KR20220144648A - Power converting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 전력 변환 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a power conversion device.
최근, 모바일 디바이스가 더 많은 기능을 제공함에 따라 전력 관리 집적 회로(PMIC: power management IC)는 더 많은 직류-직류(DC-DC) 컨버터를 필요로 한다. DC-DC 컨버터는 전원 전압을 상대적으로 낮은 전압으로 변환시키는데 주로 이용될 수 있다. 특히 DC-DC 벅(buck) 변환기는 시간에 따라 입력전압이 변하거나 부하가 변하여도 출력 전압을 안정적으로 공급하며, 높은 전압에서 낮은 전압으로 전압을 변화시킬 때 사용된다. Recently, as mobile devices provide more functions, power management integrated circuits (PMICs) require more direct current (DC-DC) converters. A DC-DC converter can be mainly used to convert a power supply voltage to a relatively low voltage. In particular, the DC-DC buck converter stably supplies the output voltage even when the input voltage changes over time or the load changes, and is used when changing the voltage from a high voltage to a low voltage.
전력 변환 장치에서 손실되는 에너지를 감소시키기 위해 복수의 인덕터를 병렬로 연결하는 방식이 사용된다. 다만, 종래에는 인덕터에 동일한 전류가 흐르도록 하기 위해 인덕터 전류를 센싱하고 조정하는 방식이 사용되곤 하였다. 그러나, 인덕터에 흐르는 전류를 감지하기 위해 사용되는 센서는 DC-DC 컨버터의 스위칭 주파수를 제한할 뿐만 아니라, 응답 특성이 느리며, 각 인덕터들이 별도로 제어되기 때문에 부품 비용이 높고, 구조가 복잡하다는 단점이 있다.A method of connecting a plurality of inductors in parallel is used to reduce energy lost in the power conversion device. However, conventionally, a method of sensing and adjusting the inductor current has been used in order to allow the same current to flow through the inductor. However, the sensor used to detect the current flowing through the inductor not only limits the switching frequency of the DC-DC converter, but also has a slow response characteristic, high component cost because each inductor is controlled separately, and has a complex structure. have.
본 개시는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인덕터에 동일한 전류가 흐르도록 하는 전력 변환 장치 및 그 동작 방법을 제공하고자 한다.An object of the present disclosure is to solve the above problems, and to provide a power conversion device for allowing the same current to flow in an inductor and an operating method thereof.
일 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 입력단으로 전압을 인가하는 전압원의 일단과 제1 노드 사이에 연결된 제1 스위치, 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결되어 있는 제1 인덕터, 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 스위치, 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결된 제2 인덕터, 제2 노드와 접지 사이에 연결된 제3 스위치, 제2 노드와 제3 노드 사이에 직렬로 연결되어 있는 제1 커패시터 및 제5 스위치, 및 제3 노드와 제4 노드 사이에 연결된 제4 스위치를 포함한다.A power conversion device according to an embodiment includes a first switch connected between one end of a voltage source applying a voltage to an input terminal and a first node, a first inductor connected between the first node and a third node, a first node, and a second switch connected between the second node, a second inductor connected between the second node and the fourth node, a third switch connected between the second node and the ground, and the second node and the third node connected in series a first capacitor and a fifth switch, and a fourth switch connected between the third node and the fourth node.
제1 구간 동안, 제1 스위치, 제2 스위치, 및 제5 스위치는 닫혀있으며, 제3 스위치 및 제4 스위치는 열려있을 수 있다.During the first period, the first switch, the second switch, and the fifth switch may be closed, and the third switch and the fourth switch may be open.
제1 구간 이후의 제2 구간 동안, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치, 및 제5 스위치는 닫혀있으며, 제1 스위치는 열려있을 수 있다.During the second period after the first period, the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch may be closed, and the first switch may be open.
제2 구간 이후의 제3 구간 동안, 제1 스위치 및 제4 스위치는 닫혀있으며, 제2 스위치, 제3 스위치, 및 제5 스위치는 열려있을 수 있다.During the third period after the second period, the first switch and the fourth switch may be closed, and the second switch, the third switch, and the fifth switch may be open.
제4 노드의 전압은 제1 구간에서 제1 기울기를 가지면서 증가하고, 제2 구간에서는 제2 기울기를 가지면서 감소하며, 제3 구간에서는 제2 기울기와 상이한 제3 기울기를 가지면서 감소하고, 제3 기울기는 시간이 지남에 따라 증가할 수 있다.The voltage of the fourth node increases while having a first slope in the first section, decreases while having a second slope in the second section, and decreases while having a third slope different from the second slope in the third section, The third slope may increase over time.
일 실시예에 따른 전력 변환 장치를 제어하는 방법은, 입력단에 전압을 인가하는 전압원을 연결하고, 제1 인덕터와 제2 인덕터를 병렬로 연결하는 단계, 입력단에 접지를 연결하고, 제1 인덕터와 제2 인덕터 사이에 제1 커패시터를 병렬로 연결하는 단계, 그리고 입력단에 전압원을 연결하고, 제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터를 직렬로 연결하는 단계를 포함한다.A method of controlling a power conversion device according to an embodiment includes connecting a voltage source for applying a voltage to an input terminal, connecting a first inductor and a second inductor in parallel, connecting a ground to an input terminal, and a first inductor and connecting a first capacitor in parallel between the second inductors, and connecting a voltage source to an input terminal, and connecting the first inductor, the first capacitor, and the second inductor in series.
전력 변환 장치는, 입력단과 제1 인덕터의 일단을 연결하는 제1 스위치, 제1 인덕터의 일단과 제2 인덕터의 일단을 연결하는 제2 스위치, 제2 인덕터의 일단과 접지를 연결하는 제3 스위치, 제1 인덕터의 일단 및 제1 커패시터의 일 전극과 출력단을 연결하는 제4 스위치, 제2 인덕터의 일단과 제1 커패시터의 타 전극을 연결하는 제5 스위치를 포함할 수 있다.The power conversion device includes a first switch connecting an input terminal and one end of the first inductor, a second switch connecting one end of the first inductor and one end of the second inductor, and a third switch connecting one end of the second inductor and a ground , a fourth switch connecting one end of the first inductor and one electrode of the first capacitor to an output terminal, and a fifth switch connecting one end of the second inductor and the other electrode of the first capacitor.
입력단에 전압을 인가하는 전압원을 연결하고, 제1 인덕터와 제2 인덕터를 병렬로 연결하는 단계는, 제1 스위치, 제2 스위치, 및 제5 스위치를 닫고, 제3 스위치 및 제4 스위치를 여는 단계를 포함할 수 있다.The step of connecting a voltage source for applying a voltage to the input terminal and connecting the first inductor and the second inductor in parallel includes closing the first switch, the second switch, and the fifth switch, and opening the third switch and the fourth switch may include steps.
입력단에 접지를 연결하고, 제1 인덕터와 제2 인덕터 사이에 제1 커패시터를 병렬로 연결하는 단계는, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치, 및 제5 스위치를 닫고, 제1 스위치를 여는 단계를 포함할 수 있다.Connecting the ground to the input terminal and connecting the first capacitor in parallel between the first inductor and the second inductor includes closing the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch, and closing the first switch It may include an opening step.
입력단에 전압원을 연결하고, 제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터를 직렬로 연결하는 단계는, 제1 스위치 및 제4 스위치는 닫고, 제2 스위치, 제3 스위치, 및 제5 스위치를 여는 단계를 포함할 수 있다.The step of connecting a voltage source to the input terminal and connecting the first inductor, the first capacitor, and the second inductor in series includes closing the first switch and the fourth switch, and closing the second switch, the third switch, and the fifth switch. It may include an opening step.
일 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 복수의 스위치, 그리고 복수의 스위치의 작동에 의해 입력단과 출력단 사이에 병렬로 연결되거나, 또는 직렬로 연결되는 제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터를 포함한다. A power conversion device according to an embodiment includes a plurality of switches, and a first inductor, a first capacitor, and a second inductor connected in parallel between an input terminal and an output terminal by the operation of a plurality of switches, or connected in series include
제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터가 직렬로 연결되는 동안, 제1 커패시터가 충전되고, 제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터가 병렬로 연결되는 동안, 제1 커패시터가 방전될 수 있다.While the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in series, the first capacitor is charged, and while the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in parallel, the first capacitor is discharged can be
복수의 스위치는, 입력단과 제1 인덕터의 일단을 연결하는 제1 스위치, 제1 인덕터의 일단과 제2 인덕터의 일단을 연결하는 제2 스위치, 제2 인덕터의 일단과 접지를 연결하는 제3 스위치, 제1 인덕터의 타단 및 제1 커패시터의 일 전극과 출력단을 연결하는 제4 스위치, 제2 인덕터의 일단과 제1 커패시터의 타 전극을 연결하는 제5 스위치를 포함할 수 있다.The plurality of switches include a first switch connecting an input terminal and one end of the first inductor, a second switch connecting one end of the first inductor and one end of the second inductor, and a third switch connecting one end of the second inductor and ground. , a fourth switch connecting the other end of the first inductor and one electrode of the first capacitor to an output end, and a fifth switch connecting one end of the second inductor and the other electrode of the first capacitor.
제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터가 병렬로 연결되도록, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치, 및 제5 스위치는 닫히고, 제1 스위치는 열릴 수 있다.The second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch may be closed and the first switch may be opened so that the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in parallel.
제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터가 직렬로 연결되도록, 제1 스위치 및 제4 스위치는 닫히고, 제2 스위치, 제3 스위치, 및 제5 스위치는 열릴 수 있다.The first switch and the fourth switch may be closed, and the second switch, the third switch, and the fifth switch may be opened so that the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in series.
본 개시에 따른 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 전력 변환 장치는 별도의 전류 센싱 장치 없이도 흐르는 인덕터 전류의 불균형을 해결할 수 있다는 장점이 있다. According to at least one of the embodiments according to the present disclosure, the power conversion device has an advantage that it can solve the imbalance of the inductor current flowing without a separate current sensing device.
본 개시에 따른 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 단순한 구조를 가지는 전력 변환 장치를 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments according to the present disclosure, there is an advantage in that it is possible to provide a power conversion device having a simple structure.
본 개시에 따른 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 크기가 작은 전력 변환 장치를 제공할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments according to the present disclosure, there is an advantage in that it is possible to provide a power conversion device having a small size.
도 1은 본 개시에 따른 전력 변환 시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 전력 변환 장치의 회로도이다.
도 3은 전력 변환 장치가 동작할 때 전류의 타이밍도이다.
도 4는 전력 변환 장치가 동작할 때 각 노드에서의 전압의 타이밍도이다.
도 5 내지 도 7은 각 위상에 따른 전력 변환 장치의 회로도이다.1 is a schematic block diagram for explaining a power conversion system according to the present disclosure.
2 is a circuit diagram of a power conversion device according to the present disclosure.
3 is a timing diagram of the current when the power conversion device operates.
4 is a timing diagram of voltages at each node when the power conversion device operates.
5 to 7 are circuit diagrams of a power conversion device according to each phase.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar components are given the same and similar reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and/or “part” for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 1은 본 개시에 따른 전력 변환 시스템(1)을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram for explaining a
본 개시에 따른 전력 변환 시스템(1)은 스위치 제어 장치(100) 및 전력 변환 장치(200)를 포함한다. The
스위치 제어 장치(100)는 전력 변환 장치(200) 내의 복수의 스위치를 스위칭한다. The
전력 변환 장치(200)는 입력 직류 전원을 미리 결정된 직류 전원으로 변환한다. 전력 변환 장치(200)는 출력단에 연결된 부하에 전력을 공급할 수도 있다. The
전력 변환 장치(200)는 복수의 스위치를 포함한다. 여기서, 전력 변환 장치(200) 내의 각각의 스위치들은 PMOS와 NMOS로 구현한 것일 수도 있으며, 적절한 다른 형태로 구현될 수도 있다. The
도 2는 본 개시에 따른 전력 변환 장치(200)의 회로도를 도시한다.2 shows a circuit diagram of a
전력 변환 장치(200)는 2개의 인덕터(L1, L2)와 2개의 커패시터(C1, C2), 5개의 스위치(S1~S5)를 포함한다. The
전력 변환 장치(200)의 제1 노드(N1)와 접지 노드(GND) 사이에는 입력 직류 전원()이 연결된다. 예를 들어, 입력 직류 전원(VX )은 배터리일 수 있다. Between the first node (N1) and the ground node (GND) of the
제1 인덕터(L1)는 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 연결되어 있다. 제1 인덕터(L1)를 통해 제1 노드(N1)에서 제3 노드(N3)로 제1 인덕터 전류()가 흐른다.The first inductor L1 is connected between the first node N1 and the third node N3 . The first inductor current from the first node N1 to the third node N3 through the first inductor L1 ) flows.
제2 인덕터(L2)는 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4) 사이에 연결되어 있다. 제2 인덕터(L2)를 통해 제2 노드(N2)에서 제4 노드(N4)로 제2 인덕터 전류()가 흐른다.The second inductor L2 is connected between the second node N2 and the fourth node N4 . The second inductor current from the second node N2 to the fourth node N4 through the second inductor L2 ) flows.
제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는 서로 동일한 인덕턴스를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는 상이한 인덕턴스를 가질 수도 있다. 이하에서, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)는 동일한 인덕턴스를 갖는다는 가정 하에 기술하기로 한다. 다만, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)의 인덕턴스 값은 본 개시에 따른 전력 변환 장치의 동작에 영향을 미치지 않는다.The first inductor L1 and the second inductor L2 may have the same inductance, but is not limited thereto. The first inductor L1 and the second inductor L2 may have different inductances. Hereinafter, description will be made on the assumption that the first inductor L1 and the second inductor L2 have the same inductance. However, the inductance values of the first inductor L1 and the second inductor L2 do not affect the operation of the power conversion device according to the present disclosure.
제1 커패시터(C1)는 제3 노드(N3)와 제5 스위치(S5) 사이에 직렬로 연결되어 있다. 제2 커패시터(C2)는 제4 노드(N4)와 접지 사이에 연결되어 있다. The first capacitor C1 is connected in series between the third node N3 and the fifth switch S5. The second capacitor C2 is connected between the fourth node N4 and the ground.
제2 커패시터(C2)는 DC 링크(DC link)를 구성할 수 있다. 제2 커패시터(C2)는 제4 노드(N4)의 출력 전압을 안정시킬 수 있다. 제2 커패시터(C2)는 제4 노드(N4)의 리플 전압이 출력 전압에 비해 작도록 충분히 큰 커패시턴스를 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값은 클수록 바람직하다. The second capacitor C2 may constitute a DC link. The second capacitor C2 may stabilize the output voltage of the fourth node N4 . The second capacitor C2 may have a sufficiently large capacitance so that the ripple voltage of the fourth node N4 is smaller than the output voltage. As will be described later, it is preferable that the capacitance values of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 increase.
제1 스위치(S1)는 제1 노드(N1)와 직류 전원()를 연결한다. 제2 스위치(S2)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)를 연결한다. 제3 스위치(S3)는 제2 노드(N2)와 접지를 연결한다. 제4 스위치(S4)는 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)를 연결한다. 제5 스위치(S5)는 제2 노드(N2)와 제1 커패시터(C1)의 일 전극을 연결한다. The first switch (S1) is the first node (N1) and the DC power supply ( ) to connect The second switch S2 connects the first node N1 and the second node N2. The third switch S3 connects the second node N2 to the ground. The fourth switch S4 connects the third node N3 and the fourth node N4. The fifth switch S5 connects the second node N2 and one electrode of the first capacitor C1.
전력 변환 장치(200)는 제4 노드(N4)와 접지 전압 사이에 제2 커패시터(C2)와 병렬로 연결된 전류원을 포함할 수 있다. 여기서, 전류원에는 제4 노드(N4)에 출력으로 들어오는 전류()의 평균만큼의 전류가 흐르도록 설정할 수 있다.The
각각의 스위치들(S1 내지 S5)에는 스위치의 온/오프를 제어하는 제어 신호들이 스위치 제어 장치(100)로부터 인가된다. 이러한 제어 신호들은 크게 3개의 구간으로 이루어진 제어 단계들을 반복한다. 이러한 제어 단계들은 이하에서 상세하게 기술한다.Control signals for controlling on/off of the switches are applied from the
도 3은 도 2에 도시된 전력 변환 장치(200)가 동작할 때의 전류의 타이밍도이다. 도 4는 도 2에 도시된 전력 변환 장치(200)가 동작할 때의 각 노드에서의 전압의 타이밍도이다. 3 is a timing diagram of a current when the
여기서, 각 위상의 구간의 길이, 제1 위상()의 제1 구간(), 제2 위상()의 제2 구간(), 제3 위상()의 제3 구간()의 길이는 원하는 출력 전압을 획득하기 위해 각각 상이하게 설정될 수 있다. Here, the length of the section of each phase, the first phase ( ) of the first section ( ), the second phase ( ) in the second section ( ), the third phase ( ) in the third section ( ) may be set differently to obtain a desired output voltage.
구체적으로, 전력 변환 장치는 i) 입력단으로부터 인가되는 입력 전압에 대응하는 에너지를 각각의 인덕터에 충전(Build up)하는 제1 위상() 구간, ii) 인덕터에 충전된 에너지를 제1 커패시터(C1)에 전달(Freewheeling)하는 제2 위상() 구간, 및 iii) 인덕터에 흐르는 전류의 균형을 맞추는(Balancing) 제3 위상() 구간에 따라 제어된다. Specifically, the power conversion device is i) a first phase (Build up) of energy corresponding to the input voltage applied from the input terminal to each inductor (Build up) ) section, ii) the second phase (freewheeling) of energy charged in the inductor to the first capacitor C1 ) section, and iii) a third phase balancing the current flowing in the inductor ( ) is controlled according to the section.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 각 위상 별로 전력 변환 장치(200)의 동작을 기술한다.Hereinafter, the operation of the
도 5 내지 도 7은 각 위상 별로 동작하는 전력 변환 장치(200)의 회로를 도시한 회로도이다. 5 to 7 are circuit diagrams illustrating circuits of the
구체적으로, 도 5는 제1 위상()일 때의 전력 변환 장치(200)를 나타낸 회로도이다. 도 6는 제2 위상()일 때의 전력 변환 장치(200)를 나타낸 회로도이다. 도 7은 제3 위상()일 때의 전력 변환 장치(200)를 나타낸 회로도이다. Specifically, FIG. 5 shows the first phase ( ) is a circuit diagram showing the
제1 노드(N1)에서 제3 노드(N3)로 제1 인덕터(L1)를 통해 흐르는 전류를 이라고 하고, 제2 노드(N2)에서 제4 노드(N4)로 제2 인덕터(L2)를 통해 흐르는 전류를 라고 한다. 제2 노드(N2)에서 제3 노드(N3)로 제1 커패시터(C1)를 통해 흐르는 전류를 이라고 한다. 또한, 입력단으로부터 제4 노드(N4)로 들어오는 전류를 이라고 한다. current flowing through the first inductor L1 from the first node N1 to the third node N3 and the current flowing through the second inductor L2 from the second node N2 to the fourth node N4 is It is said The current flowing through the first capacitor C1 from the second node N2 to the third node N3 is It is said In addition, the current entering the fourth node (N4) from the input terminal It is said
제1 구간() 동안, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(S1), 제2 스위치(S2), 및 제5 스위치(S5)는 닫혀있으며, 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4)는 열려있다. 이에 따라, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 연결되며, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4)가 연결된다. 이에 따라, 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2)는 병렬로 연결된다.1st section ( ), as shown in FIG. 5 , the first switch S1 , the second switch S2 , and the fifth switch S5 are closed, and the third switch S3 and the fourth switch S4 are is open Accordingly, the first node N1 and the second node N2 are connected, and the third node N3 and the fourth node N4 are connected. Accordingly, the first inductor L1 and the second inductor L2 are connected in parallel.
이 상태에서, 전류 경로는 입력단()으로부터 2개의 인덕터(L1, L2)를 거쳐 병렬로 연결되어 있는 제2 커패시터(C2) 및 전류원을 통해 접지 노드(GND)에 이르는 경로로 형성된다. In this state, the current path is at the input ( ) to the ground node GND through the second capacitor C2 and the current source connected in parallel through the two inductors L1 and L2.
도 3에 나타난 바와 같이, 제1 구간() 동안, 입력 전압()을 통해 에너지가 계속 공급되므로 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류() 및 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류()는 증가한다. 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류()와 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류()가 합쳐져 이 되므로, 출력 전류인 의 값도 또한 증가한다.3, the first section ( ) while the input voltage ( ) through which energy is continuously supplied, so the current ( ) and the current flowing in the second inductor L2 ( ) increases. The current flowing in the first inductor L1 ( ) and the current flowing in the second inductor (L2) ( ) are combined So, the output current is The value of also increases.
도 4에 나타난 바와 같이, 제1 구간() 동안, 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)에는 입력 전압 가 인가된다. 또한, 출력 전류인 가 제2 커패시터(C2)를 거쳐 접지 노드(GND)에 이르면서 제2 커패시터(C2)의 전기장 에너지로 변환되어 제2 커패시터(C2)가 충전된다. 이로써 제2 커패시터(C2)의 일 전극에 연결된 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4)의 전압은 증가한다. As shown in Figure 4, the first section ( ), the input voltage is applied to the first node N1 and the second node N2. is authorized Also, the output current is converted into electric field energy of the second capacitor C2 as it reaches the ground node GND via the second capacitor C2, and the second capacitor C2 is charged. Accordingly, the voltages of the third node N3 and the fourth node N4 connected to one electrode of the second capacitor C2 increase.
제2 구간() 동안, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 스위치(S2) 내지 제5 스위치(S5)는 닫혀있으며, 제1 스위치(S1)는 열려있다. 이에 따라, 제1 구간() 에서와 동일하게 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 연결되어 있으며, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 또한 연결되어 있다. 이에 따라, 제1 인덕터(L1), 제1 커패시터(C1), 및 제2 인덕터(L2)는 병렬로 연결된다.2nd section ( ), as shown in FIG. 6 , the second switch S2 to the fifth switch S5 is closed, and the first switch S1 is open. Accordingly, the first section ( ), the first node N1 and the second node N2 are connected, and the third node N3 and the fourth node N4 are also connected. Accordingly, the first inductor L1, the first capacitor C1, and the second inductor L2 are connected in parallel.
이 상태에서, 전류 경로는 입력 전압()과는 단절되고, 자화된 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)와 제1 커패시터(C1)를 거쳐 병렬로 연결되어 있는 제2 커패시터(C2) 및 전류원을 통해 접지 노드(GND)에 이르는 경로로 형성된다.In this state, the current path is the input voltage ( ) and the ground node (GND) through the magnetized first inductor (L1) and the second inductor (L2) and the second capacitor (C2) and the current source connected in parallel through the first capacitor (C1) formed by a path leading to
제2 구간() 동안, 도 3에 나타난 바와 같이, 제2 스위치(S2)가 턴온되는 시점(t1)에 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)에 저장된 에너지 일부가 제1 커패시터(C1)에 전달되어 제1 커패시터(C1)에 흐르는 전류는 급격히 상승한다. 이후, 제1 커패시터(C1)에 흐르는 전류(IC1)는, 제1 인덕터(L1) 및 제2 인덕터(L2)에 저장된 에너지가 감소됨에 따라 점차 감소한다. 일정 기간이 지나면 제1 커패시터(C1)가 쇼트되어 전류(IC1)가 더 이상 제1 커패시터(C1)에 흐르지 않게 된다. 2nd section ( ), a portion of the energy stored in the first inductor L1 and the second inductor L2 is transferred to the first capacitor C1 at a time t1 when the second switch S2 is turned on. As a result, the current flowing through the first capacitor C1 rapidly increases. Thereafter, the current I C1 flowing through the first capacitor C1 gradually decreases as the energy stored in the first inductor L1 and the second inductor L2 decreases. After a certain period of time, the first capacitor C1 is short-circuited so that the current I C1 no longer flows through the first capacitor C1.
참고로, 제1 커패시터(C1)를 흐르는 전류()의 흐름은, 제1 커패시터(C1)에 저장되어 있던 양전하(Q+)의 양이 제2 커패시터(C2)에 저장되어 있는 양전하의 양보다 많기 때문에, 즉 전하양의 차이 때문에 제2 노드(N2)로부터 제3 노드(N3) 방향으로 흐르게 된다. For reference, the current flowing through the first capacitor C1 ( ) flow, because the amount of positive charge Q+ stored in the first capacitor C1 is greater than the amount of positive charge stored in the second capacitor C2, that is, due to the difference in the amount of charge, the second node N2 ) to the third node N3.
이와 동시에, 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류() 및 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류()는 점차 감소한다. 이에 따라, 제1 인덕터 전류(), 제2 인덕터 전류(), 및 제1 커패시터 전류()의 합인 또한 감소한다. At the same time, the current flowing in the first inductor L1 ( ) and the current flowing in the second inductor L2 ( ) gradually decreases. Accordingly, the first inductor current ( ), the second inductor current ( ), and the first capacitor current ( ) sum of also decreases.
제2 구간() 동안, 도 4에 나타난 바와 같이, 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)는 접지된다. 또한, 출력 전류인 이 감소되므로, 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4)에 걸리는 전압 또한 감소된다. 2nd section ( ), as shown in FIG. 4 , the first node N1 and the second node N2 are grounded. Also, the output current is reduced, the voltage applied to the third node N3 and the fourth node N4 is also reduced.
다만, 후술하는 바와 같이 바로 직전의 제3 구간()에서 제1 커패시터(C1)에 저장되어 있던 에너지가 제2 구간()에서 으로 출력된다. 이 때, 은, 제1 커패시터(C1)에 저장된 에너지가 없는 경우에 제2 구간()에 흐르는 전류의 양보다, 제1 커패시터(C1)에 저장되어 있는 에너지의 양만큼 더 크다. 즉, 바로 직전의 제3 구간()에 제1 커패시터(C1)에 저장되어 있던 에너지와 제2 구간()에서 으로 출력되는 추가된 에너지의 양은 동일하며, 이에 따라 도 3에 제1 면적(S12)과 제2 면적(S21)이 동일하다. 이와 유사하게, 제3 면적(S22)과 제4 면적(S31) 또한 동일하다. However, as will be described later, the immediately preceding third section ( ) in the second section ( )at is output as At this time, is, when there is no energy stored in the first capacitor C1, the second period ( ) is greater by the amount of energy stored in the first capacitor C1 than the amount of current flowing through it. That is, the immediately preceding third section ( ) and the energy stored in the first capacitor C1 and the second section ( )at The amount of the added energy output as ' is the same, and accordingly, the first area ( S12 ) and the second area ( S21 ) in FIG. 3 are the same. Similarly, the third area S22 and the fourth area S31 are also the same.
구체적으로, 제1 커패시터(C1)에는 제3 구간() 동안의 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3) 사이의 전압 차이가 저장되어 있다. 이후의 제1 구간()에서, 제1 커패시터(C1)는 플로팅 상태에 있다. 그리고 이어지는 제2 구간()에서, 제1 커패시터(C1)의 일 전극은 접지(GND)에 연결되고, 타 전극은 출력 단자(즉, 제4 단자(N4))에 연결된다. 즉, 제1 커패시터(C1)에 저장되어 있는 전압에 의해, 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4)의 전압은 급격히 증가한다. 시간이 경과함에 따라 제1 커패시터(C1)에 저장된 에너지가 출력 단자에 전달되면서 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4)의 전압이 감소한다. Specifically, the first capacitor C1 has a third section ( ), the voltage difference between the second node N2 and the third node N3 is stored. After the first section ( ), the first capacitor C1 is in a floating state. And the second section ( ), one electrode of the first capacitor C1 is connected to the ground GND, and the other electrode is connected to the output terminal (ie, the fourth terminal N4). That is, the voltages of the third node N3 and the fourth node N4 rapidly increase due to the voltage stored in the first capacitor C1 . As time passes, energy stored in the first capacitor C1 is transferred to the output terminal, and the voltages of the third node N3 and the fourth node N4 decrease.
만일 제1 인덕터(L1)와 제2 인덕터(L2) 값이 동일하고, 제1 인덕터 전류() 및 제2 인덕터 전류()의 리플이 각 인덕터 전류의 직류값보다 상당히 작다고 가정하면, IL1 = IL2 = IL,DC라고 할 수 있다. 이 때, 제1 커패시터(C1)의 값은 다음과 같이 나타낼 수 있다. If the first inductor L1 and the second inductor L2 have the same value, the first inductor current ( ) and the second inductor current ( ) is significantly smaller than the DC value of each inductor current, I L1 = I L2 = I L,DC . In this case, the value of the first capacitor C1 may be expressed as follows.
여기서, 는 제3 구간의 시간의 길이이고, 는 제1 및 제2 인덕터의 DC 전류이며, 는 제3 구간 동안에 변하는 제1 커패시터(C1)의 양단 전압이다. 본 개시에서는 가 클수록 커패시터에 저장될 수 있는 용량이 작아지고 전류의 밸런싱을 맞출 수 있는 효율이 낮아지므로, 과 를 고려하여 를 충분히 작게할 수 있는 커패시터를 사용해야 한다. here, is the length of time of the third interval, is the DC current of the first and second inductors, is the voltage across the first capacitor C1 that varies during the third period. In this disclosure The larger the value, the smaller the capacity that can be stored in the capacitor and the lower the efficiency for balancing the current. class taking into account Capacitors that can make it small enough should be used.
제3 구간() 동안, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 스위치(S1) 및 제4 스위치(S4)는 닫혀있으며, 제2 스위치(S2), 제3 스위치(S3), 및 제5 스위치(S5)는 열려있다. 이에 따라, 제1 인덕터(L1), 제1 커패시터(C1), 및 제2 인덕터(L2)는 직렬로 연결된다. 3rd section ( ), as shown in FIG. 7 , the first switch S1 and the fourth switch S4 are closed, and the second switch S2 , the third switch S3 , and the fifth switch S5 are closed. is open Accordingly, the first inductor L1, the first capacitor C1, and the second inductor L2 are connected in series.
이 상태에서, 전류 경로는 입력 전압()에서부터 시작되어 제1 인덕터(L1), 제1 커패시터(C1), 및 제2 인덕터(L2)를 거치고, 병렬로 연결되어 있는 제2 커패시터(C2) 및 전류원을 통해 접지 노드(GND)에 이르는 경로로 형성된다.In this state, the current path is the input voltage ( ), goes through the first inductor L1, the first capacitor C1, and the second inductor L2, and reaches the ground node GND through the second capacitor C2 and the current source connected in parallel. formed by the path.
제3 구간() 동안, 도 3에 나타난 바와 같이, 제1 스위치(S1)가 제1 노드(N1)에 연결되는 시점(t2)부터 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류는 증가한다. 또한, 제1 커패시터(C1)를 통해 흐르는 전류()는 감소한다. 3rd section ( ), the current flowing through the first inductor L1 increases from the time t2 when the first switch S1 is connected to the first node N1 as shown in FIG. 3 . In addition, the current flowing through the first capacitor C1 ( ) decreases.
이 때, 제1 인덕터(L1), 제1 커패시터(C1), 및 제2 인덕터(L2)는 모두 직렬로 연결되어 있으므로, 제1 인덕터 전류(), 제1 커패시터 전류(), 및 제2 인덕터 전류()에는 동일한 전류가 흐르며, 이는 출력 전류()과 동일하다. 즉, 제3 위상에서 제1 인덕터 전류(), 제1 커패시터 전류(), 제2 인덕터 전류(), 및출력 전류()의 기울기의 절댓값은 모두 동일하다. At this time, since the first inductor L1, the first capacitor C1, and the second inductor L2 are all connected in series, the first inductor current ( ), the first capacitor current ( ), and the second inductor current ( ) flows the same current, which is the output current ( ) is the same as That is, in the third phase, the first inductor current ( ), the first capacitor current ( ), the second inductor current ( ), and the output current ( ) The absolute values of the slopes of are all the same.
다만, 상술한 제2 구간()에서는 제1 인덕터(L1)에 흐르는 전류, 제2 인덕터(L2)에 흐르는 전류, 및 제1 커패시터(C1)에 흐르는 전류가 합쳐져서 출력 전류()로서 흐른다. 반면, 제3 구간()에서는 제1 인덕터(L1), 제1 커패시터(C1), 및 제2 인덕터(L2)가 직렬로 연결되므로, 출력 전류()가 제2 구간()과 비교하여 감소된다. 상술한 바와 같이, 출력단으로 전달되지 못한 에너지는 제1 커패시터(C1)에 저장되어, 제3 위상()에서 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3) 사이의 전압차는 증가된다. However, the second section ( ), the current flowing through the first inductor L1, the current flowing through the second inductor L2, and the current flowing through the first capacitor C1 are combined to produce an output current ( ) flows as On the other hand, the third section ( ), since the first inductor L1, the first capacitor C1, and the second inductor L2 are connected in series, the output current ( ) is the second section ( ) is reduced compared to As described above, the energy not transferred to the output terminal is stored in the first capacitor C1, and the third phase ( ), the voltage difference between the second node N2 and the third node N3 is increased.
제3 구간() 동안, 도 4에 나타난 바와 같이, 제1 노드(N1)는 입력단에 연결되어 의 전압을 가진다. 제1 인덕터(L1)를 통해 흐르는 전류에 의해 제3 노드(N3)의 전압이 증가한다. 반면, 제1 커패시터(C1)의 양단에 걸리는 전압이 증가함에 따라 제2 노드(N2)의 전압은 감소한다. 또한, 출력 전류()가 감소함에 따라 제4 노드(N4)의 전압 또한 감소한다. 제4 노드(N4), 즉, 제2 커패시터(C2) 양단에 걸리는 전압은 그 제2 커패시터(C2)에 흐르는 전류의 제곱에 비례한다. 따라서, 제4 노드(N4)에 걸리는 전압은 2차 함수의 형태로 감소한다. 3rd section ( ), as shown in FIG. 4 , the first node N1 is connected to the input has a voltage of The voltage of the third node N3 is increased by the current flowing through the first inductor L1. On the other hand, as the voltage across the first capacitor C1 increases, the voltage at the second node N2 decreases. Also, the output current ( ) decreases, the voltage of the fourth node N4 also decreases. The voltage across the fourth node N4, ie, the second capacitor C2, is proportional to the square of the current flowing through the second capacitor C2. Accordingly, the voltage applied to the fourth node N4 decreases in the form of a quadratic function.
이후, 전압 변환 장치는 제1 위상() 내지 제3 위상()의 상태를 반복한다. Then, the voltage conversion device is the first phase ( ) to the third phase ( ) repeats the state.
본 개시에 따른 전력 변환 시스템에 따르면, 전력 변환 장치의 구조적인 변경 없이도 인덕터에 흐르는 전류의 불균형을 해결할 수 있다.According to the power conversion system according to the present disclosure, it is possible to solve the imbalance of current flowing through the inductor without structural change of the power conversion device.
또한, 본 개시에 따른 전력 변환 시스템은, 구조 상 단순하고 크기가 작은 전력 변환 장치를 제공할 수 있다. In addition, the power conversion system according to the present disclosure may provide a power conversion device that is simple in structure and small in size.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 사용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the invention.
Claims (15)
상기 제1 노드와 제3 노드 사이에 연결되어 있는 제1 인덕터,
상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결된 제2 스위치,
상기 제2 노드와 제4 노드 사이에 연결된 제2 인덕터,
상기 제2 노드와 접지 사이에 연결된 제3 스위치,
상기 제2 노드와 상기 제3 노드 사이에 직렬로 연결되어 있는 제1 커패시터 및 제5 스위치, 및
상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 제4 스위치를 포함하는,
전력 변환 장치.a first switch connected between one end of a voltage source for applying a voltage to the input terminal and the first node;
a first inductor connected between the first node and the third node;
a second switch connected between the first node and the second node;
a second inductor connected between the second node and the fourth node;
a third switch connected between the second node and the ground;
a first capacitor and a fifth switch connected in series between the second node and the third node, and
comprising a fourth switch connected between the third node and the fourth node,
power converter.
제1 구간 동안, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 및 상기 제5 스위치는 닫혀있으며,
상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치는 열려있는,
전력 변환 장치.According to claim 1,
During the first period, the first switch, the second switch, and the fifth switch are closed,
the third switch and the fourth switch are open;
power converter.
상기 제1 구간 이후의 제2 구간 동안, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제4 스위치, 및 상기 제5 스위치는 닫혀있으며, 상기 제1 스위치는 열려있는,
전력 변환 장치.3. The method of claim 2,
During a second period after the first period, the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch are closed, and the first switch is open;
power converter.
상기 제2 구간 이후의 제3 구간 동안, 상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치는 닫혀있으며, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제5 스위치는 열려있는,
전력 변환 장치.4. The method of claim 3,
During a third period after the second period, the first switch and the fourth switch are closed, and the second switch, the third switch, and the fifth switch are open;
power converter.
상기 제4 노드의 전압은 상기 제1 구간에서 제1 기울기를 가지면서 증가하고, 상기 제2 구간에서는 제2 기울기를 가지면서 감소하며, 상기 제3 구간에서는 상기 제2 기울기와 상이한 제3 기울기를 가지면서 감소하고,
상기 제3 기울기는 시간이 지남에 따라 증가하는,
전력 변환 장치.5. The method of claim 4,
The voltage of the fourth node increases while having a first slope in the first section, decreases while having a second slope in the second section, and has a third slope different from the second slope in the third section decreases with
The third slope increases over time,
power converter.
상기 입력단에 접지를 연결하고, 상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터 사이에 제1 커패시터를 병렬로 연결하는 단계, 그리고
상기 입력단에 상기 전압원을 연결하고, 상기 제1 인덕터, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 인덕터를 직렬로 연결하는 단계를 포함하는,
전력 변환 장치를 제어하는 방법.connecting a voltage source for applying a voltage to the input terminal, and connecting the first inductor and the second inductor in parallel;
connecting a ground to the input terminal and connecting a first capacitor in parallel between the first inductor and the second inductor; and
connecting the voltage source to the input terminal and connecting the first inductor, the first capacitor, and the second inductor in series;
How to control the power converter.
상기 전력 변환 장치는, 상기 입력단과 상기 제1 인덕터의 일단을 연결하는 제1 스위치, 상기 제1 인덕터의 일단과 상기 제2 인덕터의 일단을 연결하는 제2 스위치, 상기 제2 인덕터의 일단과 상기 접지를 연결하는 제3 스위치, 상기 제1 인덕터의 일단 및 상기 제1 커패시터의 일 전극과 출력단을 연결하는 제4 스위치, 및 상기 제2 인덕터의 일단과 상기 제1 커패시터의 타 전극을 연결하는 제5 스위치를 포함하는,
전력 변환 장치를 제어하는 방법.7. The method of claim 6,
The power conversion device includes a first switch connecting the input terminal and one end of the first inductor, a second switch connecting one end of the first inductor and one end of the second inductor, and one end of the second inductor and the A third switch connecting the ground, a fourth switch connecting one end of the first inductor and one electrode of the first capacitor to an output end, and a fourth switch connecting one end of the second inductor and the other electrode of the first capacitor 5 switch included,
How to control the power converter.
상기 입력단에 전압을 인가하는 전압원을 연결하고, 제1 인덕터와 제2 인덕터를 병렬로 연결하는 단계는,
상기 제1 스위치, 제2 스위치, 및 제5 스위치를 닫고, 제3 스위치 및 제4 스위치를 여는 단계를 포함하는,
전력 변환 장치를 제어하는 방법.8. The method of claim 7,
The step of connecting a voltage source for applying a voltage to the input terminal and connecting the first inductor and the second inductor in parallel comprises:
closing the first switch, the second switch, and the fifth switch, and opening the third switch and the fourth switch;
How to control the power converter.
상기 입력단에 접지를 연결하고, 상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터 사이에 제1 커패시터를 병렬로 연결하는 단계는,
상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제4 스위치, 및 상기 제5 스위치를 닫고, 상기 제1 스위치를 여는 단계를 포함하는,
전력 변환 장치를 제어하는 방법.9. The method of claim 8,
Connecting a ground to the input terminal and connecting a first capacitor in parallel between the first inductor and the second inductor includes:
closing the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch, and opening the first switch,
How to control the power converter.
상기 입력단에 상기 전압원을 연결하고, 상기 제1 인덕터, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 인덕터를 직렬로 연결하는 단계는,
상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치는 닫고, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제5 스위치를 여는 단계를 포함하는,
전력 변환 장치를 제어하는 방법.10. The method of claim 9,
Connecting the voltage source to the input terminal, and connecting the first inductor, the first capacitor, and the second inductor in series,
closing the first switch and the fourth switch, and opening the second switch, the third switch, and the fifth switch.
How to control the power converter.
상기 복수의 스위치의 작동에 의해 입력단과 출력단 사이에 병렬로 연결되거나, 또는 직렬로 연결되는 제1 인덕터, 제1 커패시터, 및 제2 인덕터
를 포함하는 전력 변환 장치.multiple switches, and
A first inductor, a first capacitor, and a second inductor connected in parallel or connected in series between an input terminal and an output terminal by the operation of the plurality of switches
A power conversion device comprising a.
상기 제1 인덕터, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 인덕터가 직렬로 연결되는 동안, 상기 제1 커패시터가 충전되고,
상기 제1 인덕터, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 인덕터가 병렬로 연결되는 동안, 상기 제1 커패시터가 방전되는,
전력 변환 장치.12. The method of claim 11,
while the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in series, the first capacitor is charged;
while the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in parallel, the first capacitor is discharged,
power converter.
상기 복수의 스위치는,
입력단과 상기 제1 인덕터의 일단을 연결하는 제1 스위치,
상기 제1 인덕터의 일단과 상기 제2 인덕터의 일단을 연결하는 제2 스위치,
상기 제2 인덕터의 일단과 접지를 연결하는 제3 스위치,
상기 제1 인덕터의 타단 및 상기 제1 커패시터의 일 전극과 상기 출력단을 연결하는 제4 스위치,
상기 제2 인덕터의 일단과 상기 제1 커패시터의 타 전극을 연결하는 제5 스위치를 포함하는,
전력 변환 장치.12. The method of claim 11,
The plurality of switches,
a first switch connecting an input terminal and one end of the first inductor;
a second switch connecting one end of the first inductor and one end of the second inductor;
a third switch connecting one end of the second inductor to the ground;
a fourth switch connecting the other terminal of the first inductor and one electrode of the first capacitor to the output terminal;
A fifth switch connecting one end of the second inductor and the other electrode of the first capacitor,
power converter.
상기 제1 인덕터, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 인덕터가 병렬로 연결되도록, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제4 스위치, 및 상기 제5 스위치는 닫히고, 상기 제1 스위치는 열리는,
전력 변환 장치.14. The method of claim 13,
The second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch are closed, and the first switch is opened so that the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in parallel. ,
power converter.
상기 제1 인덕터, 상기 제1 커패시터, 및 상기 제2 인덕터가 직렬로 연결되도록, 상기 제1 스위치 및 상기 제4 스위치는 닫히고, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제5 스위치는 열리는,
전력 변환 장치.15. The method of claim 14,
The first switch and the fourth switch are closed, and the second switch, the third switch, and the fifth switch are opened so that the first inductor, the first capacitor, and the second inductor are connected in series. ,
power converter.
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US20070007935A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-11 | Dell Products L.P. | Extending the continuous mode of operation for a buck converter |
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KR20180054021A (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | bidirectional DC-DC converter, and energy storage system including the same |
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