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KR101470391B1 - Dc-dc converter - Google Patents

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KR101470391B1
KR101470391B1 KR1020130092540A KR20130092540A KR101470391B1 KR 101470391 B1 KR101470391 B1 KR 101470391B1 KR 1020130092540 A KR1020130092540 A KR 1020130092540A KR 20130092540 A KR20130092540 A KR 20130092540A KR 101470391 B1 KR101470391 B1 KR 101470391B1
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정세교
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경상대학교산학협력단
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Abstract

A DC-DC converter is disclosed. The DC-DC converter comprises a DC-AC converter which receives DC power and outputs the received DC power as AC power having a predetermined frequency, a transformer which receives the AC power outputted from the DC-AC converter with a primary winding and induces the AC power applied to the primary winding to multiple secondary windings, and multiple AC-DC converters each of which output AC power outputted from the transformer as a predetermined level of AC power. Each of the multiple AC-DC converters includes a rectifier unit configured to rectify the AC power outputted from the transformer, a buck converter configured to convert the rectified AC power into a predetermined level of voltage, and a pulse density modulation (PDM) controller configured to control feedback to the buck converter by PDM, based on the output voltage of the buck converter.

Description

직류-직류 컨버터{DC-DC CONVERTER}[0001] DC-DC CONVERTER [0001]

본 발명은 직류-직류 컨버터에 관한 것으로, 입력되는 직류 전원을 서로 다른 크기의 복수의 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있는 직류-직류 컨버터에 관한 것이다. The present invention relates to a DC-DC converter, and more particularly, to a DC-DC converter capable of converting an input DC power into a plurality of DC power having different sizes and outputting the DC power.

LED TV, 노트북 컴퓨터 등은 서로 다른 복수의 직류 전원을 이용한다는 점에서, 서로 다른 전압이 출력 가능한 다중출력 전원 장치를 이용하고 있다. An LED TV, a notebook computer, and the like use a plurality of different DC power sources, so that a multi-output power source device capable of outputting different voltages is used.

하나의 입력 전원을 이용하여 상호 절연된(isolation) 서로 다른 크기의 전압을 출력하는 전원 장치를 구현하기 위하여, 종래에는 변압기의 2차 측에 정류 회로와 직류-직류 컨버터를 개별적으로 구비하여 이용하거나, 하나의 출력에만 제어기를 사용하고 다른 출력은 변압기의 교차 조절(Cross regulation) 특성을 이용하였다. Conventionally, a rectifier circuit and a DC-DC converter are individually provided on a secondary side of a transformer and a power source device using a single DC power source , The controller is used for only one output, and the other output uses the cross regulation characteristic of the transformer.

그러나 변압기의 2차 측에 개별적인 직류-직류 컨버터를 이용하는 경우에는 전력변환 단계가 복잡하여 효율이 낮고, 가격이 상승한다는 단점이 있었다. 그리고 하나의 출력에 대한 제어기만을 이용하는 경우에는 제어되지 않는 다른 출력에 대해서 정밀한 전압 조절이 어려운 문제점이 있었다. However, when an individual DC-DC converter is used on the secondary side of the transformer, there is a disadvantage that the power conversion step is complicated and the efficiency is low and the price is increased. In the case of using only one controller for the output, it is difficult to precisely control the voltage of the other output which is not controlled.

따라서, 회로의 구성이 간단하고, 개별적으로 각 출력 전압의 제어가 가능한 다중출력을 갖는 직류-직류 컨버터가 요구되었다. Therefore, a DC-DC converter having multiple outputs capable of controlling the respective output voltages is simple, and the circuit configuration is simple.

따라서, 본 발명의 목적은 입력되는 직류 전원을 서로 다른 크기의 복수의 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있는 직류-직류 컨버터를 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a DC-DC converter capable of converting an input DC power into a plurality of DC power having different sizes and outputting the DC power.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직류-직류 컨버터는, 직류 전원을 입력받으며, 상기 입력된 직류 전원을 기설정된 주파수를 갖는 교류 전원으로 출력하는 DC-AC 컨버터, 상기 DC-AC 컨버터에서 출력되는 교류 전원을 1차 권선으로 인가받고, 상기 1차 권선으로 인가되는 교류 전원을 복수의 2차 권선으로 유기하는 변압기, 및, 상기 변압기에서 출력되는 복수의 교류 전원 각각을 기설정된 크기의 직류 전원으로 출력하는 복수의 AC-DC 컨버터를 포함하고, 상기 복수의 AC-DC 컨버터 각각은, 상기 변압기에서 출력되는 교류 전원을 정류하는 정류부, 상기 정류된 교류 전원을 기설정된 크기의 전압으로 변환하는 벅-컨버터, 및, 상기 벅-컨버터의 출력 전압을 기초로 PDM 방식으로 상기 벅-컨버터를 피드백 제어하는 PDM 제어기를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a DC-to-DC converter comprising: a DC-AC converter that receives a DC power and outputs the DC power as an AC power having a preset frequency; A transformer that receives an AC power output from the transformer as a primary winding and induces an AC power applied to the primary winding as a plurality of secondary windings and a plurality of AC power sources output from the transformer, And a plurality of AC-DC converters each of which outputs AC power to a DC power source, wherein each of the plurality of AC-DC converters comprises: a rectifying unit for rectifying AC power outputted from the transformer; And a PDM controller for feedback-controlling the buck-converter in a PDM manner based on an output voltage of the buck-converter.

이 경우, 상기 DC-AC 컨버터는, 비대칭 하프브리지 DC-AC 컨버터, 하프브리지 DC-AC 컨버터, LLC 공진형 DC-AC 컨버터 및 풀-브리지 DC-AC 컨버터 중 하나일 수 있다. In this case, the DC-AC converter may be one of an asymmetric half-bridge DC-AC converter, a half bridge DC-AC converter, an LLC resonant DC-AC converter, and a full-bridge DC-AC converter.

한편, 상기 변압기는, 서로 다른 권선비를 갖는 복수의 2차 권선을 구비할 수 있다. On the other hand, the transformer may include a plurality of secondary windings having different winding ratios.

한편, 상기 벅-컨버터는, 일 단이 상기 정류부의 일 단과 연결되며, 상기 PDM 제어기의 제어에 따라 스위칭되는 스위치, 캐소드가 상기 스위치의 타 단과 연결되는 다이오드, 일 단이 상기 다이오드의 캐소드 및 상기 스위치의 타 단과 공통 연결되는 인덕터, 및, 일 단이 상기 인덕터의 타 단과 연결되고, 타 단이 상기 다이오드의 애노드 및 상기 정류부의 타 단과 공통 연결되는 커패시터를 포함할 수 있다. The buck-converter includes a switch connected to one end of the rectifying part, a switch connected to the control terminal of the PDM controller, a diode connected to the other end of the switch, a cathode of the diode, And an inductor connected in common to the other end of the switch and a capacitor having one end connected to the other end of the inductor and the other end commonly connected to the anode of the diode and the other end of the rectifying part.

이 경우, 상기 스위치는, MOSFET(MOS field-effect transistor)일 수 있다. In this case, the switch may be a MOS field-effect transistor (MOSFET).

한편, 상기 PDM 제어기는, 기준 전압과 상기 벅-컨버터의 출력 전압의 차이를 출력하는 비교기, 상기 비교기의 출력에 대한 PI 제어를 수행하여 전압 명령을 생성하는 PI부, 및, 상기 생성된 전압 명령에 따라 상기 벅-컨버터를 제어하기 위한 게이트 펄스를 생성하는 PDM 발생회로를 포함할 수 있다. The PDM controller includes a comparator for outputting a difference between a reference voltage and an output voltage of the buck-converter, a PI unit for performing a PI control on an output of the comparator to generate a voltage command, And a PDM generation circuit for generating a gate pulse for controlling the buck-converter according to the control signal.

이 경우, 상기 PDM 발생회로는, 상기 정류부의 출력전압이 O인 시점에 상기 게이트 펄스를 상기 벅-컨버터에 제공할 수 있다. In this case, the PDM generation circuit may provide the gate pulse to the buck-converter at the time when the output voltage of the rectification part is 0.

한편, 상기 PDM 발생회로는, 상기 PI부에서 출력되는 전압 명령과 기설정된 주파수를 갖는 캐리어 주파수와의 차이를 출력하는 제2 비교기, 및, 상기 제2 비교기의 출력을 데이터(data) 신호로 입력받고, 상기 DC-AC 컨버터의 PWM 신호를 리셋(reset) 신호로 입력받는 D 플립플롭을 포함할 수 있다. The PDM generation circuit may include a second comparator that outputs a difference between a voltage command output from the PI unit and a carrier frequency having a predetermined frequency, and a second comparator that outputs an output of the second comparator as a data signal And a D flip-flop receiving the PWM signal of the DC-AC converter as a reset signal.

한편, 상기 DC-AC 컨버터에서 출력되는 교류 전원의 기설정된 주파수는, 상기 게이트 펄스 신호의 주파수보다 크며, 상기 게이트 펄스 신호의 주파수에 대해서 정수배일 수 있다. Meanwhile, the predetermined frequency of the AC power outputted from the DC-AC converter is larger than the frequency of the gate pulse signal, and may be an integral multiple of the frequency of the gate pulse signal.

본 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터는 종래 방식에 비해 전력 변환 단계를 줄일 수 있어 회로가 간단하며, 소형화, 가격 절감 및 효율을 향상시킬 수 있다. The DC-DC converter according to the present embodiment can reduce the power conversion steps as compared with the conventional method, so that the circuit is simple, and it is possible to reduce the size, cost, and efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로도,
도 3은 제1 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로 동작을 위한 파형도,
도 4 내지 도 7은 도 1의 DC-AC 컨버터의 다양한 예를 도시한 도면,
도 8은 도 1의 AC-DC 컨버터의 구체적인 구성을 도시한 회로도,
도 9는 도 8의 PDM 발생회로의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로도, 그리고,
도 11은 도 10의 DC-DC 컨버터의 동작 파형도이다. 1 is a block diagram showing a configuration of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention;
2 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to a first embodiment of the present invention,
3 is a waveform diagram for a circuit operation of the DC-DC converter according to the first embodiment,
FIGS. 4 to 7 illustrate various examples of the DC-AC converter of FIG. 1;
FIG. 8 is a circuit diagram showing a specific configuration of the AC-DC converter of FIG. 1;
Fig. 9 is a diagram showing a specific configuration of the PDM generating circuit of Fig. 8,
10 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to a second embodiment of the present invention,
11 is an operational waveform diagram of the DC-DC converter of Fig.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 구성을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a configuration of a DC-DC converter according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터(100, 또는 직류-직류 컨버터)는 DC-AC 컨버터(110, 또는 직류-교류 컨버터), 변압기(120) 및 복수의 AC-DC 컨버터(200, 또는 교류-직류 컨버터)로 구성될 수 있다. 1, a DC-DC converter 100 or a DC-DC converter according to the present embodiment includes a DC-AC converter 110 (or a DC-AC converter), a transformer 120 and a plurality of AC- (200, or an AC-DC converter).

DC-AC 컨버터(110)는 직류 전원을 입력받으며, 입력된 직류 전원을 기설정된 주파수를 갖는 교류 전원으로 출력한다. 여기서 기설정된 주파수는 100 kHz 내지 9 Mhz 범위의 고 주파수일 수 있다. 이러한 DC-AC 컨버터(110)는 비대칭 하프브리지 DC-AC 컨버터, 하프브리지 DC-AC 컨버터, LLC 공진형 DC-AC 컨버터 및 풀-브리지 DC-AC 컨버터 등일 수 있다. The DC-AC converter 110 receives the DC power and outputs the input DC power to an AC power having a preset frequency. The preset frequency may be a high frequency in the range of 100 kHz to 9 MHz. The DC-AC converter 110 may be an asymmetric half-bridge DC-AC converter, a half-bridge DC-AC converter, a LLC resonant DC-AC converter, and a full-bridge DC-AC converter.

변압기(120)는 DC-AC 컨버터(110)에서 출력되는 교류 전원을 1차 권선으로 인가받고, 1차 권선으로 인가되는 교류 전원을 복수의 2차 권선으로 유기한다. 구체적으로, 변압기(120)는 다중 출력 변압기로 DC-AC 컨버터(110)에서 출력되는 전압을 변압하여 복수의 2차 권선에 출력할 수 있다. 여기서 2차 권선은 상호 다른 권선비를 가질 수 있다. 예를 들어, 1차 권선의 권선수가 Np1인 경우, 각각의 2차 권선은 Ns1~Nsn까지의 권선수를 가질 수 있다. 이에 따른 각 2차 권선에서의 권선비는 n1=Ns1/Np1, nn=Nsn/Np1이다. 즉, DC-DC 컨버터(100)가 출력해야 하는 전압의 크기에 따라 2차 권선의 권선비를 독립적으로 결정할 수 있다. The transformer 120 receives the AC power output from the DC-AC converter 110 as a primary winding and the AC power applied to the primary winding as a plurality of secondary windings. Specifically, the transformer 120 transforms a voltage output from the DC-AC converter 110 to a plurality of secondary windings by a multiple output transformer. Here, the secondary windings can have different turns ratio. For example, if the number of windings of the primary winding Np1, each of the secondary winding may have a number of turns N s1 to sn ~ N. Therefore, the winding ratio in each secondary winding is n 1 = N s1 / N p1 , n n = N sn / N p1 . That is, the winding ratio of the secondary winding can be independently determined according to the magnitude of the voltage that the DC-DC converter 100 needs to output.

복수의 AC-DC 컨버터(200)는 변압기(120)에서 출력되는 복수의 교류 전원 각각을 기설정된 크기의 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 구체적으로, AC-DC 컨버터(200) 각각은 변압된 교류 전원을 정류하고, PDM(Pulse density modulation) 방식으로 정류된 교류 전원을 기설정된 직류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다. AC-DC 컨버터(200)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다. The plurality of AC-DC converters 200 convert each of the plurality of AC power sources output from the transformer 120 into direct current power of predetermined magnitude and outputs the DC power. Specifically, each of the AC-DC converters 200 rectifies the transformed AC power, converts the AC power rectified by the PDM (Pulse Density Modulation) method into a predetermined DC power, and outputs the AC power. The specific configuration and operation of the AC-DC converter 200 will be described with reference to FIG.

한편, 도 1을 설명함에 있어서, DC-DC 컨버터(100)가 두 개의 AC-DC 컨버터를 구비하는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 3개 이상의 컨버터가 구비될 수도 있다.
1, although the DC-DC converter 100 includes two AC-DC converters, three or more converters may be provided at the time of implementation.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로도이다. 2 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, DC-AC 컨버터(110)는 직류 전원(101)을 입력받으며, 입력된 직류 전원을 수백 kHz 내지 수Mhz 범위의 고주파수의 교류 전원으로 출력한다.Referring to FIG. 2, the DC-AC converter 110 receives the DC power source 101 and outputs the input DC power to an AC power source having a high frequency ranging from several hundred kHz to several Mhz.

한편, 본 실시 예에서는 직류 전원을 수백 kHz 내지 수Mhz 범위의 고주파수로 출력하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 수십 kHz 범위 및 Ghz 범위로 출력할 수도 있다. 이러한 DC-AC 컨버터(110)는 도 4와 같은 비대칭 하프브리지 DC-AC 컨버터, 도 5와 같은 하프브리지 DC-AC 컨버터, 도 6과 같은 LLC 공진형 DC-AC 컨버터 및 도 7과 같은 풀-브리지 DC-AC 컨버터일 수 있다. On the other hand, in the present embodiment, DC power is output at a high frequency in the range of several hundreds kHz to several Mhz. However, in the implementation, it may be output in the range of several tens kHz and Ghz. This DC-AC converter 110 includes an asymmetric half bridge DC-AC converter as shown in FIG. 4, a half bridge DC-AC converter as shown in FIG. 5, an LLC resonant DC-AC converter as shown in FIG. 6, Bridge DC-AC converter.

변압기(120)는 DC-AC 컨버터에서 출력되는 교류 전원을 1차 권선으로 인가받고, 1차 권선으로 인가되는 교류 전원을 복수의 2차 권선으로 유기한다. 도시된 예에서는 변압기(120)는 3개의 2차 권선을 갖는 것으로 도시하였지만, 구현시에 변압기(120)는 2개의 2차 권선을 가질 수 있으며, 4개 이상의 2차 권선을 가질 수도 있다. 이러한 2차 권선 중 적어도 하나 이상은 다른 2차 권선과 다른 권선비를 가질 수 있다. The transformer 120 receives the AC power output from the DC-AC converter as a primary winding and the AC power applied to the primary winding as a plurality of secondary windings. Although transformer 120 is shown having three secondary windings in the illustrated example, in an implementation, transformer 120 may have two secondary windings and may have four or more secondary windings. At least one of these secondary windings may have a different winding ratio than the other secondary windings.

복수의 AC-DC 컨버터(200)는 변압기(120)에서 출력되는 복수의 교류 전원 각각을 기설정된 크기의 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 구체적으로, AC-DC 컨버터(200) 각각은 정류부(210), 벅-컨버터(220) 및 PDM 제어기(230)로 구성될 수 있다. The plurality of AC-DC converters 200 convert each of the plurality of AC power sources output from the transformer 120 into direct current power of predetermined magnitude and outputs the DC power. Specifically, each of the AC-DC converters 200 may include a rectifier 210, a buck-converter 220, and a PDM controller 230.

정류부(210)는 변압기(120)에서 출력되는 전압(구체적으로, 고주파수 교류 전압)을 정류하여 직류 전압으로 출력한다. 구체적으로, 정류부(210)는 풀-브리지 정류기로 구현될 수 있으며, 센터-탭 정류기로 구현될 수 있다. 한편, 구현시에 복수의 AC-DC 컨버터가 동일한 정류기로 구현될 수 있으며, 도 10과 같이 서로 다른 정류기로 구현될 수도 있다. The rectifying unit 210 rectifies a voltage (specifically, a high frequency AC voltage) output from the transformer 120 and outputs it as a DC voltage. In particular, the rectifier 210 may be implemented as a full-bridge rectifier and may be implemented as a center-tap rectifier. Meanwhile, in implementation, a plurality of AC-DC converters may be implemented by the same rectifier, or may be implemented by different rectifiers as shown in FIG.

벅-컨버터(220)는 정류된 교류 전원을 기설정된 크기의 직류 전압으로 변환한다. 벅-컨버터(220)의 구체적인 구성에 대해서는 도 8과 관련하여 후술한다. The buck-converter 220 converts the rectified AC power into a DC voltage of a predetermined magnitude. Concrete configuration of the buck-converter 220 will be described later with reference to Fig.

PDM 제어기(230)는 벅-컨버터(220)의 출력 전압을 기초로 PDM 방식으로 벅-컨버터를 피드백 제어한다. PDM 제어기(230)의 구체적인 구성에 대해서는 도 8과 관련하여 후술한다. The PDM controller 230 feedback-controls the buck-converter in a PDM manner based on the output voltage of the buck-converter 220. The specific configuration of the PDM controller 230 will be described later with reference to FIG.

이상에서는 DC-DC 컨버터의 구성에 대해서 설명하였으며, 이하에서는 도 3의 파형도를 이용하여 DC-DC 컨버터(100)의 동작을 설명한다.
The configuration of the DC-DC converter has been described above. Hereinafter, the operation of the DC-DC converter 100 will be described using the waveform diagram of FIG.

도 3은 제1 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로 동작을 위한 파형도이다. 3 is a waveform diagram for circuit operation of the DC-DC converter according to the first embodiment.

도 3을 참조하면, DC-AC 컨버터(110)는 직류 입력전압(Vi)을 고주파의 교류(Vp)로 변환하여 출력한다. Referring to FIG. 3, the DC-AC converter 110 converts the DC input voltage Vi into a high-frequency AC voltage Vp.

이때 교류 전압의 주기는 TH=1/fH이며, fH는 DC-AC 컨버터(110)의 스위칭 주파수이다. 각 교류 펄스 사이에는 데드타임 Td를 두며, Vp 파형의 실효적인 펄스 폭은 아래의 수학식 1과 같다. Here, the period of the AC voltage is T H = 1 / f H , and f H is the switching frequency of the DC-AC converter 110. There is a dead time T d between each AC pulse, and V p The effective pulse width of the waveform is given by Equation 1 below.

Figure 112013070719800-pat00001
Figure 112013070719800-pat00001

한편, 변압기(120)의 2차 측 각 권선에서 유기되는 전압은 변압기(120)의 권선 비에 따라 달라지며 2차 측 전압의 첨두값은 수학식 2와 같다. On the other hand, the voltage induced in the secondary winding of the transformer 120 depends on the winding ratio of the transformer 120, and the peak value of the secondary voltage is expressed by Equation (2).

Figure 112013070719800-pat00002
Figure 112013070719800-pat00002

여기서 Vs1 , peak는 첫번째 2차 권선의 첨두 전압값, Vs2 , peak는 두 번째 2차 권선의 첨두 전압값, Vsn , peak는 n번째 2차 권선의 첨두 전압값이고, Vi는 1차 권선의 전압값이며, n1, n2, nn는 권선비로 수학식 3과 같다. Wherein V s1, peak is the peak voltage value of the first secondary winding, V s2, peak is a two-peak voltage value of the second secondary winding, V sn, peak is the peak voltage value of the n-th secondary winding, V i is 1 N 1 , n 2 , n n are the voltage values of the secondary windings, and are expressed by Equation 3 as the turns ratio.

Figure 112013070719800-pat00003
Figure 112013070719800-pat00003

여기서 n1, 첫번째 2차 권선의 권선비, n2는 두 번째 2차 권선의 권선비, nn는 n번째 권선의 권선비이다. Where n 1 is the winding ratio of the first secondary winding, n 2 is the winding ratio of the second secondary winding, and n n is the winding ratio of the n-th winding.

이러한 변압기(120)의 2차 측 전압 각각은 정류부(210)를 통하여 직류 펄스로 변환되고, 도 3의 Vr1, Vr2와 같은 파형을 갖는다. Each of the secondary voltages of the transformer 120 is converted into a DC pulse through the rectifying section 210 and has the waveforms as Vr1 and Vr2 in Fig.

이와 같은 직류 펄스(Vr1, Vr2)는 스위치(221)가 턴-온 될 경우 필터 회로(Lo, Co)에 의해 평활화되며, 출력 전압(Vo1, Vo2)의 크기는 스위치(221)의 턴-온 시 도통되는 전압 펄스의 수에 비례하며, 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. The DC pulses Vr1 and Vr2 are smoothed by the filter circuits Lo and Co when the switch 221 is turned on and the magnitudes of the output voltages Vo1 and Vo2 are set to the turn- And is expressed by Equation (4). &Quot; (4) "

Figure 112013070719800-pat00004
Figure 112013070719800-pat00004

여기서 D1는 수학식 5와 같다. Here, D1 is expressed by Equation (5).

Figure 112013070719800-pat00005
Figure 112013070719800-pat00005

그리고 도통되는 펄스의 수는 아래의 수학식 6과 같다. And the number of pulses to be conducted is expressed by Equation (6) below.

Figure 112013070719800-pat00006
Figure 112013070719800-pat00006

여기서 fH는 1차 측 DC-AC 컨버터의 스위치 주파수, fL은 PDM 회로의 스위칭 주파수이며, fH>fL이고, fH는 fL의 정수배이다.
Where f H is the switching frequency of the primary DC-AC converter, f L is the switching frequency of the PDM circuit, f H > f L , and f H is an integer multiple of f L.

도 4 내지 도 7은 도 1의 DC-AC 컨버터의 다양한 예를 도시한 도면이다. Figs. 4 to 7 are diagrams showing various examples of the DC-AC converter of Fig. 1. Fig.

도 4를 참조하면, DC-AC 컨버터(110)는 비대칭 하프브리지 DC-AC 컨버터이다. 이 경우, DC-AC 컨버터(110)는 직렬 연결된 제1 스위치(111) 및 제2 스위치(112)와 제1 커패시터(113)로 구성된다. Referring to FIG. 4, the DC-AC converter 110 is an asymmetric half-bridge DC-AC converter. In this case, the DC-AC converter 110 includes a first switch 111 and a second switch 112 connected in series and a first capacitor 113.

제1 스위치(111)는 일 단이 DC 전원과 연결되고, 타 단이 제2 스위치(112)의 일 단 및 제1 커패시터(113)의 일 단과 공통 연결된다. One end of the first switch 111 is connected to the DC power source and the other end is commonly connected to one end of the second switch 112 and one end of the first capacitor 113.

제2 스위치(112)는 일 단이 제1 스위치(111)의 타 단과 제1 커패시터(113)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 DC 전원의 타 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 타 단과 공통 연결된다. One end of the second switch 112 is commonly connected to the other end of the first switch 111 and one end of the first capacitor 113 and the other end of the second switch 112 is connected to the other end of the DC power source and the other end of the primary winding of the transformer 120 And is commonly connected to the other end.

제1 커패시터(113)는 일 단이 제1 스위치(111)의 타 단과 제2 스위치(112)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 변압기(120)의 1차 권선의 일 단과 연결된다.
One end of the first capacitor 113 is commonly connected to one end of the first switch 111 and one end of the second switch 112 and the other end is connected to one end of the primary winding of the transformer 120.

도 5를 참조하면, DC-AC 컨버터(110')는 하프브리지 DC-AC 컨버터이다. 이 경우, DC-AC 컨버터(110')는 직렬 연결된 제1 스위치(111) 및 제2 스위치(112)와 제2 커패시터(114) 및 제3 커패시터(115)로 구성된다. Referring to FIG. 5, the DC-AC converter 110 'is a half bridge DC-AC converter. In this case, the DC-AC converter 110 'comprises a first switch 111 and a second switch 112 connected in series, a second capacitor 114 and a third capacitor 115.

제1 스위치(111)는 일 단이 DC 전원 및 제2 커패시터(114)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 제2 스위치(112)의 일 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 일 단과 공통 연결된다. The first switch 111 is connected in common to one end of the DC power source and the second capacitor 114 and the other end is connected to one end of the second switch 112 and one end of the primary winding of the transformer 120 Are commonly connected.

제2 스위치(112)는 일 단이 제1 스위치(111)의 타 단과 변압기(120)의 1차 권선의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 DC 전원의 타 단 및 제3 커패시터(115)의 타 단과 공통 연결된다. One end of the second switch 112 is commonly connected to the other end of the first switch 111 and one end of the primary winding of the transformer 120 and the other end is connected to the other end of the DC power supply and the other end of the third capacitor 115 And is commonly connected to the other end.

제2 커패시터(114)는 일 단이 DC 전원 및 제1 스위치(111)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 제3 커패시터(115)의 일 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 타 단과 공통 연결된다. The second capacitor 114 is commonly connected to the DC power source and one end of the first switch 111 and the other end is connected to one end of the third capacitor 115 and the other end of the primary winding of the transformer 120 Are commonly connected.

제3 커패시터(115)는 일 단이 제1 스위치(111)의 타 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 타 단과 공통 연결되고, 타 단이 DC 전원의 타 단 및 제2 스위치(112)의 타 단과 공통 연결된다.
The other end of the third capacitor 115 is commonly connected to the other end of the first switch 111 and the other end of the primary winding of the transformer 120. The other end of the third capacitor 115 is connected to the other end of the DC power supply, And is connected in common with the other terminal of

도 6을 참조하면, DC-AC 컨버터(110")는 LLC 공진형 DC-AC 컨버터이다. 이 경우, DC-AC 컨버터(110")는 직렬 연결된 제1 스위치(111) 및 제2 스위치(112)와 제1 커패시터(113) 및 인덕터(116)로 구성된다. Referring to Figure 6, the DC-AC converter 110 "is an LLC resonant DC-AC converter. In this case, the DC-AC converter 110" includes a first switch 111 and a second switch 112 A first capacitor 113 and an inductor 116. The first capacitor 113 and the inductor 116 are connected in series.

제1 스위치(111)는 일 단이 DC 전원과 연결되고, 타 단이 제2 스위치(112)의 일 단 및 제1 커패시터(113)의 일 단과 공통 연결된다. One end of the first switch 111 is connected to the DC power source and the other end is commonly connected to one end of the second switch 112 and one end of the first capacitor 113.

제2 스위치(112)는 일 단이 제1 스위치(111)의 타 단 과 제1 커패시터(113)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 DC 전원의 타 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 타 단과 공통 연결된다. One end of the second switch 112 is commonly connected to the other end of the first switch 111 and one end of the first capacitor 113 and the other end is connected to the other end of the DC power source and the primary winding of the transformer 120 And is connected in common with the other terminal of

제1 커패시터(113)는 일 단이 제1 스위치(111)의 타 단과 제2 스위치(112)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 인덕터(116)의 일 단과 연결된다. One end of the first capacitor 113 is commonly connected to one end of the first switch 111 and one end of the second switch 112 and the other end is connected to one end of the inductor 116.

인덕터(116)는 일 단이 제1 커패시터(113)의 일 단과 연결되고, 타 단이 변압기(120)의 1차 권선의 일 단과 연결된다.
The inductor 116 has one end connected to one end of the first capacitor 113 and the other end connected to one end of the primary winding of the transformer 120.

도 7을 참조하면, DC-AC 컨버터(110"')는 풀-브리지 DC-AC 컨버터이다. 이 경우, DC-AC 컨버터(110"')는 직렬 연결된 제1 스위치(111) 및 제2 스위치(112)와 직렬 연결된 제3 스위치(117) 및 제4 스위치(118)로 구성된다. Referring to Figure 7, the DC-AC converter 110 "'is a full-bridge DC-AC converter. In this case, the DC- And a third switch 117 and a fourth switch 118 connected in series with the second switch 112.

제1 스위치(111)는 일 단이 DC 전원 및 제3 스위치(117)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 제2 스위치(112)의 일 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 일 단과 공통 연결된다. One end of the first switch 111 is commonly connected to the DC power source and one end of the third switch 117 and the other end is connected to one end of the second switch 112 and one end of the primary winding of the transformer 120 Are commonly connected.

제2 스위치(112)는 일 단이 제1 스위치(111)의 타 단과 변압기(120)의 1차 권선의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 DC 전원의 타 단 및 제4 스위치(118)의 타 단과 공통 연결된다. One end of the second switch 112 is commonly connected to the other end of the first switch 111 and one end of the primary winding of the transformer 120. The other end of the second switch 112 is connected to the other end of the DC power source, And is commonly connected to the other end.

제3 스위치(117)는 일 단이 DC 전원 및 제1 스위치(111)의 일 단과 공통 연결되고, 타 단이 제4 스위치(118)의 일 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 타 단과 공통 연결된다. One end of the third switch 117 is commonly connected to the DC power source and one end of the first switch 111 and the other end is connected to one end of the fourth switch 118 and the other end of the primary winding of the transformer 120 Are commonly connected.

제4 스위치(118)는 일 단이 제3 스위치(117)의 타 단 및 변압기(120)의 1차 권선의 타 단과 공통 연결되고, 타 단이 DC 전원의 타 단 및 제2 스위치(112)의 타 단과 공통 연결된다.
The other end of the fourth switch 118 is commonly connected to the other end of the third switch 117 and the other end of the primary winding of the transformer 120. The other end of the fourth switch 118 is connected to the other end of the DC power source, And is connected in common with the other terminal of

도 8은 도 1의 AC-DC 컨버터의 구체적인 구성을 도시한 회로도이다. 8 is a circuit diagram showing a specific configuration of the AC-DC converter of FIG.

도 8을 참조하면, AC-DC 컨버터(200)는 정류부(210), 벅-컨버터(220) 및 PDM 제어기(230)로 구성된다. Referring to FIG. 8, the AC-DC converter 200 includes a rectifier 210, a buck-converter 220, and a PDM controller 230.

정류부(210)는 변압기(120)에서 출력되는 전압을 정류하여 직류 전압으로 출력한다. 구체적으로, 정류부(210)는 4개의 다이오드(211, 212, 213, 214)로 구성되는 풀-브리지 정류기로 구현될 수 있다. 한편, 본 실시 예에 서는 풀-브리지 전파 정류 회로를 이용하여 정류부를 구성하였으나, 구현시에는 다른 정류회로를 이용할 수 있음은 자명하다. The rectifier 210 rectifies the voltage output from the transformer 120 and outputs the rectified voltage as a DC voltage. Specifically, the rectifier 210 may be implemented as a full-bridge rectifier composed of four diodes 211, 212, 213, 214. On the other hand, in this embodiment, the full-bridge full-wave rectifying circuit is used to constitute the rectifying part, but it is obvious that another rectifying circuit can be used in the implementation.

벅-컨버터(220)는 정류된 교류 전원을 기설정된 크기의 전압으로 변환한다. 구체적으로, 벅-컨버터(220)는 스위치(221), 다이오드(222), 인덕터(223) 및 커패시터(224)로 구성된다. The buck-converter 220 converts the rectified AC power into a voltage of a predetermined magnitude. Specifically, the buck-converter 220 is comprised of a switch 221, a diode 222, an inductor 223, and a capacitor 224.

스위치(221)는 일 단이 정류부(210)의 일 단과 연결되며, 타 단이 다이오드(222)의 캐소드 및 인덕터(223)의 일 단과 공통 연결되다. 여기서, 스위치(221)는 MOSFET(MOS field-effect transistor)일 수 있으며, PDM 제어기(230)에서 제공되는 게이트 펄스 신호에 의하여 스위칭동작을 수행한다. One end of the switch 221 is connected to one end of the rectifying part 210 and the other end is connected to one end of the cathode of the diode 222 and one end of the inductor 223. Here, the switch 221 may be a MOSFET (MOS field-effect transistor) and performs a switching operation by a gate pulse signal provided from the PDM controller 230.

다이오드(222)는 캐소드가 스위치(221)의 타 단 및 인덕터(223)의 일 단과 공통 연결되고, 애노드가 커패시터(224)의 타 단과 정류부(210)의 타 단과 공통 연결된다. The cathode of the diode 222 is commonly connected to the other end of the switch 221 and one end of the inductor 223 and the anode thereof is commonly connected to the other end of the capacitor 224 and the other end of the rectifier 210.

인덕터(223)는 일 단이 스위치(221)의 타 단 및 다이오드(222)의 캐소드와 공통 연결되고, 타 단이 커패시터(224)의 일 단과 연결된다. One end of the inductor 223 is commonly connected to the other end of the switch 221 and the cathode of the diode 222 and the other end is connected to one end of the capacitor 224.

커패시터(224)는 일 단이 인덕터(223)의 타 단과 연결되고, 타 단이 다이오드(222)의 애노드 및 정류부(210)의 타 단과 공통 연결된다. 여기서 커패시터(224)의 양단 전압이 DC-DC 컨버터(100)의 하나의 출력단이 된다. One end of the capacitor 224 is connected to the other end of the inductor 223 and the other end is commonly connected to the anode of the diode 222 and the other end of the rectifying part 210. Here, the voltage across the capacitor 224 becomes one output terminal of the DC-DC converter 100.

PDM 제어기(230)는 벅-컨버터의 출력 전압을 기초로 PDM 방식으로 벅-컨버터를 피드백 제어한다. 구체적으로, 출력전압(Vo1)과 기준전압(Vref)을 비교하여 PDM 전압 명령(Vc)을 생성하며, PDM 전압 명령은 fL인 캐리어 신호와 비교되어 MOSFET 게이트 펄스를 만들어 내며, 펄스 수를 가감하여 출력전압이 기준전압을 추종하도록 제어된다. 이러한, PDM 제어기(230)는 제1 비교기(231), PI부(232) 및 PDM 발생회로(234)로 구성될 수 있다. The PDM controller 230 feedback-controls the buck-converter in a PDM manner based on the output voltage of the buck-converter. Specifically, the PDM voltage command Vc is generated by comparing the output voltage Vo1 with the reference voltage Vref, and the PDM voltage command is compared with a carrier signal of f L to produce a MOSFET gate pulse, So that the output voltage is controlled to follow the reference voltage. The PDM controller 230 may include a first comparator 231, a PI unit 232, and a PDM generating circuit 234. [

제1 비교기(231)는 기준 전압과 벅-컨버터의 출력 전압의 차이를 출력한다. 구체적으로, 제1 비교기(231)는 커패시터(224)의 일 단의 전압과 기준 전압의 차이를 출력할 수 있다. The first comparator 231 outputs the difference between the reference voltage and the output voltage of the buck-converter. Specifically, the first comparator 231 can output the difference between the voltage of the one end of the capacitor 224 and the reference voltage.

PI부(232)는 비교기의 출력에 대한 PI 제어를 수행하여 전압 명령(Vc)을 생성한다. The PI unit 232 performs PI control on the output of the comparator to generate a voltage command Vc.

PDM 발생회로(234)는 생성된 전압 명령에 따라 벅-컨버터를 제어하기 위한 게이트 펄스를 생성한다. 구체적으로, PDM 발생회로(234)는 도 9에 도시된 바와 같이 제2 비교기(234) 및 D 플립플롭으로 구현될 수 있다.The PDM generating circuit 234 generates a gate pulse for controlling the buck-converter according to the generated voltage command. Specifically, the PDM generation circuit 234 may be implemented with a second comparator 234 and a D flip-flop as shown in FIG.

제2 비교기(234)는 PI부(232)에서 출력되는 전압 명령과 기설정된 주파수(fL)를 갖는 캐리어 주파수와의 차이를 출력한다. The second comparator 234 outputs the difference between the voltage command output from the PI unit 232 and the carrier frequency having a predetermined frequency f L.

D 플립플롭(235)은 제2 비교기(234)의 출력을 데이터(data) 신호로 입력받고, DC-AC 컨버터의 PWM 신호를 리셋(reset) 신호로 입력받고, 두 입력신호에 따른 D 플립플롭의 진리 표에 따른 결과를 게이트 펄스로 출력한다. 여기서 게이트 펄스는 영전압 스위칭을 위해, 2차 측 전압 펄스(Vr)가 영인 지점에서 인가되며, 이를 위해 1차 측 PWM 펄스 신호(SYNC)와 동기 된다. The D flip-flop 235 receives the output of the second comparator 234 as a data signal, receives the PWM signal of the DC-AC converter as a reset signal, and outputs a D flip- And outputs a result according to the truth table of FIG. Here, the gate pulse is applied for zero voltage switching at a point where the secondary voltage pulse Vr is zero, which is synchronized with the primary PWM pulse signal SYNC.

이상과 같이 본 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터는 고주파 링크 전압을 생성하고, 생성된 고주파 링크 전압을 PDM을 사용하여 직접 제어하므로 회로의 구성이 간단하고, 출력전압을 용이하게 제어할 수 있으며, 각 반도체 스위치들의 영전압 스위칭이 가능하여 효율이 높고, 소형화가 가능하다.
As described above, the DC-DC converter according to the present embodiment generates the high-frequency link voltage and directly controls the generated high-frequency link voltage using the PDM, so that the circuit configuration is simple, the output voltage can be easily controlled, Zero-voltage switching of each semiconductor switch is possible, which enables high efficiency and miniaturization.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로도이다. 10 is a circuit diagram of a DC-DC converter according to a second embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, DC-AC 컨버터(110"")는 직류 전원(101)을 입력받으며, 입력된 직류 전원을 100 kHz 내지 9 Mhz 범위의 고주파수의 교류 전원으로 출력한다. 여기서 DC-AC 컨버터(110"")는 비동기 하프브리지 컨버터의 구조를 갖는다. 여기서 직류 전원(101)은 400V의 DC 전압일 수 있다. Referring to Fig. 10, the DC-AC converter 110 "'receives a DC power source 101 and outputs the input DC power to a high frequency AC power source in the range of 100 kHz to 9 MHz. Where DC-AC converter 110 "" has the structure of an asynchronous half bridge converter. Here, the DC power source 101 may be a DC voltage of 400V.

변압기(120)는 DC-AC 컨버터에서 출력되는 교류 전원을 1차 권선으로 인가받고, 1차 권선으로 인가되는 교류 전원을 2개의 2차 권선으로 유기한다. The transformer 120 receives the alternating current power output from the DC-AC converter as a primary winding and the alternating current power applied to the primary winding as two secondary windings.

제1 및 제2 AC-DC 컨버터(200)는 변압기(120)에서 출력되는 복수의 교류 전원 각각을 기설정된 크기의 직류 전원으로 출력한다. 구체적으로, 제1 AC-DC 컨버터(200-1)는 50V의 DC 전원을 출력할 수 있으며, 제2 AC-DC 컨버터(200-2)는 15V의 DC 전원을 출력할 수 있다. The first and second AC-DC converters 200 each output a plurality of AC power sources output from the transformer 120 to a DC power source of a predetermined magnitude. Specifically, the first AC-DC converter 200-1 can output a DC power of 50V, and the second AC-DC converter 200-2 can output a DC power of 15V.

제1 AC-DC 컨버터(200-1)는 풀 브리지 정류회로를 이용하여 변압기(120)의 출력 전압을 정류한다. The first AC-DC converter 200-1 rectifies the output voltage of the transformer 120 using a full bridge rectifier circuit.

제2 AC-DC 컨버터(200-2)는 변압기의 센터 탭을 이용하여 변압기(120)의 출력 전압을 정류한다. 구체적으로, 출력 전압이 낮은 경우에는 센터 탭 정류회로를 이용하는 것이 다이오드의 전압 강하에 의한 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
The second AC-DC converter 200-2 rectifies the output voltage of the transformer 120 using the center tap of the transformer. Specifically, when the output voltage is low, there is an advantage that the loss due to the voltage drop of the diode can be reduced by using the center tap rectifying circuit.

도 11은 도 10의 DC-DC 컨버터의 동작 파형도이다. 구체적으로, 도 11a는 변압기의 입력 전압(Vp)의 파형도, 도 11b 및 도 11c는 변압기의 2차 측에서의 정류부를 통과한 정류 전압(Vr1, Vr2)의 파형도, 도 11d 및 도 11e는 PDM 제어기 펄스(VPDM1, VPDM2)의 파형도이고, 도 11f 및 도 11g는 DC-DC 컨버터의 출력 전압(VO1, VO2)의 파형도이다. 그리고 도 11h는 DC-DC 컨버터의 두 출력 전압을 동시에 도시한 파형도이다. 11 is an operational waveform diagram of the DC-DC converter of Fig. 11B and 11C are waveform diagrams of the rectified voltages Vr1 and Vr2 that have passed through the rectifying section of the secondary side of the transformer. Figs. 11D and 11E are waveform diagrams of the PDM 11F and 11G are waveform diagrams of output voltages (V O1 , V O2 ) of the DC-DC converter. And FIG. 11H is a waveform diagram simultaneously showing two output voltages of the DC-DC converter.

도 11을 참조하면, 본 실시 예에 따른 DC-DC 컨버터(100')가 정상적으로 동작함을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 11, it is confirmed that the DC-DC converter 100 'according to the present embodiment operates normally.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 개재의 범위 내에 있게 된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

100: DC-DC 컨버터 110: DC-AC 컨버터
120: 변압기 200: AC-DC 컨버터
210: 정류부 220: 벅-컨버터
230: PDM 제어부100: DC-DC converter 110: DC-AC converter
120: Transformer 200: AC-DC converter
210: rectification part 220: buck-converter
230: PDM control unit

Claims (9)

직류-직류 컨버터에 있어서,
직류 전원을 입력받으며, 상기 입력된 직류 전원을 기설정된 주파수를 갖는 교류 전원으로 출력하는 DC-AC 컨버터;
상기 DC-AC 컨버터에서 출력되는 교류 전원을 1차 권선으로 인가받고, 상기 1차 권선으로 인가되는 교류 전원을 복수의 2차 권선으로 유기하는 변압기; 및
상기 변압기에서 출력되는 복수의 교류 전원 각각을 기설정된 크기의 직류 전원으로 출력하는 복수의 AC-DC 컨버터;를 포함하고,
상기 복수의 AC-DC 컨버터 각각은,
상기 변압기에서 출력되는 교류 전원을 정류하는 정류부;
상기 정류된 교류 전원을 기설정된 크기의 전압으로 변환하는 벅-컨버터; 및
상기 벅-컨버터의 출력 전압을 기초로 PDM 방식으로 상기 벅-컨버터를 피드백 제어하는 PDM 제어기;를 포함하고,
상기 정류부는 커패시터를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.In a DC-DC converter,
A DC-AC converter receiving the DC power and outputting the DC power as an AC power having a preset frequency;
A transformer that receives an AC power output from the DC-AC converter as a primary winding and induces an AC power applied to the primary winding as a plurality of secondary windings; And
And a plurality of AC-DC converters each outputting a plurality of AC power sources output from the transformer to a DC power source of a predetermined magnitude,
Wherein each of the plurality of AC-DC converters includes:
A rectifier for rectifying AC power output from the transformer;
A buck-converter for converting the rectified AC power into a voltage of a predetermined magnitude; And
And a PDM controller for feedback-controlling the buck-converter in a PDM manner based on an output voltage of the buck-converter,
Wherein the rectifying unit does not include a capacitor. 제1항에 있어서,
상기 DC-AC 컨버터는,
비대칭 하프브리지 DC-AC 컨버터, 하프브리지 DC-AC 컨버터, LLC 공진형 DC-AC 컨버터 및 풀-브리지 DC-AC 컨버터 중 하나인 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터. The method according to claim 1,
The DC-AC converter includes:
DC converters are one of an asymmetric half bridge DC-AC converter, a half bridge DC-AC converter, an LLC resonant DC-AC converter, and a full-bridge DC-AC converter. 제1항에 있어서,
상기 변압기는,
서로 다른 권선비를 갖는 복수의 2차 권선을 구비하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터. The method according to claim 1,
Wherein the transformer comprises:
And a plurality of secondary windings having different winding ratios. 제1항에 있어서,
상기 벅-컨버터는,
일 단이 상기 정류부의 일 단과 연결되며, 상기 PDM 제어기의 제어에 따라 스위칭되는 스위치;
캐소드가 상기 스위치의 타 단과 연결되는 다이오드;
일 단이 상기 다이오드의 캐소드 및 상기 스위치의 타 단과 공통 연결되는 인덕터; 및
일 단이 상기 인덕터의 타 단과 연결되고, 타 단이 상기 다이오드의 애노드 및 상기 정류부의 타 단과 공통 연결되는 커패시터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터. The method according to claim 1,
The buck-
A switch having one end connected to one end of the rectifying part and being switched under the control of the PDM controller;
A diode whose cathode is connected to the other end of the switch;
An inductor whose one end is commonly connected to the cathode of the diode and the other end of the switch; And
And a capacitor having one end connected to the other end of the inductor and the other end connected in common to the anode of the diode and the other end of the rectifying part. 제4항에 있어서,
상기 스위치는, MOSFET(MOS field-effect transistor)인 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터. 5. The method of claim 4,
Wherein the switch is a MOSFET (MOS field-effect transistor). 제1항에 있어서,
상기 PDM 제어기는,
기준 전압과 상기 벅-컨버터의 출력 전압의 차이를 출력하는 비교기;
상기 비교기의 출력에 대한 PI 제어를 수행하여 전압 명령을 생성하는 PI부; 및
상기 생성된 전압 명령에 따라 상기 벅-컨버터를 제어하기 위한 게이트 펄스를 생성하는 PDM 발생회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터. The method according to claim 1,
The PDM controller comprising:
A comparator for outputting a difference between a reference voltage and an output voltage of the buck-converter;
A PI unit for performing a PI control on the output of the comparator to generate a voltage command; And
And a PDM generation circuit for generating a gate pulse for controlling the buck-converter according to the generated voltage command. 제6항에 있어서,
상기 PDM 발생회로는,
상기 정류부의 출력전압이 O인 시점에 상기 게이트 펄스를 상기 벅-컨버터에 제공하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터. The method according to claim 6,
The PDM generation circuit includes:
And the gate pulse is provided to the buck-converter at a time point when the output voltage of the rectifying unit is 0. 제6항에 있어서,
상기 PDM 발생회로는,
상기 PI부에서 출력되는 전압 명령과 기설정된 주파수를 갖는 캐리어 주파수와의 차이를 출력하는 제2 비교기; 및
상기 제2 비교기의 출력을 데이터(data) 신호로 입력받고, 상기 DC-AC 컨버터의 PWM 신호를 리셋(reset) 신호로 입력받는 D 플립플롭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터. The method according to claim 6,
The PDM generation circuit includes:
A second comparator for outputting a difference between a voltage command output from the PI unit and a carrier frequency having a preset frequency; And
And a D flip-flop which receives the output of the second comparator as a data signal and receives a PWM signal of the DC-AC converter as a reset signal. 제6항에 있어서,
상기 DC-AC 컨버터에서 출력되는 교류 전원의 기설정된 주파수는,
상기 게이트 펄스 신호의 주파수보다 크며, 상기 게이트 펄스 신호의 주파수에 대해서 정수배인 것을 특징으로 하는 직류-직류 컨버터.

The method according to claim 6,
The predetermined frequency of the AC power output from the DC-AC converter
Wherein the gate pulse signal is larger than the frequency of the gate pulse signal and is an integral multiple of the frequency of the gate pulse signal.

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