnetizing inductance, and a converter unit connected in series through the transformer. and a rectifier for rectifying the output AC voltage into a DC voltage.

이때, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130)의 출력단은 직렬로 연결되어 있다.At this time, the output terminals of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , and 130 are connected in series.

관련해서, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 중 도면부호 110으로 표시한 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)의 구성을 설명하면, LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)은 복수의 스위치들(QP11, QP12, QP13, QP14)이 풀브릿지 회로로 구성된 인버터부(111)와 공진 인덕터(LR1), 공진 커패시터(CR1), 자화 인덕턴스(LM1)를 갖는 변압기(T1)가 직렬로 연결된 컨버터부(112) 및 상기 변압기(T1)를 통해 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부(113)로 구성될 수 있다. 이때, 정류부(113)는 복수의 다이오드들(DS11, DS12, DS13, DS14)이 풀브릿지 회로로 구성될 수 있다.In this regard, when describing the configuration of the LLC resonant converter module 1 110 indicated by reference numeral 110 among the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 , the LLC resonant converter module 1 110 is A plurality of switches (Q P11 , Q P12 , Q P13 , Q P14 ) includes an inverter unit 111 and a resonant inductor (L R1 ), a resonant capacitor ( C R1 ), and a magnetizing inductance (L M1 ) composed of a full-bridge circuit. Having a transformer T 1 may include a converter unit 112 connected in series and a rectifier unit 113 for rectifying an AC voltage output through the transformer T 1 into a DC voltage. In this case, the rectifying unit 113 may be configured as a full-bridge circuit in which the plurality of diodes D S11 , D S12 , D S13 , D S14 is a full-bridge circuit.

신호 인가부(140)는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들의 스위칭을 제어하기 위한 사전 설정된 주파수의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 각각에 인가한다.The signal applying unit 140 receives a plurality of PWM (Pulse Width Modulation) control signals of a preset frequency for controlling switching of the plurality of switches included in each of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , and 130 . of LLC resonant converter modules 110, 120, and 130, respectively.

제어부(150)는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 각각의 출력 전압을 확인한 후 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 간의 출력 전압의 차이가 사전 설정된 오차 값 이내가 되도록 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 제어한다.After checking the output voltage of each of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 , the control unit 150 determines the difference in output voltage between the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 and 130 is preset. The phase of the PWM control signal applied to each of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 is controlled to be within an error value.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제어부(150)는 제1 확인부(160), 제2 확인부(170) 및 위상 제어부(180)를 포함할 수 있다.In this case, according to an embodiment of the present invention, the control unit 150 may include a first check unit 160 , a second check unit 170 , and a phase control unit 180 .

제1 확인부(160)는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 중 출력 전압이 최소인 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인한다.The first check unit 160 identifies a first LLC resonant converter module having the minimum output voltage among the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , and 130 .

제2 확인부(170)는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 상기 오차 값을 초과하는 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인한다.The second check unit 170 is configured to include at least one second output voltage difference between the first LLC resonant converter module among the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , and 130 exceeds the error value. Check the LLC resonant converter module.

예컨대, 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 중 출력 전압이 최소인 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 도면부호 120으로 표시한 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)라고 하는 경우, 제2 확인부(170)는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 중 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)와의 출력 전압의 차이가 상기 오차 값을 초과하는 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인할 수 있다.For example, when the first LLC resonant converter module having the minimum output voltage among the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , 130 is referred to as the LLC resonant converter module 2 120 indicated by reference numeral 120 . , the second check unit 170 is at least one third output voltage difference with the LLC resonant converter module 2 (120) of the plurality of LLC resonant converter modules (110, 120, 130) exceeds the error value. 2 LLC resonant converter module can be checked.

위상 제어부(180)는 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝(pair)을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온(on)되는 지속 시간이 감소하도록 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호에 대한 위상 제어를 수행한다.The phase controller 180 is included in each of the at least one second LLC resonant converter module based on a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module It is applied to each of the at least one second LLC resonant converter module so as to reduce a duration in which a pair of switches that are paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches are simultaneously turned on Phase control is performed on the PWM control signal.

예컨대, 전술한 예와 같이 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 도면부호 120으로 표시한 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)이라고 하고, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 중 하나가 도면부호 110으로 표시한 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)라고 하는 경우, 위상 제어부(180)는 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)과 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120) 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)에 포함된 복수의 스위치들(QP11, QP12, QP13, QP14) 중 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들인 "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)", "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)"이 동시에 턴-온되는 지속 시간이 감소하도록 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)에 인가되는 PWM 제어 신호에 대한 위상 제어를 수행할 수 있다.For example, as in the above example, the first LLC resonant converter module is referred to as the LLC resonant converter module 2 ( 120 ) indicated by the reference numeral 120 , and one of the at least one second LLC resonant converter module is denoted by the reference numeral 120 . In the case of the LLC resonant converter module 1 ( 110 ) denoted as 110 , the phase control unit 180 is configured based on the difference in output voltage between the LLC resonant converter module 1 ( 110 ) and the LLC resonant converter module 2 ( 120 ). , among the plurality of switches (Q P11 , Q P12 , Q P13 , Q P14 ) included in the LLC resonant converter module 1 110 , “switch 1 (Q P11 ) and Switch 4 (Q P14 )", "Switch 2 (Q P12 ) and switch 3 (Q P13 )" are turned on at the same time to reduce the duration for which the PWM control signal applied to the LLC resonant converter module 1 110 is applied. phase control can be performed.

즉, LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)의 출력 전압은 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)를 기준으로 하였을 때, 상기 오차보다 큰 값으로 출력되고 있기 때문에, 위상 제어부(180)는 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)의 출력 전압을 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)의 출력 전압에 근접한 값으로 떨어뜨리기 위해, LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)에 인가되는 PWM 제어 신호의 위상을 제어함으로써, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"가 동시에 턴-온되는 지속시간과 "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)"이 동시에 턴-온되는 지속시간을 감소시킬 수 있다.That is, since the output voltage of the LLC resonant converter module 1110 is output as a value larger than the error when the LLC resonant converter module 2120 is the reference, the phase controller 180 controls the LLC resonance type converter module. By controlling the phase of the PWM control signal applied to the LLC resonant converter module 1110 to drop the output voltage of the converter module 1110 to a value close to the output voltage of the LLC resonant converter module 2120 , reduce the duration that "Switch 1 (Q P11 ) and Switch 4 (Q P14 )" are turned on simultaneously and the duration that "Switch 2 (Q P12 ) and Switch 3 (Q P13 )" are turned on simultaneously can do it

참고로, LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)에서 "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"가 동시에 턴-온되고, "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)"이 동시에 턴-온되는 시점에서는 공진 인덕터(LR1), 공진 커패시터(CR1) 간의 공진에 의해 공진 전류가 변압기(T1)의 2차측에 전달되기 때문에, 스위치 쌍들이 동시에 턴-온되는 시간이 길어질수록 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)을 통해서 출력되는 출력 전압의 크기가 증가하게 된다.For reference, in LLC resonant converter module 1 ( 110 ), "Switch 1 (Q P11 ) and Switch 4 (Q P14 )" are simultaneously turned on, and "Switch 2 (Q P12 ) and Switch 3 (Q P13 )" At the time of simultaneous turn-on, the resonant current is transferred to the secondary side of the transformer T 1 due to resonance between the resonant inductor L R1 and the resonant capacitor C R1 , so the switch pairs are simultaneously turned on time As this length increases, the magnitude of the output voltage output through the LLC resonant converter module 1110 increases.

따라서, 위상 제어부(180)는 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)의 출력 전압을 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)의 출력 전압에 근접한 값으로 떨어뜨리기 위해, PWM 제어 신호의 위상을 제어함으로써, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"가 동시에 턴-온되는 지속시간과 "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)"이 동시에 턴-온되는 지속시간을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the phase control unit 180 controls the phase of the PWM control signal to drop the output voltage of the LLC resonant converter module 1110 to a value close to the output voltage of the LLC resonant converter module 2 120, Reduce the duration that "Switch 1 (Q P11 ) and Switch 4 (Q P14 )" are turned on simultaneously and the duration that "Switch 2 (Q P12 ) and Switch 3 (Q P13 )" are turned on simultaneously. can

이러한 방식으로, 위상 제어부(180)는 출력 전압이 최소인 것으로 확인된 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈인 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)를 기준으로, LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)와의 출력 전압의 차이가 상기 오차 이상을 갖는 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해 PWM 제어 신호의 위상을 제어함으로써, 서로 쌍을 이루는 스위치쌍들의 동시 턴-온 지속시간을 감소시켜, 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각의 출력 전압을 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)의 출력 전압에 근접한 값으로 떨어뜨릴 수 있다.In this way, the phase control unit 180 outputs with the LLC resonant converter module 2 (120) based on the LLC resonant converter module 2 (120), which is the first LLC resonant converter module whose output voltage is confirmed to be the minimum. By controlling the phase of the PWM control signal for each of the at least one second LLC resonant converter module in which the difference in voltage has more than the error, the simultaneous turn-on duration of the switch pairs paired with each other is reduced, so that at least one The output voltage of each of the second LLC resonant converter modules may be dropped to a value close to the output voltage of the LLC resonant converter module 2 120 .

이를 통해, 위상 제어부(180)는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(110, 120, 130) 각각의 출력 전압이 상기 오차 내의 값이 되도록 조정할 수 있다.Through this, the phase controller 180 may adjust the output voltage of each of the plurality of LLC resonant converter modules 110 , 120 , and 130 to be within the error.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위상 제어부(180)는 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 천이(shift)시킴으로써, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온되는 지속 시간을 감소시킬 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the phase control unit 180 is based on the difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, the at least one By shifting the phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches included in each of the second LLC resonant converter modules, Among the plurality of switches included in each of the at least one second LLC resonant converter module, it is possible to reduce a duration in which pairs of switches that are paired with each other on the full-bridge circuit are simultaneously turned on.

관련해서, 전술한 예와 같이, 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)라고 하고, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 중 하나가 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)이라고 하는 경우, 위상 제어부(180)는 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)과 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120) 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)에 포함된 복수의 스위치들(QP11, QP12, QP13, QP14) 중 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들인 "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)", "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)" 각각에 대해 어느 하나의 스위치에 인가되는 PWM 제어 신호의 위상을 천이시킴으로써, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)", "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)"이 동시에 턴-온되는 지속 시간을 감소시킬 수 있다.In this regard, as in the above example, the first LLC resonant converter module is referred to as an LLC resonant converter module 2 ( 120 ), and one of the at least one second LLC resonant converter module is the LLC resonant converter module 1 . In the case of (110), the phase control unit 180 is based on the difference in the output voltage between the LLC resonant converter module 1110 and the LLC resonant converter module 2 (120), the LLC resonant converter module 1 (110) Among the plurality of switches (Q P11 , Q P12 , Q P13 , Q P14 ) included in “Switch 1 (Q P11 ) and Switch 4 (Q P14 )”, “switch pairs that are paired with each other on the full-bridge circuit” By shifting the phase of the PWM control signal applied to either switch for each of 2 (Q P12 ) and switch 3 (Q P13 )", "switch 1 (Q P11 ) and switch 4 (Q P14 )", "switch 2(Q P12 ) and switch 3(Q P13 )" can be turned on at the same time to reduce the duration.

관련해서, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"에 인가되는 PWM 제어 신호가 도 2의 도면부호 210과 같다고 하는 경우, 위상 제어부(180)는 스위치 4(QP14)에 인가되는 PWM 제어 신호를 도면부호 220에 도시된 그림과 같이 소정의 위상만큼 천이시킴으로써, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"가 동시에 턴-온되는 지속시간을 감소시킬 수 있다.In relation, when the PWM control signal applied to "switch 1 (Q P11 ) and switch 4 (Q P14 )" is the same as 210 of FIG. 2 , the phase control unit 180 is applied to the switch 4 (Q P14 ) By shifting the PWM control signal to be switched by a predetermined phase as shown in the figure shown in reference numeral 220, it is possible to reduce the duration in which "switch 1 (Q P11 ) and switch 4 (Q P14 )" are simultaneously turned on.

즉, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"에 인가되는 PWM 제어 신호가 도면부호 210과 같다고 하는 경우, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"의 동시 턴-온 지속시간은 도면부호 210에 도시된 그림과 같은 PWM 제어 신호의 듀티 사이클만큼 지속되지만, 스위치 4(QP14)의 PWM 제어 신호를 소정의 위상만큼 천이시키게 되면, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)"의 동시 턴-온 지속시간은 도면부호 220에 도시된 그림과 같이, PWM 제어 신호의 하이 펄스 신호가 동시에 인가되는 시간만큼 줄어들게 된다.That is, if the PWM control signal applied to "switch 1 (Q P11 ) and switch 4 (Q P14 )" is the same as 210, the simultaneous turn of "switch 1 (Q P11 ) and switch 4 (Q P14 )" -On duration lasts as much as the duty cycle of the PWM control signal as shown in the figure shown in reference numeral 210, but when the PWM control signal of switch 4 (Q P14 ) is shifted by a predetermined phase, "switch 1 (Q P11 ) and the simultaneous turn-on duration of switch 4 (Q P14 )" is reduced by the time the high pulse signal of the PWM control signal is simultaneously applied, as shown in the figure shown in reference numeral 220 .

이러한 방식으로, 위상 제어부(180)는 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해, 풀브릿지 회로를 구성하는 복수의 스위치들 중 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 PWM 제어 신호의 위상을 천이시킬 수 있다.In this way, for each of the at least one second LLC resonant converter module, the phase control unit 180 is applied to any one switch for each pair of switches that are paired with each other among a plurality of switches constituting the full-bridge circuit. It is possible to shift the phase of the PWM control signal.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위상 제어부(180)는 테이블 유지부(190) 및 위상 천이 제어부(200)를 포함할 수 있다.In this case, according to an embodiment of the present invention, the phase control unit 180 may include a table holding unit 190 and a phase shift control unit 200 .

테이블 유지부(190)는 전압차에 대한 사전 설정된 서로 다른 복수의 범위 값들과 상기 복수의 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 위상 천이 값이 대응되어 기록되어 있는 테이블을 저장하여 유지한다.The table holding unit 190 stores and maintains a table in which a plurality of different preset range values for a voltage difference and a preset phase shift value corresponding to each of the plurality of range values are recorded in correspondence with each other.

관련해서, 상기 테이블에는 하기의 표 1과 같이 정보가 기록되어 있을 수 있다.In relation to this, information may be recorded in the table as shown in Table 1 below.

복수의 범위 값들multiple range values 위상 천이 값phase shift value 0V~10V0V~10V 위상 천이 값 1Phase shift value 1 10V~20V10V~20V 위상 천이 값 2Phase shift value 2 20V~15V20V~15V 위상 천이 값 3Phase shift value 3 ...... ......

상기 표 1과 같은 테이블은 개발자에 의해 사전 구축될 수 있는 것으로서, 개발자는 실험을 통해서 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 소정의 전압차가 발생하였을 때, 어느 정도의 위상 천이 값만큼 특정 스위치에 인가되는 PWM 제어 신호의 위상을 천이시키면 상기 전압차가 상쇄되는지 측정함으로써, 상기 테이블을 미리 구축해 둘 수 있다.The table as shown in Table 1 can be built in advance by the developer, and when a predetermined voltage difference between LLC resonant converter modules occurs through an experiment, a PWM control applied to a specific switch by a certain amount of phase shift value By measuring whether the voltage difference is canceled by shifting the phase of the signal, the table can be built in advance.

위상 천이 제어부(200)는 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이를 확인하고, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해, 상기 테이블을 참조하여 상기 복수의 범위 값들 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 속하는 범위 값에 대응되는 위상 천이 값을 확인한 후, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해서 확인된 위상 천이 값만큼 천이시킨다.The phase shift control unit 200 checks a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, , after checking the phase shift value corresponding to the range value to which the difference of the output voltage with the first LLC resonant converter module belongs among the plurality of range values by referring to the table, the at least one second LLC resonant type converter module The phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches included in each converter module is determined by the at least one second LLC resonant converter module, respectively. shift by the confirmed phase shift value for .

관련해서, 전술한 예와 같이, 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120)라고 하고, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 중 하나가 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)이라고 하는 경우, 위상 천이 제어부(200)는 상기 테이블을 참조하여, LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)과 LLC 공진형 컨버터 모듈 2(120) 간의 출력 전압의 차이가 속하는 범위 값에 대응되는 위상 천이 값을 확인한 후 LLC 공진형 컨버터 모듈 1(110)에 포함된 복수의 스위치들(QP11, QP12, QP13, QP14) 중 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들인 "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)", "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)" 각각에 대해 어느 하나의 스위치에 인가되는 PWM 제어 신호의 위상을 상기 확인된 위상 천이 값만큼 천이시킴으로써, "스위치 1(QP11)과 스위치 4(QP14)", "스위치 2(QP12)와 스위치 3(QP13)"이 동시에 턴-온되는 지속 시간을 감소시킬 수 있다.In this regard, as in the above example, the first LLC resonant converter module is referred to as an LLC resonant converter module 2 ( 120 ), and one of the at least one second LLC resonant converter module is the LLC resonant converter module 1 . In the case of (110), the phase shift control unit 200 refers to the table above, and corresponds to a range value to which the difference in output voltage between the LLC resonant converter module 1 110 and the LLC resonant converter module 2 120 belongs. After confirming the phase shift value to be the “switch,” which is a pair of switches that are paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches (Q P11 , Q P12 , Q P13 , Q P14 ) included in the LLC resonant converter module 1110 1 (Q P11 ) and switch 4 (Q P14 )", for each of "switch 2 (Q P12 ) and switch 3 (Q P13 )", the phase of the PWM control signal applied to any one switch By transitioning by the value, it is possible to reduce the duration that “switch 1 (Q P11 ) and switch 4 (Q P14 )” and “switch 2 (Q P12 ) and switch 3 (Q P13 )” are simultaneously turned on.

이러한 방식으로, 위상 천이 제어부(200)는 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해, 풀브릿지 회로를 구성하는 복수의 스위치들 중 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 PWM 제어 신호의 위상을 상기 테이블을 통해 확인되는 위상 천이 값만큼 천이시킬 수 있다.In this way, for each of the at least one second LLC resonant converter module, the phase shift control unit 200 is applied to any one switch for each pair of switches that are paired with each other among a plurality of switches constituting the full-bridge circuit The phase of the PWM control signal may be shifted by the phase shift value checked through the table.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 스위치들이 풀브릿지 회로로 구성된 인버터부와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 자화 인덕턴스를 갖는 변압기가 직렬로 연결된 컨버터부 및 상기 변압기를 통해 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부를 포함하는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들(상기 복수의 컨버터 모듈들의 출력단은 직렬로 연결되어 있음)을 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.Figure 3 is a plurality of switches according to an embodiment of the present invention, the inverter unit composed of a full-bridge circuit, a converter unit having a resonant inductor, a resonant capacitor, and a transformer having a magnetizing inductance are connected in series, and an AC voltage output through the transformer. It is a flowchart illustrating a method of operating a DC-DC converting system device including a plurality of LLC resonant converter modules (output terminals of the plurality of converter modules are connected in series) including a rectifier for rectifying the DC voltage.

단계(S310)에서는 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들의 스위칭을 제어하기 위한 사전 설정된 주파수의 PWM 제어 신호를 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가한다.In step S310, a PWM control signal of a preset frequency for controlling switching of the plurality of switches included in each of the plurality of LLC resonant converter modules is applied to each of the plurality of LLC resonant converter modules.

단계(S320)에서는 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각의 출력 전압을 확인한 후 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 차이가 사전 설정된 오차 값 이내가 되도록 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 제어한다.In step S320, after checking the output voltages of each of the plurality of LLC resonant converter modules, the plurality of LLC resonant converter modules may have a difference in output voltage between the plurality of LLC resonant converter modules within a preset error value. Controls the phase of the PWM control signal applied to each of the modules.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S320)에서는 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 중 출력 전압이 최소인 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인하는 단계, 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 상기 오차 값을 초과하는 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인하는 단계 및 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온되는 지속 시간이 감소하도록 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호에 대한 위상 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, in step S320, the step of identifying a first LLC resonant converter module having the minimum output voltage among the plurality of LLC resonant converter modules, the plurality of LLC resonant converter modules identifying at least one second LLC resonant converter module in which a difference in output voltage with the first LLC resonant converter module from among the modules exceeds the error value, and the at least one second LLC resonant converter module Based on a difference in output voltage between each and the first LLC resonant converter module, a switch that is paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches included in each of the at least one second LLC resonant converter module The method may include performing phase control on the PWM control signal applied to each of the at least one second LLC resonant converter module so as to decrease a duration in which the pairs are simultaneously turned on.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 위상 제어를 수행하는 단계는 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 천이시킴으로써, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온되는 지속 시간을 감소시킬 수 있다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the performing of the phase control is based on a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, By shifting the phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches included in each of at least one second LLC resonant converter module, the At least one second LLC resonant converter module, each of the plurality of switches included in each of the switch pairs paired with each other on the full-bridge circuit can reduce the duration of the turn-on at the same time.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 위상 제어를 수행하는 단계는 전압차에 대한 사전 설정된 서로 다른 복수의 범위 값들과 상기 복수의 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 위상 천이 값이 대응되어 기록되어 있는 테이블을 저장하여 유지하는 단계 및 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이를 확인하고, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해, 상기 테이블을 참조하여 상기 복수의 범위 값들 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 속하는 범위 값에 대응되는 위상 천이 값을 확인한 후, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해서 확인된 위상 천이 값만큼 천이시키는 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the step of performing the phase control, a plurality of different preset range values for a voltage difference and a preset phase shift value corresponding to each of the plurality of range values are recorded in correspondence Storing and maintaining a table in which the data is stored and checking a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, and the at least one second LLC resonant converter module For each module, after checking the phase shift value corresponding to the range value to which the difference of the output voltage from the first LLC resonant converter module belongs among the plurality of range values by referring to the table, the at least one second The phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches included in each LLC resonant converter module is determined by determining the phase of the at least one second LLC resonant converter module. It may include shifting by the identified phase shift value for each converter module.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .

100: DC-DC 컨버팅 시스템 장치
110, 120, 130: 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈
140: 신호 인가부
150: 제어부
160: 제1 확인부
170: 제2 확인부
180: 위상 제어부
190: 테이블 유지부
200: 위상 천이 제어부100: DC-DC converting system unit
110, 120, 130: a plurality of LLC resonant converter modules
140: signal applying unit
150: control unit
160: first confirmation unit
170: second confirmation unit
180: phase control
190: table holding unit
200: phase shift control unit

Claims (8)

복수의 스위치들이 풀브릿지 회로로 구성된 인버터부와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 자화 인덕턴스를 갖는 변압기가 직렬로 연결된 컨버터부 및 상기 변압기를 통해 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부를 포함하는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 - 상기 복수의 컨버터 모듈들의 출력단은 직렬로 연결되어 있음 - ;
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들의 스위칭을 제어하기 위한 사전 설정된 주파수의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가하는 신호 인가부; 및
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각의 출력 전압을 확인한 후 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 차이가 사전 설정된 오차 값 이내가 되도록 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 제어부는
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 중 출력 전압이 최소인 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인하는 제1 확인부;
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 상기 오차 값을 초과하는 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인하는 제2 확인부; 및
상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝(pair)을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온(on)되는 지속 시간이 감소하도록 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호에 대한 위상 제어를 수행하는 위상 제어부
를 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치.A plurality of switches including an inverter unit composed of a full-bridge circuit, a converter unit in which a resonant inductor, a resonant capacitor, and a transformer having a magnetizing inductance are connected in series, and a rectifier unit for rectifying an AC voltage output through the transformer into a DC voltage LLC resonant converter modules, wherein output terminals of the plurality of converter modules are connected in series;
A signal for applying a PWM (Pulse Width Modulation) control signal of a preset frequency for controlling switching of the plurality of switches included in each of the plurality of LLC resonant converter modules to each of the plurality of LLC resonant converter modules accreditation department; and
After checking the output voltage of each of the plurality of LLC resonant converter modules, it is applied to each of the plurality of LLC resonant converter modules so that the difference in output voltage between the plurality of LLC resonant converter modules is within a preset error value A control unit for controlling the phase of the PWM control signal
including,
the control unit
a first check unit for checking a first LLC resonant converter module having a minimum output voltage among the plurality of LLC resonant converter modules;
a second check unit for identifying at least one second LLC resonant converter module in which a difference in output voltage with the first LLC resonant converter module among the plurality of LLC resonant converter modules exceeds the error value; and
Based on a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, the plurality of switches included in each of the at least one second LLC resonant converter module The PWM control signal applied to each of the at least one second LLC resonant converter module so as to decrease the duration in which the pair of switches that are paired with each other on the full-bridge circuit is turned on at the same time. Phase control to perform phase control
DC-DC converting system device comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 위상 제어부는
상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 천이(shift)시킴으로써, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온되는 지속 시간을 감소시키는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치.According to claim 1,
The phase control unit
Based on a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, the plurality of switches included in each of the at least one second LLC resonant converter module By shifting the phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit, the plurality of pieces included in each of the at least one second LLC resonant converter module A DC-DC converting system device for reducing the duration in which pairs of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the switches of the are turned on at the same time. 제3항에 있어서,
상기 위상 제어부는
전압차에 대한 사전 설정된 서로 다른 복수의 범위 값들과 상기 복수의 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 위상 천이 값이 대응되어 기록되어 있는 테이블을 저장하여 유지하는 테이블 유지부; 및
상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이를 확인하고, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해, 상기 테이블을 참조하여 상기 복수의 범위 값들 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 속하는 범위 값에 대응되는 위상 천이 값을 확인한 후, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해서 확인된 위상 천이 값만큼 천이시키는 위상 천이 제어부
를 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치.4. The method of claim 3,
The phase control unit
a table holding unit for storing and maintaining a table in which a plurality of different preset range values for voltage difference and a preset phase shift value corresponding to each of the plurality of range values are recorded; and
Check the difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, and, for each of the at least one second LLC resonant converter module, refer to the table After checking the phase shift value corresponding to the range value to which the difference of the output voltage with the first LLC resonant converter module belongs among the plurality of range values, the at least one second LLC resonant converter module includes the A phase shift value identified for each of the at least one second LLC resonant converter module using the phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches Phase shift control unit that shifts by
DC-DC converting system device comprising a. 복수의 스위치들이 풀브릿지 회로로 구성된 인버터부와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 자화 인덕턴스를 갖는 변압기가 직렬로 연결된 컨버터부 및 상기 변압기를 통해 출력되는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부를 포함하는 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 - 상기 복수의 컨버터 모듈들의 출력단은 직렬로 연결되어 있음 - 을 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들의 스위칭을 제어하기 위한 사전 설정된 주파수의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가하는 단계; 및
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각의 출력 전압을 확인한 후 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 간의 출력 전압의 차이가 사전 설정된 오차 값 이내가 되도록 상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 제어하는 단계
를 포함하고,
상기 제어하는 단계는
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 중 출력 전압이 최소인 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인하는 단계;
상기 복수의 LLC 공진형 컨버터 모듈들 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 상기 오차 값을 초과하는 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈을 확인하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝(pair)을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온(on)되는 지속 시간이 감소하도록 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 인가되는 상기 PWM 제어 신호에 대한 위상 제어를 수행하는 단계
를 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작 방법.A plurality of switches including an inverter unit composed of a full-bridge circuit, a converter unit in which a resonant inductor, a resonant capacitor, and a transformer having a magnetizing inductance are connected in series, and a rectifier unit for rectifying an AC voltage output through the transformer into a DC voltage In the method of operating a DC-DC converting system device comprising LLC resonant converter modules, the output terminals of the plurality of converter modules are connected in series, the method comprising:
applying a pulse width modulation (PWM) control signal of a preset frequency for controlling switching of the plurality of switches included in each of the plurality of LLC resonant converter modules to each of the plurality of LLC resonant converter modules ; and
After checking the output voltage of each of the plurality of LLC resonant converter modules, it is applied to each of the plurality of LLC resonant converter modules so that the difference in output voltage between the plurality of LLC resonant converter modules is within a preset error value controlling the phase of the PWM control signal to be
including,
The controlling step is
identifying a first LLC resonant converter module having a minimum output voltage among the plurality of LLC resonant converter modules;
identifying at least one second LLC resonant converter module in which a difference in output voltage with the first LLC resonant converter module among the plurality of LLC resonant converter modules exceeds the error value; and
Based on a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, the plurality of switches included in each of the at least one second LLC resonant converter module The PWM control signal applied to each of the at least one second LLC resonant converter module so as to decrease the duration that the pair of switches that are paired with each other on the full-bridge circuit is turned on at the same time. Steps to perform phase control
A method of operating a DC-DC converting system device comprising a. 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 위상 제어를 수행하는 단계는
상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 천이(shift)시킴으로써, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍들이 동시에 턴-온되는 지속 시간을 감소시키는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작 방법.6. The method of claim 5,
The step of performing the phase control is
Based on a difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, the plurality of switches included in each of the at least one second LLC resonant converter module By shifting the phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit, the plurality of pieces included in each of the at least one second LLC resonant converter module A method of operating a DC-DC converting system device for reducing a duration in which pairs of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the switches of the switch are simultaneously turned on. 제7항에 있어서,
상기 위상 제어를 수행하는 단계는
전압차에 대한 사전 설정된 서로 다른 복수의 범위 값들과 상기 복수의 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 위상 천이 값이 대응되어 기록되어 있는 테이블을 저장하여 유지하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각과 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈 간의 출력 전압의 차이를 확인하고, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해, 상기 테이블을 참조하여 상기 복수의 범위 값들 중 상기 제1 LLC 공진형 컨버터 모듈과의 출력 전압의 차이가 속하는 범위 값에 대응되는 위상 천이 값을 확인한 후, 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 스위치들 중 상기 풀브릿지 회로 상에서 서로 짝을 이루는 스위치 쌍별로 어느 하나의 스위치에 인가되는 상기 PWM 제어 신호의 위상을 상기 적어도 하나의 제2 LLC 공진형 컨버터 모듈 각각에 대해서 확인된 위상 천이 값만큼 천이시키는 단계
를 포함하는 DC-DC 컨버팅 시스템 장치의 동작 방법.8. The method of claim 7,
The step of performing the phase control is
storing and maintaining a table in which a plurality of different preset range values for a voltage difference and a preset phase shift value corresponding to each of the plurality of range values are recorded in correspondence; and
Check the difference in output voltage between each of the at least one second LLC resonant converter module and the first LLC resonant converter module, and, for each of the at least one second LLC resonant converter module, refer to the table After checking the phase shift value corresponding to the range value to which the difference of the output voltage with the first LLC resonant converter module belongs among the plurality of range values, the at least one second LLC resonant converter module includes the A phase shift value identified for each of the at least one second LLC resonant converter module using the phase of the PWM control signal applied to any one switch for each pair of switches paired with each other on the full-bridge circuit among the plurality of switches step to transition
A method of operating a DC-DC converting system device comprising a.
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