WO2015178738A1

WO2015178738A1 - Multi-output converter

Info

Publication number: WO2015178738A1
Application number: PCT/KR2015/005210
Authority: WO
Inventors: 김춘봉; 박성준; 최우석
Original assignee: Industry Foundation of Chonnam National University; LG Innotek Co Ltd
Current assignee: Industry Foundation of Chonnam National University; LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2016-11-22

Abstract

The present invention can provide a multi-output converter which can provide a multi-output at a low cost, implement a reduction of a total harmonic distortion rate, and separate and use devices which require a plurality of power sources or a plurality of power sources, and can provide a multi-output converter which has a high efficiency and can control a plurality of output voltages.

Description

Multiple output converter

본 발명은 다중 출력 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple output converter.

상대적으로 높은 전압을 요구하는 전자회로에 에너지를 공급하기 위하여, 계통에 연계하여 응용 분야에 사용하기 위해서는 입력되는 전압을 높은 전압으로 승압해 주어야 한다. 뿐만 아니라 전자회로에 따라서는 높은 전압을 이용하여 낮은 전압으로 강압해 줄 필요도 있다. 이를 위한 다양한 강압형 및 승압형 컨버터 중의 하나로 직류-직류(DC-DC) 컨버터(converter)에 대한 모델링 및 분석이 연구되었다.In order to supply energy to electronic circuits that require relatively high voltages, the input voltage must be boosted to high voltages for use in applications in conjunction with the grid. In addition, some electronic circuits need to be stepped down to a low voltage using a high voltage. One of the various step-down and step-up converters for this purpose was modeling and analysis of DC-DC converters.

직류-직류 컨버터(converter)는 크게 절연형과 비절연형으로 나눌 있다.DC-DC converters are largely divided into insulated and non-insulated ones.

절연형은 입력단과 출력단의 절연, 즉 자성 코어를 이용한 변압기로 전열을 하여 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있고, 권선비 조절을 통해 승-감압비를 조절할 수 있다. Insulation type has the advantage that the insulation of the input terminal and the output terminal, that is, the heat transfer to the transformer using the magnetic core to ensure the stability, and the boost-decrease ratio can be adjusted by adjusting the winding ratio.

그 종류로는 벅 타입(Buck type)은 포워드(forward), 하프 브릿지(half bridge), 풀브리지(full bridge) 컨버터 등이 있고, 벅-부스트 타입(Buck-boost type)은 플라이백 컨버터(flyback converter) 등이 있다.The buck type includes a forward, half bridge, and full bridge converter, and the buck-boost type is a flyback converter. converter).

특히 플라이백 컨버터는 고압의 스위칭 소자가 하나만 있으면 동작하므로 구조가 간단하여 저가로 컨버터를 구현할 수 있다.In particular, the flyback converter requires only one high-voltage switching element to operate, which makes the converter simple and low-cost.

또한 상기 직류-직류 컨버터는 출력 신호의 오차를 감지하여 이를 제어하는 부궤환 제어부와 하나의 칩으로 형성되어 스위치모드서플라이유닛(SMPS; switch Mode Power supply) 이라고 부를 수 있다.In addition, the DC-DC converter may be referred to as a switch mode power supply (SMPS) formed of a single chip and a negative feedback controller which senses an error of an output signal and controls it.

최근 컨버터의 고효율과 고조파왜곡률(THD; Total Harmonic Distortion)의 저감을 위하여 다양한 컨버터가 개발되고 있으나, 이러한 장치는 복수개의 전원을 필요로 하는 경우가 많아, 복수개의 전원을 공급하는 전원장치를 설계함에 있어 회로의 복잡도가 높아지고 고 비용으로 이어지는 문제가 있었다. 뿐만 아니라, 시스템에 따라서 복수개의 출력이 필요하거나 복수개의 출력 전압이 요구되는 시스템에서 이를 실현하면서, 동시에 저 비용과 고효율 그리고 저 고조파왜곡률을 실현하기 위한 다중 출력 변환기의 필요성이 커졌다.Recently, various converters have been developed to reduce the efficiency and total harmonic distortion (THD) of converters, but these devices often require a plurality of power sources. As a result, the complexity of the circuit was increased, leading to high cost. In addition, the need for multiple output converters to realize low cost, high efficiency and low harmonic distortion is realized while realizing this in a system requiring multiple outputs or multiple output voltages depending on the system.

본 발명은 저비용으로 다중 출력을 제공하는 다중 출력 변환기를 제공할 수 있다. The present invention can provide multiple output converters that provide multiple outputs at low cost.

또한 본 발명은 저 고조파왜곡율을 실현할 수 있는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.The present invention may also provide a multiple output converter capable of realizing low harmonic distortion.

또한 본 발명은 복수개의 전원을 필요로 하는 장치나 복수개의 전원을 분리하여 사용할 수 있는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the present invention may provide a device that requires a plurality of power supplies or a multiple output converter that can use a plurality of power supplies separately.

또한 본 발명은 고 효율을 가지며 복수개의 출력 전압을 제어할 수 있는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the present invention may provide a multiple output converter having high efficiency and capable of controlling a plurality of output voltages.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기는, 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터의 에너지를 분할하여 출력하는 에너지 분할 출력부; 그리고 상기 에너지 분할 출력부로부터 분할된 에너지를 입력 받아 복수개의 출력 포트로 출력하는 다중 출력부;를 포함하고, 상기 에너지 분할 출력부는 제1 및 제2 에너지 분할부 및 상기 제1 및 제2 에너지 분할부 사이에 연결되고 상기 제1 및 제2 에너지 분할부의 전기적 연결을 제어하여 상기 전원 공급부로부터의 에너지 분할 정도를 제어하는 에너지 분할 제어부를 포함하는 다중 출력 변환기를 제공할 수 있다.Multiple output converter according to an embodiment of the present invention, the power supply; An energy division output unit configured to divide and output energy from the power supply unit; And a multiple output unit configured to receive the divided energy from the energy division output unit and output the divided energy to a plurality of output ports, wherein the energy division output unit includes first and second energy dividers and the first and second energy dividers. It is possible to provide a multiple output converter including an energy division controller connected between the installments and controlling the electrical connection of the first and second energy dividers to control the degree of energy division from the power supply.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 다중 출력부는, 상기 제1 에너지 분할부로부터 제공된 에너지를 출력하는 제1 출력부; 그리고 상기 제2 에너지 분할부로부터 제공된 에너지를 출력하는 제3 출력부;를 포함하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the multiple output unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention, the first output unit for outputting the energy provided from the first energy divider; And a third output unit configured to output energy provided from the second energy divider.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 다중 출력부는 상기 입력 전원부의 전압을 출력하는 제2 출력부를 더 포함하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the multiple output unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention may provide a multiple output converter further comprising a second output unit for outputting the voltage of the input power supply unit.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제1 에너지 분할부는 제1 에너지 저장부를 포함하고, 상기 제2 에너지 분할부는 제2 에너지 저장부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 에너지 저장부는 상기 입력 전원부로부터 제공되는 에너지를 저장하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.Further, the first energy divider of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention includes a first energy store, the second energy divider includes a second energy store, and the first and second energy stores. The unit may provide a multiple output converter for storing energy provided from the input power unit.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제1 에너지 저장부는 상기 입력 전원부의 입력 전압 중 일부를 제공받고, 상기 제2 에너지 저장부는 상기 입력 전원부의 입력 전압 중 나머지 일부를 제공받는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the first energy storage unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention is provided with a portion of the input voltage of the input power supply unit, the second energy storage unit receives a portion of the input voltage of the input power supply unit Multiple output transducers may be provided.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 에너지 분할 제어부는 상기 입력 전원부로부터의 에너지의 상기 제1 및 제2 에너지 분할부로 공급 여부를 제어하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the energy splitting control unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention may provide a multiple output converter for controlling whether or not to supply the energy from the input power supply to the first and second energy splitter.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제1 에너지 분할부는 제1 환류부를 더 포함하고, 상기 제2 에너지 분할부는 제2 환류부를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 환류부는 상기 에너지 분할 제어부에 의해 제어되어 상기 제1 및 제2 에너지 분할부와 다중 출력부 상호간의 전류 흐름 여부를 제어하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the first energy divider of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention further comprises a first reflux portion, the second energy divider further comprises a second reflux portion, the first and second reflux portion The control unit may provide a multiple output converter controlled by the energy division controller to control whether current flows between the first and second energy dividers and the multiple output units.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제1 에너지 저장부는 제1 인덕터를 포함하고, 상기 제2 에너지 저장부는 제2 인덕터를 포함하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the first energy storage unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention may provide a multiple output converter including a first inductor, the second energy storage unit includes a second inductor.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제1 및 제2 인덕터의 인덕턴스 값은 동일한 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the inductance values of the first and second inductors of the multiple output converter according to another exemplary embodiment may provide the same multiple output converter.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 에너지 분할 제어부는 스위치 소자를 포함하고, 상기 스위치 소자의 턴 온 및 턴 오프 비율에 따라서 상기 다중 출력부의 출력 전압을 제어하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the energy splitting control unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention includes a switch element, and the multiple output converter for controlling the output voltage of the multiple output unit in accordance with the turn-on and turn-off ratio of the switch element You can also provide

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 입력 전원부는 하나의 직류 전압을 공급하고, 상기 다중 출력부는 승압된 상기 입력 전원부의 직류 전압을 세 개의 직류 전압으로 출력하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the input power supply unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention, the multiple output unit is a multiple output converter for outputting the DC voltage of the boosted input power supply unit three DC voltage You can also provide

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기는, 직류 전압을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부의 양단에 연결된 에너지 분할 출력부; 및 상기 전원 공급부 및 상기 에너지 분할 출력부에 연결되어 상기 직류 전압을 복수개의 직류 전압으로 출력하는 다중 출력부를 포함하고, 상기 에너지 분할 출력부는 제1 및 제2 인덕터와 제어 신호에 의하여 제어되는 스위치 소자를 포함하고, 상기 제1 인덕터는 상기 입력 전원부의 일 단자와 스위치 소자의 일 단자에 연결되고, 상기 제2 인덕터는 상기 입력 전원부의 타 단자와 상기 스위치 소자의 타 단자에 연결되는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the multiple output converter according to another embodiment of the present invention, the power supply for supplying a DC voltage; An energy split output unit connected to both ends of the power supply unit; And a multiple output unit connected to the power supply unit and the energy division output unit to output the DC voltage as a plurality of DC voltages, wherein the energy division output unit is controlled by first and second inductors and a control signal. Wherein the first inductor is connected to one terminal of the input power supply unit and one terminal of the switch element, and the second inductor includes a multiple output converter connected to the other terminal of the input power supply unit and the other terminal of the switch element. You can also provide

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기는, 상기 에너지 분할 출력부는 제1 및 제2 다이오드를 더 포함하고, 상기 제1 다이오드는 상기 제1 인덕터와 상기 스위치 소자의 공통 단자와 상기 다중 출력부 사이에 연결되고, 상기 제2 다이오드는 상기 제2 인덕터와 상기 스위치 소자의 공통 단자와 상기 다중 출력부 사이에 연결되는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.The multi-output converter according to another embodiment of the present invention, wherein the energy split output unit further comprises a first and a second diode, the first diode is a common terminal of the first inductor and the switch element and the multiple The second diode may be connected between an output unit, and the second diode may provide a multiple output converter connected between the common terminal of the second inductor and the switch element and the multiple output unit.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 다중 출력부는 제1 내지 제3 출력부를 포함하고, 상기 제1 출력부는 상기 입력 전원부의 일 단자와 상기 제1 다이오드와 연결되고, 상기 제2 출력부는 상기 입력 전원부 양 단자에 연결되며, 상기 제2 출력부는 상기 입력 전원부의 타 단자와 상기 제2 다이오드와 연결되는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.The multiple output unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention includes first to third output units, the first output unit is connected to one terminal of the input power supply unit and the first diode, The second output unit may be connected to both terminals of the input power unit, and the second output unit may provide a multiple output converter connected to the other terminal of the input power unit and the second diode.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제1 내지 제3 출력부 각각은 서로 병렬 연결된 커패시터 및 저항을 포함하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, each of the first to third output units of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention may provide a multiple output converter including a capacitor and a resistor connected in parallel with each other.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제1 및 제2 인덕터의 인덕턴스 값은 서로 동일한 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the inductance values of the first and second inductors of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention may provide the same multiple output converter.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 다중 출력부는 크기가 서로 대응되는 제1 및 제3 출력 전압과 상기 입력 전원부의 입력 전압에 대응되는 제2 출력 전압을 출력하는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the multiple output unit of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention outputs the first and third output voltage corresponding to each other and the second output voltage corresponding to the input voltage of the input power supply unit May be provided.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 제2 출력 전압은 상기 제1 출력 전압 또는 상기 제2 출력 전압의 두 배인 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, the second output voltage of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention may provide a multiple output converter that is twice the first output voltage or the second output voltage.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 상기 스위치 소자가 턴 온 시 상기 제1 및 제2 인덕터에 에너지가 저장되고, 상기 스위치 소자가 턴 오프 시 상기 제1 및 제2 인덕터에 축적된 에너지가 상기 다중 출력부로 제공되는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있다.In addition, energy is stored in the first and second inductors when the switch element of the multiple output converter according to another embodiment of the present invention is turned on, and accumulated in the first and second inductors when the switch element is turned off. It is also possible to provide multiple output converters in which the energy is provided to the multiple outputs.

또한 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기를 포함하는 멀티레벨인버터는 상기 다중 출력 변환기로부터 출력되는 복수개의 전압을 입력 전원으로 하는 멀티레벨인버터를 제공할 수 있다.In addition, a multilevel inverter including a multiple output converter according to an embodiment of the present invention may provide a multilevel inverter having a plurality of voltages output from the multiple output converter as input power.

본 발명은 저비용으로 다중 출력을 제공할 수 있는 것으로써, 고조파왜곡율의 저감을 실현할 수 있고, 복수개의 전원을 필요로 하는 장치나 복수개의 전원을 분리하여 사용할 수 있는 다중 출력 변환기를 제공할 수도 있으며, 고 효율을 가지며 복수개의 출력 전압을 제어할 수 있는 다중 출력 변환기를 제공할 수 있다.The present invention can provide multiple outputs at low cost, and can realize harmonic distortion reduction, and can also provide a device that requires a plurality of power supplies or a multiple output converter that can use a plurality of power supplies separately. Therefore, the present invention can provide a multiple output converter having high efficiency and capable of controlling a plurality of output voltages.

도 1은 단일 출력 직류-직류 변환기를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 단일 출력 직류-직류 변환기에서 스위치 소자가 턴 온되는 경우를 나타낸 회로도이고, 도 3은 도 1의 단일 출력 직류-직류 변환기에서 스위치 소자가 턴 오프되는 경우를 나타낸 회로도이며, 도 4는 이의 동작관계를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a single output DC-DC converter, FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a switch element turned on in the single output DC-DC converter of FIG. 1, and FIG. 3 is a single output DC-DC converter of FIG. 1. 4 is a circuit diagram illustrating a case in which a switch element is turned off in a converter, and FIG. 4 is a diagram illustrating an operation relationship thereof.

도 5는 전압과 시간의 평형 조건을 알아보기 위하여 인덕터의 전압의 파형을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the waveform of the voltage of the inductor to find the equilibrium condition of voltage and time.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기를 나타낸 도면이다.6 illustrates a multiple output converter according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기에서 에너지 분할 출력부를 구체화하여 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating an energy split output unit in a multiple output converter according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기에서 다중 출력부를 구체화하여 나타낸 도면이다.8 is a view showing in detail the multiple output unit in a multiple output converter according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 분할 출력부에서 제1 및 제2 에너지 분할부를 구체화하여 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating the first and second energy dividers in detail in the energy split output unit according to the embodiment of the present invention.

본 10은 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 구체적인 회로도를 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating a specific circuit diagram of a multiple output converter according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 에너지 분할 제어부의 스위치가 턴 온 된 경우를 나타낸 등가회로도이다.11 is an equivalent circuit diagram illustrating a case where a switch of an energy splitting control unit of a multiple output converter according to an exemplary embodiment of the present invention is turned on.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 에너지 분할 제어부의 스위치가 턴 오프 된 경우를 나타낸 등가회로도이다.12 is an equivalent circuit diagram illustrating a case where a switch of an energy splitting control unit of a multiple output converter according to an exemplary embodiment of the present invention is turned off.

도 13은 제1 인덕터에 걸리는 인덕터 전압의 평형 조건을 나타낸 그래프이다.13 is a graph illustrating an equilibrium condition of an inductor voltage applied to a first inductor.

도 14는 제2 인덕터에 걸리는 인덕터 전압의 평형 조건을 나타낸 그래프이다.14 is a graph illustrating an equilibrium condition of an inductor voltage applied to a second inductor.

도 15는 본 발명의 실시예에 다른 다중 출력 변환기에 흐르는 전류와 전압에 대한 파형을 도시한 도면이다.FIG. 15 is a diagram illustrating waveforms of currents and voltages flowing to multiple output converters according to an embodiment of the present invention.

도 16은 시비율에 따라 제1 및 제3 출력 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.16 is a graph illustrating changes of the first and third output voltages according to the ratio of ratios.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 다중 출력 변환기의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the drawings of the multiple output converter according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The following embodiments are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

단일 출력 직류-직류 변환기들 중에서 출력 전압이 입력 전압보다 높은 부스트(Boost; step up) 변환기의 회로와 관련된 도면 1 내지 도 4를 참조하여, 이의 동작 관계를 설명한다.Among the single output DC-DC converters, the operation relationship thereof will be described with reference to FIGS. 1 to 4 related to a circuit of a boost (step up) converter in which an output voltage is higher than an input voltage.

단일 출력 직류-직류 변환기는 입력 전원(Vi)과 이와 직렬 연결된 인덕터(L), 상기 입력 전원(Vi), 인덕터(L)와 병렬 연결되어 시비율(Duty ratio; D)에 따라 스위칭 동작하는 스위치 소자(Q), 출력 전압(Vo)을 출력하는 RC 병렬 회로로 구성된 출력 필터와 상기 스위치 소자(Q)와 상기 출력 필터를 서로 연결하는 다이오드(D)로 구성될 수 있다.Single output DC-DC converter is a switch that is connected in parallel with the input power (Vi) and the inductor (L) connected in series, the input power (Vi), inductor (L) in accordance with the duty ratio (D) switching operation An output filter including an element Q, an RC parallel circuit for outputting an output voltage Vo, and a diode D connecting the switch element Q and the output filter to each other.

도 4의 그래프에 도시된 바와 같이 스위치 소자(Q)가 주기 Ts를 가지고, DTs 동안 턴 온(Turn ON)되고, DTs와 Ts 시구간 동안 턴 오프(Turn Off) 된다. As shown in the graph of FIG. 4, the switch element Q has a period Ts, is turned on during the DTs, and is turned off during the DTs and Ts time periods.

상기 스위치 소자(Q)가 턴 온 되는 경우를 나타낸 도 2를 참조하면, 스위치 소자(Q)가 도통일 때 인덕터 전류에 의해서 인덕터 L에 에너지가 축적되고, 다이오드(D)는 차단된다. 이때 출력측에서는 출력 필터의 커패시터(C)의 전하가 부하저항(R)을 통하여 방전된다. Referring to FIG. 2, which illustrates the case where the switch element Q is turned on, energy is accumulated in the inductor L by the inductor current when the switch element Q is conducting, and the diode D is cut off. At this time, the charge of the capacitor C of the output filter is discharged through the load resistor R at the output side.

이때 인덕터에 흐르는 전류 i와 다이오드에 흐르는 전류 iD 그리고 출력 필터에서 출력되는 출력 전압(Vo) 다음과 같은 수식을 통해서 결정될 수 있다.In this case, the current i flowing through the inductor, the current iD flowing through the diode, and the output voltage Vo output from the output filter can be determined through the following equation.

입력 전압(Vi)이 직류 전압인 경우, 인덕터(L)은 입력 전압(Vi)와 병렬 연결관계이고, 인덕터의 전압 전류 관계식에 의하여

관계가 성립하고, 인덕터(L)에 흐르는 전류는

식으로 표현되므로, 직선의 방정식으로 표현될 수 있다. 그리고 출력 필터에서 출력되는 출력 전압(Vo)는 RC회로의 시정수를 고려하여 식으로 표현하면

와 같이 표현될 수 있다.When the input voltage Vi is a DC voltage, the inductor L is connected in parallel with the input voltage Vi, and according to the voltage and current relational expression of the inductor

Relationship is established, and the current flowing through the inductor L

Since it is expressed by an equation, it can be expressed by an equation of a straight line. And the output voltage (Vo) output from the output filter is expressed by the formula considering the time constant of the RC circuit

It can be expressed as

한편 다이오드(D)는 차단상태가 되므로 상기 다이오드(D)에 흐르는 전류는 0으로 근사화 시킬 수 있다.On the other hand, since the diode D is blocked, the current flowing in the diode D can be approximated to zero.

전술한 인덕터(L)의 전류(i)와 출력 필터의 출력 전압(Vo)을 그래프로 나타내면 도 4의 t0(초기 시간0초 또는 Ts)와 DTs의 시구간과 같다.The current i of the inductor L and the output voltage Vo of the output filter are shown in a graph, which is equal to the time period of t0 (initial time 0 seconds or Ts) and DTs of FIG. 4.

다음으로 상기 스위치 소자(Q)가 턴 오프 되는 경우를 나타낸 도 3를 참조하면, 인덕터(L)에 축적되었던 에너지는 다이오드(D)를 통하여 출력측으로 방출된다.Next, referring to FIG. 3, which shows a case in which the switch element Q is turned off, energy accumulated in the inductor L is discharged to the output side through the diode D.

이때 인덕터에 흐르는 전류 i과 다이오드에 흐르는 전류 iD 그리고 출력 필터에서 출력되는 출력 전압(Vo) 다음과 같이 설명될 수 있다.In this case, the current i flowing through the inductor, the current iD flowing through the diode, and the output voltage Vo output from the output filter can be described as follows.

인덕터(L)에 흐르는 전류(i)는 출력 필터의 부하 저항(R)과 입력 전압(Vi)의 비만큼으로 감소할 수 있고, 출력 전압(Vo)는 시정수 RC에 따라서 최종값인 입력 전압(Vi)을 향해 지수적으로 증가할 수 있다. The current i flowing in the inductor L can be reduced by the ratio of the load resistance R and the input voltage Vi of the output filter, and the output voltage Vo is the final input voltage according to the time constant RC. Can increase exponentially towards (Vi).

전술한 각 소자의 전압 전류의 관계를 나타낸 그래프는 도 4에서 DTs와 Ts 시구간에서 표현된 바와 같다.The graph showing the relationship between the voltage and the current of each device is as shown in the DTs and Ts time periods in FIG. 4.

도 5를 참조하면, 인덕터의 전압(VL)은 0와 DTs 시구간 동안 입력 전압(Vi)을 가지고, DTs와 Ts 시간동안 (Vo-Vi)을 가질 수 있다. 이 때 출력 전압(Vo)의 리플은 매우 작다고 가정하였다.Referring to FIG. 5, the voltage VL of the inductor may have an input voltage Vi for a time period of 0 and DTs, and may have a (Vo-Vi) time for DTs and a Ts time. At this time, it is assumed that the ripple of the output voltage Vo is very small.

전압과 시간의 평형 조건(Volt-sec balance)을 구하면,

가 되고, 이로부터 출력 전압(Vo)는

로 표현될 수 있다. If we find the voltage-time balance condition (Volt-sec balance),

From this, the output voltage Vo is

It can be expressed as.

이 식에서 D는 항상 1보다 작은 값이므로 출력 전압은 항상 입력 전압보다 높은 값으로 나타나고 이로써 부스트(Boost) 변환기의 특징을 설명할 수 있다.In this equation, D is always less than 1, so the output voltage is always higher than the input voltage, which explains the characteristics of the boost converter.

D에 대한 출력 전압의 변화를 나타내는데 여기에서 출력 전압의 최소값은 D=0에서 입력 전압(Vi)이 됨을 알 수 있다.It shows the change of the output voltage with respect to D, where it can be seen that the minimum value of the output voltage becomes the input voltage Vi at D = 0.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)는 에너지 공급부(100), 에너지 분할 출력부(300) 그리고 다중 출력부(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the multiple output converter 10 according to an embodiment of the present invention may include an energy supply unit 100, an energy split output unit 300, and a multiple output unit 500.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)를 구성하는 구성요소의 연결관계를 살펴본다.It looks at the connection of the components constituting the multiple output converter 10 according to an embodiment of the present invention.

상기 다중 출력 변환기(10)의 에너지 공급부(100)는 제1 및 제2 노드(N1, N2) 사이에 연결될 수 있다. 상기 에너지 분할 출력부(300)는 상기 에너지 공급부(100)와 병렬로 연결될 수 있다. 따라서 상기 에너지 분할 출력부(300)는 상기 제1 및 제2 노드(N1, N2) 사이에 연결될 수 있다.The energy supply unit 100 of the multiple output converter 10 may be connected between the first and second nodes N1 and N2. The energy split output unit 300 may be connected in parallel with the energy supply unit 100. Therefore, the energy split output unit 300 may be connected between the first and second nodes N1 and N2.

상기 다중 출력부(500)는 제1 및 제2 노드(N1, N2)와 제3 및 제4 노드(N3, N4)에 연결될 수 있다.The multiple output unit 500 may be connected to the first and second nodes N1 and N2 and the third and fourth nodes N3 and N4.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)의 동작관계를 살펴본다.The operation relationship of the multiple output converter 10 according to an embodiment of the present invention will be described.

상기 다중 출력 변환기(10)의 에너지 공급부(100)는 전력을 공급할 수 있고, 제1 및 제2 노드(N1, N2) 양단에 전압을 출력할 수 있다.The energy supply unit 100 of the multiple output converter 10 may supply power, and output a voltage across both the first and second nodes N1 and N2.

상기 에너지 분할 출력부(300)는 컨트롤 신호(Control Signal; CS)를 기초로하여 상기 에너지 공급부(100)의 양 단자인 제1 및 제2 노드(N1, N2)로부터 제공되는 전력을 제공받을 수 있다.The energy split output unit 300 may receive power provided from first and second nodes N1 and N2 which are both terminals of the energy supply unit 100 based on a control signal CS. have.

상기 에너지 분할 출력부(300)는 컨트롤 신호(CS)를 기초로하여 상기 에너지 공급부(100)로부터 제공받은 전력의 분할 정도를 결정할 수 있고, 분할 정도가 결정된 전력들을 출력할 수 있다.The energy split output unit 300 may determine the degree of division of the power provided from the energy supply unit 100 based on the control signal CS, and output the powers of which the degree of division is determined.

상기 에너지 분할 출력부(300)는 에너지 공급부(100)의 양 단자(N1, N2)인 하나의 포트(port)로부터 제공된 전력을 분할하여 복수개의 포트로 제공할 수 있다.The energy split output unit 300 may divide power provided from one port, which is both terminals N1 and N2 of the energy supply unit 100, and provide the divided power to a plurality of ports.

다중 출력부(500)는 상기 에너지 분할 출력부(300)부로부터 제공받은 에너지를 복수개의 출력 포트로 출력할 수 있고, 구체적으로 상기 에너지 분할 출력부(300)부로부터 제공받은 전력을 세개의 포트로 출력할 수 있다. 구체적으로 상기 에너지 분할 출력부(300)는 제1 및 제2 노드(N1, N2)로 입력된 전압을 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)으로 분할하여 상기 제1 출력 전압(Vo1)을 제3 및 제1 노드(N3, N1)로 출력하고, 제3 출력 전압(Vo3)을 제2 및 제4 노드(N2, N4)로 출력하고, 입력된 전압과 동일한 제2 출력 전압(Vo2)을 제1 및 제2 노드(N1, N2)로 그대로 출력할 수 있다.The multiple output unit 500 may output the energy provided from the energy split output unit 300 to a plurality of output ports, and specifically, the power received from the energy split output unit 300 may be three ports. Can be printed as In detail, the energy split output unit 300 divides the voltages input to the first and second nodes N1 and N2 into first and third output voltages Vo1 and Vo3 to divide the first output voltage Vo1. Is output to the third and first nodes N3 and N1, the third output voltage Vo3 is output to the second and fourth nodes N2 and N4, and the second output voltage Vo2 equal to the input voltage. ) May be output to the first and second nodes N1 and N2 as they are.

에너지 공급부(100)로부터 제공되는 전력이 직류 전원에 기인한 경우, 상기 다중 출력부(500)는 직류 전압을 출력할 수 있고, 이러한 직류 전압은 제1 내지 제3 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3)가 될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기는 직류-직류 변환기로 동작할 수 있다.When the power provided from the energy supply unit 100 is due to a DC power source, the multiple output unit 500 may output a DC voltage, and the DC voltage may be the first to third output voltages Vo1, Vo2, and Vo3. Can be Therefore, the multiple output converter according to the embodiment of the present invention can operate as a DC-DC converter.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 분할 출력부(300)는 제1 에너지 분할부(310)과 제2 에너지 분할부(330) 그리고 에너지 분할 제어부(350)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the energy split output unit 300 according to the embodiment of the present invention may include a first energy divider 310, a second energy divider 330, and an energy split controller 350. .

본 발명의 실시예에 따른 에너지 분할 출력부(300)를 구성하는 구성요소의 연결관계를 살펴본다.It looks at the connection of the components constituting the energy split output unit 300 according to an embodiment of the present invention.

제1 에너지 분할부(310)는 에너지 공급부(100)의 일 단자인 제1 노드(N1)와 에너지 분할 제어부(350) 그리고 제3 노드(N3) 사이에 연결될 수 있고, 제2 에너지 분할부(330)은 에너지 공급부(100)의 타 단자인 제2 노드(N2)와 에너지 분할 제어부(350) 그리고 제4 노드(N4) 사이에 연결될 수 있다.The first energy divider 310 may be connected between the first node N1, which is one terminal of the energy supply unit 100, the energy split controller 350, and the third node N3, and the second energy divider ( The 330 may be connected between the second node N2, which is the other terminal of the energy supply unit 100, the energy division controller 350, and the fourth node N4.

상기 에너지 분할 제어부(350)는 제1 및 제2 에너지 분할부(310, 330) 사이에 연결되어 상기 제1 및 제2 에너지 분할부(310, 330) 서로간의 전기적 연결 또는 전기적 연결의 차단을 할 수 있다. 즉 상기 에너지 분할 제어부(350)는 상기 제1 에너지 분할부(310)의 세 개의 단자 중에서 제1 및 제3 노드(N1, N3)를 제외한 나머지 단자와 상기 제2 에너지 분할부(330)의 세 개의 단자 중에서 제2 및 제4 노드(N2, N4)를 제외한 나머지 단자 사이에 연결될 수 있다.The energy split controller 350 is connected between the first and second energy splitters 310 and 330 to block the electrical connection or the electrical connection between the first and second energy splitters 310 and 330. Can be. That is, the energy division controller 350 may include three terminals of the three terminals of the first energy divider 310 except for the first and third nodes N1 and N3 and the third energy divider 330. It may be connected between the remaining terminals except for the second and fourth nodes N2 and N4 among the three terminals.

본 발명의 실시예에 따른 에너지 분할 출력부(300)의 동작관계를 살펴본다.The operation relationship of the energy split output unit 300 according to the embodiment of the present invention will be described.

에너지 분할 출력부(300)를 구성하는 에너지 분할 제어부(350)는 입력 전원부(100)로부터 제1 및 제2 에너지 분할부(310, 330)로의 에너지 전달 여부를 제어할 수 있고, 구체적으로 구형파 신호일 수 있는 제어신호(CS)에 기초하여 상기 제1 및 제2 에너지 분할부(310, 350)로 분할되는 에너지 양을 조절할 수 있다. The energy division controller 350 constituting the energy division output unit 300 may control whether energy is transferred from the input power supply unit 100 to the first and second energy division units 310 and 330, and specifically, a square wave signal. The amount of energy divided into the first and second energy dividers 310 and 350 may be adjusted based on the control signal CS.

상기 제1 에너지 분할부(310)는 상기 에너지 분할 제어부(350)의 제어에 따라서 에너지 공급부(100)로부터 제공되는 에너지의 일부를 출력할 수 있고, 상기 제2 에너지 분할부(330)는 그 나머지 에너지를 출력할 수 있다.The first energy divider 310 may output a part of the energy provided from the energy supply unit 100 under the control of the energy divider control unit 350, and the second energy divider 330 may remain the same. It can output energy.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력부(500)는 제1 내지 제3 출력부(510, 530, 550)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the multiple output unit 500 according to an embodiment of the present invention may include first to third output units 510, 530, and 550.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력부(500)를 구성하는 구성요소의 연결관계를 살펴본다.It looks at the connection relationship of the components constituting the multiple output unit 500 according to an embodiment of the present invention.

제1 출력부(510)는 에너지 공급부(100)의 일 단자와 에너지 분할 출력부(300)의 일 출력 단자와 연결될 수 있고, 제2 출력부(530)는 에너지 공급부(100)의 포트에 연결될 수 있으며, 제3 출력부(550)는 너지 공급부(100)의 타 단자와 에너지 분할 출력부(300)의 타 출력 단자와 연결될 수 있다. 구체적으로 상기 제1 출력부(510)는 제3 및 제1 노드(N3, N1) 사이에 연결될 수 있고, 상기 제2 출력부(520)는 제2 및 제4 노드(N2, N4) 사이에 연결될 수 있으며 상기 제3 출력부(530)는 제1 및 제2 노드(N1, N2) 사이에 연결될 수 있다.The first output unit 510 may be connected to one terminal of the energy supply unit 100 and the one output terminal of the energy split output unit 300, and the second output unit 530 may be connected to a port of the energy supply unit 100. The third output unit 550 may be connected to the other terminal of the energy supply unit 100 and the other output terminal of the energy split output unit 300. In detail, the first output unit 510 may be connected between the third and first nodes N3 and N1, and the second output unit 520 may be connected between the second and fourth nodes N2 and N4. The third output unit 530 may be connected between the first and second nodes N1 and N2.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력부(500)의 동작방식을 살펴본다.It looks at the operation of the multiple output unit 500 according to an embodiment of the present invention.

다중 출력부(500)는 에너지 공급부(100)와 에너지 분할 출력부(300)로부터 제공되는 전력을 다중으로 분할하여 출력할 수 있고, 각 출력 전압들에 형성될 수 있는 리플 성분을 제어할 수 있다.The multiple output unit 500 may divide and output power provided from the energy supply unit 100 and the energy split output unit 300 by multiplexing, and control a ripple component that may be formed at each output voltage. .

구체적으로 제1 출력부(510)는 에너지 공급부(100)의 일 단자인 제1 노드(N1)와 에너지 분할 출력부(300)의 일 출력 단자인 제3 노드(N3)의 양 단자로부터 출력되는 전력을 제공받아, 리플 성분을 조절하여 제1 출력 전압(Vo1)으로 출력할 수 있다.In detail, the first output unit 510 is output from both terminals of the first node N1 which is one terminal of the energy supply unit 100 and the third node N3 which is one output terminal of the energy split output unit 300. The power may be supplied to adjust the ripple component to output the first output voltage Vo1.

제2 출력부(530)는 에너지 공급부(100)의 양 단자인 제1 및 제2 노드(N1, N2)로부터 제공되는 전력을 출력할 수 있다. 이 때 상기 제2 출력부(530)는 에너지 공급부(100)와 병렬로 연결되어 있으므로, 에너지 공급부(100)로부터 제공되는 전압의 리플 성분을 조절하여 제2 출력 전압(Vo2)로 출력할 수 있다.The second output unit 530 may output power provided from the first and second nodes N1 and N2 which are both terminals of the energy supply unit 100. In this case, since the second output unit 530 is connected in parallel with the energy supply unit 100, the second output unit 530 may be output as the second output voltage Vo2 by adjusting the ripple component of the voltage provided from the energy supply unit 100. .

제3 출력부(550)는 에너지 공급부(100)의 타 단자인 제2 노드(N2)와 에너지 분할 출력부(300)의 타 출력 단자인 제4 노드(N4)의 양 단자로부터 출력되는 전력을 제공받아, 리플 성분을 제어하여 제3 출력 전압(Vo3)으로 출력할 수 있다.The third output unit 550 may output power output from both terminals of the second node N2, which is the other terminal of the energy supply unit 100, and the fourth node N4, which is the other output terminal of the energy split output unit 300. The ripple component may be controlled to output the third output voltage Vo3.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 분할 출력부(300)에서 제1 에너지 분할부(310)는 제1 에너지 저장부(311) 및 제1 환류부(315)를 포함할 수 있고, 제2 에너지 분할부(330)는 제2 에너지 저장부(313) 및 제2 환류부(317)을 포함할 수 있다.9, in the energy split output unit 300 according to an embodiment of the present invention, the first energy divider 310 may include a first energy store 311 and a first reflux unit 315. The second energy divider 330 may include a second energy store 313 and a second reflux 317.

본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 에너지 분할부(310, 330)를 구성하는 구성요소의 연결관계를 살펴본다.The connection relationship between the components constituting the first and second energy dividers 310 and 330 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

상기 제1 에너지 분할부(310)를 구성하는 제1 에너지 저장부(311)는 제1 노드(N1)와 에너지 분할 제어부(350) 그리고 제1 환류부(315) 사이에 연결될 수 있고, 상기 제2 에너지 분할부(330)를 구성하는 제2 에너지 저장부(313)는 제2 노드(N2)와 에너지 분할 제어부(350) 그리고 제2 환류부(317) 사이에 연결될 수 있다. 그리고 상기 제1 환류부(315)는 제1 에너지 저장부(311) 및 에너지 분할 제어부(350)와 제3 노드(N3) 사이에 연결될 수 있고, 상기 제2 환류부(317)는 제2 에너지 저장부(313) 및 에너지 분할 제어부(350)와 제4 노드(N4) 사이에 연결될 수 있다.The first energy storage unit 311 constituting the first energy division unit 310 may be connected between the first node N1, the energy division control unit 350, and the first reflux unit 315. The second energy storage unit 313 constituting the second energy division unit 330 may be connected between the second node N2, the energy division control unit 350, and the second reflux unit 317. In addition, the first reflux unit 315 may be connected between the first energy storage unit 311, the energy split controller 350, and the third node N3, and the second reflux unit 317 may have a second energy. The storage unit 313 may be connected between the energy division controller 350 and the fourth node N4.

본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 에너지 분할부(310, 330)의 동작방식을 살펴본다.An operation method of the first and second energy dividers 310 and 330 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

상기 제1 에너지 분할부(310)를 구성하는 제1 에너지 저장부(311)는 에너지 분할 제어부(350)의 제어에 기초하여 에너지 공급부(100)로부터 제공된 에너지 중 일부를 일정 시간 저장하고, 또 일정 시간 동안 다중 출력부(500)를 구성하는 제1 출력부(510)로 제공하는 기능을 할 수 있다. 그리고 제2 에너지 분할부(330)를 구성하는 제2 에너지 저장부(313)는 에너지 분할 제어부(350)의 제어에 기초하여 에너지 공급부(100)로부터 제공된 에너지 중 나머지 일부를 일정 시간 저장하고, 또 일정 시간 동안 다중 출력부(500)를 구성하는 제3 출력부(550)로 제공하는 기능을 할 수 있다.The first energy storage unit 311 constituting the first energy division unit 310 stores some of the energy provided from the energy supply unit 100 for a predetermined time based on the control of the energy division control unit 350, It may function to provide to the first output unit 510 constituting the multiple output unit 500 for a time. The second energy storage unit 313 constituting the second energy division unit 330 stores the remaining part of the energy provided from the energy supply unit 100 for a predetermined time based on the control of the energy division control unit 350, and It may function to provide to the third output unit 550 constituting the multiple output unit 500 for a predetermined time.

상기 제1 및 제2 환류부(315, 317)는 상기 에너지 분할 제어부(350)에 의해 제어되어 상기 제1 및 제2 에너지 분할부(310, 330)와 다중 출력부(500) 상호간의 전류 흐름 여부를 제어할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 환류부(315)는 제1 에너지 저장부(311)로부터 제3 노드(N3) 사이를 도통 시켜 전류가 흐르게 하거나, 반대로 전류를 차단할 수 있고, 상기 제2 환류부(317)는 제2 에너지 저장부(313)로부터 제4 노드(N4) 사이를 도통 시켜 전류가 흐르게 하거나, 반대로 전류를 차단하는 기능을 할 수 있다. 이 때 상기 제1 및 제2 환류부(315, 317)의 전류의 흐름은 에너지 분할 제어부(350)의 제어에 의하여 이루어질 수 있다.The first and second reflux units 315 and 317 are controlled by the energy division controller 350 so that current flows between the first and second energy dividers 310 and 330 and the multiple output units 500. You can control whether or not. In detail, the first reflux unit 315 conducts current between the first energy storage unit 311 and the third node N3 to allow a current to flow or, on the contrary, cuts off the current. May conduct a current between the second energy storage unit 313 and the fourth node N4 to allow a current to flow or, on the contrary, cut off the current. At this time, the current flow of the first and second reflux unit 315, 317 may be controlled by the energy splitting control unit 350.

본 10은 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기를 구현하는 일 예로써의 회로도를 나타낸 도면이다.10 is a circuit diagram as an example of implementing a multiple output converter according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)를 구성하는 에너지 공급부(100)는 직류 전원이 될 수 있다. 그리고 에너지 분할 출력부(300)는 적어도 하나 이상의 인덕터(L1. L2) 그리고 적어도 하나 이상의 다이오드(D1, D2) 그리고 스위칭 소자(350)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the energy supply unit 100 constituting the multiple output converter 10 may be a DC power source. The energy split output unit 300 may include at least one inductor L1, L2, at least one diode D1, D2, and the switching element 350.

제1 에너지 저장부(311)는 제1 인덕터(L1)로 구성될 수 있고, 제1 노드(N1)와 에너지 분할 제어부(350) 그리고 제1 환류부(315) 사이에 연결될 수 있고, 제2 에너지 저장부(313)를 구성하는 제2 인덕터(L2)는 제2 노드(N2)와 에너지 분할 제어부(350)그리고 제2 환류부(317) 사이에 연결될 수 있다.The first energy storage unit 311 may be configured as a first inductor L1, and may be connected between the first node N1, the energy division controller 350, and the first reflux unit 315, and the second The second inductor L2 constituting the energy storage unit 313 may be connected between the second node N2, the energy split controller 350, and the second reflux unit 317.

에너지 분할 제어부(350)는 스위치 소자로 이루어질 수 있고, 게이트 단자로부터 제어 신호(CS)를 인가받을 수 있고, 드레인 및 소스 단자는 제1 및 제2 에너지 저장부(311, 313) 사이에 연결될 수 있다. 그리고 상기 제어 신호(CS)는 도시되지 않은 제어부로부터 제공되는 신호일 수 있고, 이는 일정한 주기 또는 특정 시간별로 변할 수 있는 주기를 가진 구형파 신호로써, PWM(Pulse mulation signal)일 수 있다.The energy division controller 350 may be formed of a switch element, may receive a control signal CS from a gate terminal, and the drain and source terminals may be connected between the first and second energy storage units 311 and 313. have. The control signal CS may be a signal provided from a controller (not shown). The control signal CS may be a square wave signal having a period which may change at a specific time or a specific time, and may be a pulse modulation signal (PWM).

제1 환류부(315)는 제1 다이오드(D1)로 구성될 수 있고, 상기 제1 다이오드(D1)의 애노드(Anode) 단자는 에너지 분할 제어부(350)의 일 단자와 제1 에너지 저장부(311)의 일 단자에 공통 접속될 수 있고, 캐소드(Cachode)단자는 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다.The first reflux unit 315 may include a first diode D1, and an anode terminal of the first diode D1 may include one terminal of the energy division controller 350 and a first energy storage unit ( The terminal may be commonly connected to one terminal of 311, and a cathode terminal may be connected to the third node N3.

제2 환류부(317)는 제2 다이오드(D2)로 구성될 수 있고, 상기 제2 다이오드(D2)의 캐소드 단자는 에너지 분할 제어부(350)의 타 단자와 제2 에너지 저장부(313)의 일 단자에 공통 접속될 수 있고, 애노드 단자는 제4 노드(N4)에 연결될 수 있다.The second reflux unit 317 may be configured as a second diode D2, and the cathode terminal of the second diode D2 may include the other terminal of the energy division controller 350 and the second energy storage unit 313. Commonly connected to one terminal, the anode terminal may be connected to the fourth node (N4).

다중 출력부(500)는 제1 내지 제3 출력부(510, 530, 550)로 구성될 수 있으며, 상기 제1 출력부(510)는 제1 및 제3 노드(N1, N3) 사이에 연결될 수 있고, 서로 병렬 연결된 제1 커패시터(C1)와 제1 저항(R1)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 저항(R1)의 양 단자 또는 상기 제1 커패시터(C1)의 양 단자로부터 제1 출력 전압(Vo1)이 출력될 수 있다. The multiple output unit 500 may include first to third output units 510, 530, and 550, and the first output unit 510 may be connected between the first and third nodes N1 and N3. And a first capacitor C1 and a first resistor R1 connected in parallel to each other, the first output from both terminals of the first resistor R1 or both terminals of the first capacitor C1. The voltage Vo1 may be output.

상기 제2 출력부(530)는 제1 및 제2 노드(N1, N2) 사이에 연결될 수 있고, 서로 병렬 연결된 제2 커패시터(C2)와 제2 저항(R2)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 저항(R2)의 양 단자 또는 상기 제2 커패시터(C2)의 양 단자로부터 제2 출력 전압(Vo2)이 출력될 수 있다.The second output unit 530 may be connected between the first and second nodes N1 and N2, and may include a second capacitor C2 and a second resistor R2 connected in parallel with each other. The second output voltage Vo2 may be output from both terminals of the second resistor R2 or both terminals of the second capacitor C2.

상기 제3 출력부(550)는 제2 및 제4 노드(N2, N4) 사이에 연결될 수 있고, 서로 병렬 연결된 제3 커패시터(C3)와 제3 저항(R3)을 포함할 수 있으며, 상기 제3 저항(R3)의 양 단자 또는 상기 제3 커패시터(C3)의 양 단자로부터 제3 출력 전압(Vo3)이 출력될 수 있다.The third output unit 550 may be connected between the second and fourth nodes N2 and N4, and may include a third capacitor C3 and a third resistor R3 connected in parallel with each other. The third output voltage Vo3 may be output from both terminals of the third resistor R3 or both terminals of the third capacitor C3.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)의 동작관계를 설명한다.An operation relationship of the multiple output converter 10 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 에너지 저장부(311, 313)을 구성하는 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)는 다음과 같은 관계를 가질 수 있다.Referring to FIG. 11, the first and second inductors L1 and L2 constituting the first and second energy storage units 311 and 313 according to the embodiment of the present invention may have the following relationship.

,

이고,

,

이 될 수 있다.

,

ego,

,

This can be

또한 제1 인덕터(L1)의 전압 전류 관계식에 따르면

의 관계를 가지고 이를 정리하면,

와 같다.In addition, according to the voltage-current relationship of the first inductor (L1)

If you organize it with

Same as

마찬가지 방식으로 제2 인덕터(L2)의 전압 전류 관계식에 따르면

의 관계를 가지고 이를 정리하면,

의 관계를 가진다. Similarly, according to the voltage-current relationship of the second inductor L2

If you organize it with

Has a relationship with

또한 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류가 동일하므로

의 관계를 가진다.In addition, since the currents flowing through the first and second inductors L1 and L2 are the same,

Has a relationship with

폐루프 내의 키르히호프전압법칙에 따르면

의 관계가 성립하고, 위의 식을

VL1 에 대하여 정리하면,

와 같다.According to Kirchhoff's law in closed loops

The relationship is established, the expression above

In summary about VL1,

Same as

이를 정리하면,

그리고

가 되며,

이 된다. 즉 제1 인덕터(L1)에 걸리는 전압(VL1)은 입력 전압(Vi)의 람다(lambda) 배로 스케일된 값을 가질 수 있다.In summary,

And

Becomes

Becomes That is, the voltage VL1 applied to the first inductor L1 may have a value scaled by lambda times the input voltage Vi.

마찬가지의 방식으로 제2 인덕터(L2)에 대하여 적용하면, 상기 식

에 키르히호프전압법칙을 적용하여,

식을 대입하여 정리하면,

와 같고, 이를 정리하면,

가 되며, 다시 정리하면

와 같다. 즉 제2 인덕터(L2)에 걸리는 전압(VL2)은 입력 전압(Vi)의 (1-람다) 배로 스케일된 값을 가질 수 있다.Similarly applied to the second inductor L2,

Apply Kirchhoff's law to

By substituting the expression,

Is equal to, in summary,

If you reorganize

Same as That is, the voltage VL2 applied to the second inductor L2 may have a value multiplied by (1-lambda) times the input voltage Vi.

제1 출력 전압(Vo1)은 제1 인덕터(L1)에 이전에 축적되었던 에너지가 방출되면서 나타난 전압이다. 그리고 제1 커패시터(C1)와 제1 저항 (R1)의 값을 변화시켜 제1 출력 전압(Vo1)의 리플을 조절할 수 있고, 제3 출력 전압(Vo3)은 제3 인덕터(L3)에 이전에 축적되었던 에너지가 방출되면서 나타난 전압으로써 제3 커패시터(C3)와 제3 저항 (R3)의 값을 변화시켜 제3 출력 전압(Vo3)의 리플을 조절할 수 있으며, 제2 출력 전압(Vo2)는 입력 전압(Vin)을 인가받으며, 리플 성분은 마찬가지로 제2 커패시터(C2)와 제2 저항(R2)의 값을 변화시켜 조절할 수 있다.The first output voltage Vo1 is a voltage that appears as energy previously accumulated in the first inductor L1 is released. The ripple of the first output voltage Vo1 may be adjusted by changing values of the first capacitor C1 and the first resistor R1, and the third output voltage Vo3 is previously applied to the third inductor L3. As the accumulated energy is released, the ripple of the third output voltage Vo3 can be adjusted by changing the values of the third capacitor C3 and the third resistor R3, and the second output voltage Vo2 is input. The ripple component is similarly applied to the voltage Vin and may be adjusted by changing values of the second capacitor C2 and the second resistor R2.

한편 상기 리플 정도는 시비율(Duty ratio)에 비례할 수 있고, 제1 저항(R1)과 제1 커패시터(C1) 그리고 에너지 분할 제어부(350)의 스위치소자를 스위칭하는 주파수에 반비례할 수 있다.Meanwhile, the ripple degree may be proportional to a duty ratio, and may be inversely proportional to the frequency of switching the switch element of the first resistor R1, the first capacitor C1, and the energy division controller 350.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 에너지 분할 제어부(350)의 스위치가 턴 온되었을 때(0부터 DTs 시구간 동안) 제1 인덕터(L1)에 인가되는 전압은

이었고, 에너지 분할 제어부(350)의 스위치가 턴 오프되었을 때(DTs부터 Ts 시구간 동안) 제2 인덕터(L2)에 인가되는 전압은 도 12의 회로도에서 키르히호프전압법칙을 적용하면,

와 같고, 이를 그래프로 나타내면 도 13과 같다.11 to 13, the voltage applied to the first inductor L1 when the switch of the energy division controller 350 is turned on (during 0 to DTs time period)

The voltage applied to the second inductor L2 when the switch of the energy division controller 350 is turned off (during DTs to Ts time period) is applied to the Kirchhoff voltage law in the circuit diagram of FIG.

As shown in FIG. 13, the graph is shown in FIG. 13.

도 13으로부터 전압과 시간의 평형 조건(Volt-sec balance)을 적용하면,

이 되고, 이를 정리하면,

와 같다. 따라서 제1 출력 전압(Vo1)은 시비율과 람다(lambda)의 값 그리고 입력 전압에 따라서 결정될 수 있다.Applying the voltage-time balance condition (Volt-sec balance) from Figure 13,

If you sum it up,

Same as Accordingly, the first output voltage Vo1 may be determined according to the rate of application, the value of the lambda, and the input voltage.

도 11, 도 12 그리고 도 14를 참조하면, 에너지 분할 제어부(350)의 스위치가 턴 온되었을 때(0부터 DTs 시구간 동안) 제2 인덕터(L2)에 인가되는 전압은

와 같고, 이를 그래프로 나타내면 도 14와 같다.11, 12, and 14, when the switch of the energy splitting control unit 350 is turned on (during the period from 0 to DTs), the voltage applied to the second inductor L2 is

The voltage applied to the second inductor L2 when the switch of the energy division controller 350 is turned off (during DTs to Ts time period) is applied when the Kirchhoff voltage law is applied in the circuit diagram of FIG.

As shown in FIG. 14, the graph is shown in FIG. 14.

도 14로부터 전압과 시간의 평형 조건(Volt-sec balance)을 적용하면,

이 되고, 이를 정리하면,

와 같다. 따라서 제3 출력 전압(Vo3)은 시비율과 람다(lambda)의 값 그리고 입력 전압에 따라서 결정될 수 있다.Applying the voltage-time balance condition (Volt-sec balance) from Figure 14,

If you sum it up,

Same as Accordingly, the third output voltage Vo3 may be determined according to the rate of application, the value of the lambda, and the input voltage.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)는 제2 출력 전압(Vo2)이 입력 전압(Vi)에 의하여 결정되고, 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)이 에너지 분할 제어부(350)의 동작에 의하여

및

에 의하여 제어됨을 알 수 있다.In the multiple output converter 10 according to the exemplary embodiment of the present invention, the second output voltage Vo2 is determined by the input voltage Vi, and the first and third output voltages Vo1 and Vo3 are the energy division controller 350. By the operation of

And

It can be seen that it is controlled by.

특히 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스값이 동일한 경우

로 제어되는 특징을 가진다. 따라서 시비율과 입력 전압만으로 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)을 동시에 동일 전압으로 제어 가능하다.In particular, when the inductance values of the first and second inductors L1 and L2 are the same

It is controlled by. Therefore, the first and third output voltages Vo1 and Vo3 can be simultaneously controlled to the same voltage using only the ratio and the input voltage.

또한 상기 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스값이 동일한 경우, 상기 다중 출력부(500)는 크기가 서로 대응되는 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)과 상기 입력 전원부(100)의 입력 전압(Vi)에 대응되는 제2 출력 전압(Vo2)을 출력할 수 있고, 구체적으로 상기 다중 출력부(500)는 전압의 크기가 서로 동일한 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)과 상기 입력 전원부(100)의 입력 전압(Vi)의 크기와 동일한 제2 출력 전압(Vo2)를 출력할 수 있다. 다만 이 경우, 동일하다는 것은 회로의 소자 특성 상 근소한 차이를 보일 수 있으므로 근사적으로 동일함을 의미할 수 있다.In addition, when the inductance values of the first and second inductors L1 and L2 are the same, the multiple output unit 500 may have the first and third output voltages Vo1 and Vo3 and the input power supply unit corresponding to each other. The second output voltage Vo2 corresponding to the input voltage Vi of 100 may be output. Specifically, the multiple output unit 500 includes the first and third output voltages Vo1, The second output voltage Vo2 equal to the magnitude of Vo3 and the input voltage Vi of the input power supply unit 100 may be output. However, in this case, the same may mean that they are approximately the same because they may show a slight difference in the device characteristics of the circuit.

본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)을 멀티레벨인버터로 동작시, 정/부 전압이 대칭된 전압이 필요로 하고, 그 경우 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스 값을 동일하게 설계하는 것이 바람직하다.When the multiple output converter 10 according to the embodiment of the present invention is operated as a multilevel inverter, a voltage in which positive and negative voltages are symmetrical is required, and in this case, inductance values of the first and second inductors L1 and L2 are used. It is desirable to design the same.

도 10 및 15를 참조하면, 는 본 발명의 실시예에 다른 다중 출력 변환기(10)에서 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스 값을 동일하게 설계한 경우, 각 소자의 전압 전류 관계를 그래프로 나타내었다.Referring to FIGS. 10 and 15, when the inductance values of the first and second inductors L1 and L2 are identically designed in the multiple output converter 10 according to the embodiment of the present invention, the voltage-current relationship of each device Is shown graphically.

에너지 분할 제어부(350)의 스위치 소자가 턴 온되는 시구간(0부터 DTs) 구간을 살펴보면, 에너지 분할 제어부(350)로 인가되는 제어신호(CS)가 하이(High) 신호를 가지고 이 경우 상기 에너지 분할 제어부(350)의 스위치 소자가 턴 온될 수 있다. 그 때, 입력전원(Vi)으로부터 에너지가 공급되고 그에 따라 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류(IL1, IL2)는 증가할 수 있다. 또한 에너지 분할 제어부(350)로 흐르는 전류(Is) 또한 상승할 수 있다. 상기 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류(IL1, IL2)와 에너지 분할 제어부(350)로 흐르는 전류(Is)의 초기 전류값의 차이는 에너지 분할 제어부(350) 내의 스위치 소자의 문턱 전압에 기인한 현상일 수 있다. 또한 제1 및 제2 환류부(315, 317)에는 전류의 흐름이 차단되기 때문에 전류(ID1, ID2)가 0의 값을 가질 수 있다.Looking at the time interval (0 to DTs) section in which the switch element of the energy division controller 350 is turned on, the control signal CS applied to the energy division controller 350 has a high signal and in this case the energy The switch element of the division controller 350 may be turned on. At this time, energy is supplied from the input power source Vi and the currents IL1 and IL2 flowing through the first and second inductors L1 and L2 may increase. In addition, the current Is flowing to the energy division controller 350 may also increase. The difference between the initial current values of the currents IL1 and IL2 flowing through the first and second inductors L1 and L2 and the current Is flowing through the energy splitting control unit 350 is determined by the switching elements in the energy splitting control unit 350. This may be due to a threshold voltage. In addition, since the flow of current is blocked in the first and second reflux parts 315 and 317, the currents ID1 and ID2 may have a value of zero.

한편 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)은 제1 및 제3 커패시터(C1, C3) 각각에 저장된 에너지가 출력측으로 전달되므로, 전압이 감소하는 그래프를 확인할 수 있으며, 제2 출력 전압(V02)은 입력 전압의 값을 가질 수 있다.On the other hand, since the energy stored in each of the first and third capacitors C1 and C3 is transferred to the output side of the first and third output voltages Vo1 and Vo3, the graph in which the voltage decreases can be confirmed, and the second output voltage ( V02) may have a value of an input voltage.

에너지 분할 제어부(350)의 스위치 소자가 턴 오프되는 시구간(DTs~Ts) 구간을 살펴보면, 에너지 분할 제어부(350)로 인가되는 제어신호(CS)가 로우(Low) 신호를 가지고 이 경우 상기 에너지 분할 제어부(350)의 스위치 소자가 턴 오프될 수 있다. 그 때, 입력전원(Vi)으로부터 에너지의 공급이 차단되므로 그에 따라 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)에 흐르는 전류(IL1, IL2)는 감소할 수 있다. 또한 에너지 분할 제어부(350)의 스위치 소자의 턴 오프로 인하여 전류(Is) 0의 값을 가질 수 있다. Looking at the time periods DTs to Ts in which the switch element of the energy division controller 350 is turned off, the control signal CS applied to the energy division controller 350 has a low signal and in this case, the energy The switch element of the division controller 350 may be turned off. At this time, since the supply of energy from the input power source Vi is cut off, the currents IL1 and IL2 flowing through the first and second inductors L1 and L2 can be reduced accordingly. In addition, due to the turn-off of the switch element of the energy division controller 350 may have a value of the current Is (0).

또한 제1 및 제2 환류부(315, 317)에는 전류의 흐름이 도통되기 때문에 전류(ID1, ID2)가 0이 아닌 값을 가질 수 있다.In addition, since current flows through the first and second reflux parts 315 and 317, the currents ID1 and ID2 may have a non-zero value.

한편 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)은 에너지를 축적한 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)로부터 에너지가 출력측으로 전달되므로, 전압(Vo1, Vo3)이 감소하는 그래프를 확인할 수 있으며, 제2 출력 전압(V02)은 입력 전압의 값을 가질 수 있다.On the other hand, since the energy is transferred to the output side from the first and second inductors L1 and L2 accumulating energy, the graphs in which the voltages Vo1 and Vo3 decrease are shown. The second output voltage V02 may have a value of an input voltage.

도 10 및 도 15에서 설명한바와 같이 제1 및 제2 인덕터(L1, L2)의 인덕턴스의 값을 동일하게 한 경우, 동일한 전압을 가지는 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)을 얻을 수 있고, 제2 출력 전압(Vo2)은 상기 제1 출력 전압(Vo1) 또는 제2 출력 전압(Vo2)의 두 배이며, 시비율의 조절에 따라서 상기 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)을 조절할 수 있음을 알 수 있다.As described with reference to FIGS. 10 and 15, when the inductance values of the first and second inductors L1 and L2 are the same, the first and third output voltages Vo1 and Vo3 having the same voltage may be obtained. The second output voltage Vo2 is twice the first output voltage Vo1 or the second output voltage Vo2, and the first and third output voltages Vo1 and Vo3 are adjusted according to the rate of application. It can be seen that it can be adjusted.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)는 하나의 입력 전압을 인가받아 세 개의 출력 전압을 출력하는 직류-직류 컨버터로 동작할 수 있고, 회로 구성의 간소화를 실현할 수 있으며, 시비율의 조절로 제1 및 제3 출력 전압(Vo1, Vo3)을 조절할 수 있다. 또한 하나의 스위치 소자만으로 에너지 분할 제어부(350)를 구성할 수 있으므로, 저 비용으로도 전력변환 효율을 개선할 수 있고, 스위치 동작에서 기인한 고조파 성분을 제어하기 위하여 최소한의 스위치 소자로 구성된 에너지 분할 제어부(350)를 구비함으로써 고조파왜곡율을 낮추는 효과를 가질 수 있다.As described above, the multiple output converter 10 according to the exemplary embodiment of the present invention may operate as a DC-DC converter that receives three input voltages and outputs three output voltages, and may simplify the circuit configuration. By adjusting the rate, the first and third output voltages Vo1 and Vo3 may be adjusted. In addition, since the energy splitting control unit 350 can be configured using only one switch element, the power conversion efficiency can be improved at low cost, and the energy splitting composed of the minimum switch elements can be used to control the harmonic components resulting from the switch operation. The control unit 350 may have an effect of lowering harmonic distortion.

본 발명의 실시예는 다중 출력 변환기(10)를 포함하는 전원장치나 복수개의 입력 전압을 필요로하는 장치나 복수개의 출력 전압이 요구되는 시스템에 적용할 수 있고, 구체적으로 멀티레벨인버터의 앞단 전원으로 사용하거나 입력 전압보다 보다 높은 승압율을 요구하는 전원변환장치로써 이용될 수 있다.Embodiments of the present invention can be applied to a power supply device including the multiple output converter 10, a device requiring a plurality of input voltages, or a system requiring a plurality of output voltages, and specifically, a front power supply of a multilevel inverter. It can be used as a power converter that requires a higher boost ratio than the input voltage.

특히 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)는 멀티레벨인버터(Multi-level Inverter)의 입력 전원부로 이용될 수 있고, 고압 대용량 시스템에서 사용되는 멀티레벨인버터의 입력 전원으로 이용될 수 도 있다.In particular, the multiple output converter 10 according to an embodiment of the present invention may be used as an input power supply unit of a multi-level inverter, and may be used as an input power supply of a multilevel inverter used in a high-voltage large-capacity system. have.

상기 멀티레벨인버터에 대하여 구체적으로 살펴보면, 전압형 고압 대용량 인버터를 구성하기 위한 회로 방식은 크게 스위칭 소자의 직렬연결에 의한 스위칭 소자의 고압화 방식과 멀티레벨인버터방식으로 나눌 수있다. Looking at the multi-level inverter in detail, the circuit scheme for configuring a voltage-type high-voltage large-capacity inverter can be largely divided into a high-voltage method and a multi-level inverter method of the switching element by the series connection of the switching elements.

소자 직렬 방식은 여러 개의 저압 스위칭 소자를 시리즈로 연결하여 등가의 고압 스위칭 소자를 구성하는 방법으로 이 경우 회로 동작은 저압 2-level인버터와 동일하다. 이 때 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기의 3개의 출력 중 두 개를 이용할 수 있고, 나머지 하나는 다른 구성의 전원으로 이용할 수 있다.In the device series method, a series of low voltage switching elements are connected in series to form an equivalent high voltage switching element. In this case, the circuit operation is the same as that of a low voltage two-level inverter. At this time, two of the three outputs of the multiple output converter according to an embodiment of the present invention can be used, and the other one can be used as a power source of a different configuration.

또한 3레벨 인버터는 상전압 출력이 3가지인 인버터 구조를 말하는데, 이러한 3레벨의 상전압을 얻 을 수 있는 방식 중에서 Cascaded 3레벨 인버터 방식과 NPC 3레벨 인버터 방식이 있다. 이러한 3레벨 인버터에도 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)가 적용될 수 있다. In addition, the three-level inverter refers to an inverter structure having three phase voltage outputs. Among the methods for obtaining three-phase phase voltage, there are a cascaded three-level inverter method and an NPC three-level inverter method. The multiple output converter 10 according to the embodiment of the present invention may also be applied to such a three-level inverter.

뿐만 아니라 4레벨 인버터 또는 5레벨 인버터의 경우 3개의 입력전원을 필요로 하므로 이러한 멀티레벨인버터에 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)을 적용할 수 있다. In addition, since a four-level inverter or a five-level inverter requires three input power sources, the multi-output inverter 10 according to the embodiment of the present invention can be applied to such a multi-level inverter.

또한 다중 입력 전원을 요구하는 차지 펌프(Charge Pump)에도 사용될 수 있다. 그리고 휴대용 전자기기 같은 전자기기에 사용될 수 있고, 전원을 분리하여 각 기 다른 장치에 전압을 공급하는 용도로도 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 다수의 발광다이오드 등과 같이 램프를 복수개로 분할하여 에너지를 공급하기 위한 백라이트유닛에서 복수개의 전원을 필요로하고, 이 경우에도 본 발명의 실시예를 적용할 수 있다. 나아가 본 발명의 실시예에 따른 다중 출력 변환기(10)는 소형 전지에서부터 전기 자동차(electric vehicle: EV), 에너지 저장장치(electric storage system: ESS)에도 사용될 수 있고, LED의 전원 장치에도 사용될 수 있다.It can also be used for charge pumps that require multiple input supplies. It can be used for electronic devices such as portable electronic devices, and can also be used for supplying voltage to different devices by separating power. In addition, a plurality of power sources are required in a backlight unit for supplying energy by dividing a lamp into a plurality of lamps such as a plurality of light emitting diodes, and in this case, the embodiment of the present invention can be applied. Furthermore, the multiple output converter 10 according to the embodiment of the present invention may be used in a small battery, an electric vehicle (EV), an electric storage system (ESS), or an LED power supply. .

즉 전력원으로서 제공되는 배터리로부터의 전력으로 동작하는 휴대 가능한 전자 기기에서, 내부 회로에 배터리의 전압이 아닌 DC 전압이 공급되어야 하는 경우, 다중 출력 변환기(10)가 사용될 수 있다.In other words, in a portable electronic device operating with power from a battery provided as a power source, when the DC circuits other than the voltage of the battery are to be supplied to the internal circuit, the multiple output converter 10 may be used.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the art. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

본 발명은 멀티 입력 시스템에 이용할 수 있다.The present invention can be used for a multi-input system.

Claims

A power supply unit;

An energy division output unit configured to divide and output energy from the power supply unit; And

And a multiple output unit configured to receive the divided energy from the energy division output unit and output the divided energy to a plurality of output ports.

The energy split output unit is connected between the first and second energy dividers and the first and second energy dividers, and controls the electrical connection of the first and second energy dividers to thereby divide the energy from the power supply. Multiple output converter including an energy splitting control unit for controlling.

According to claim 1,

The multiple output unit,

A first output unit configured to output energy provided from the first energy divider; And

And a third output unit configured to output energy provided from the second energy divider.

The method of claim 2,

The multiple output unit further includes a second output unit for outputting a voltage of the input power supply unit.

According to claim 1,

The first energy divider includes a first energy store,

The second energy divider includes a second energy store,

And the first and second energy storage units store energy provided from the input power supply unit.

The method of claim 4, wherein

The first energy storage unit is provided with a portion of the input voltage of the input power supply unit, the second energy storage unit is provided with the remaining portion of the input voltage of the input power supply unit.

According to claim 1,

The energy splitting control unit controls whether or not to supply energy from the input power supply unit to the first and second energy splitting units.

The method of claim 4, wherein

The first energy divider further includes a first reflux portion,

The second energy divider further includes a second reflux portion,

And the first and second reflux units are controlled by the energy division controller to control whether current flows between the first and second energy dividers and the multiple output units.

The method of claim 4, wherein

The first energy storage unit includes a first inductor,

And the second energy store comprises a second inductor.

The method of claim 8,

And multiple inductance values of the first and second inductors.

According to claim 1,

The energy division controller includes a switch element,

And a plurality of output converters controlling output voltages of the multiple output units according to turn on and turn off ratios of the switch elements.

According to claim 1,

And the input power supply unit supplies one DC voltage, and the multiple output unit outputs the DC voltage of the boosted input power supply unit as three DC voltages.

A power supply unit supplying a DC voltage;

An energy split output unit connected to both ends of the power supply unit; And

A multiple output unit connected to the power supply unit and the energy split output unit to output the DC voltage as a plurality of DC voltages,

The energy split output unit includes first and second inductors and a switch element controlled by a control signal, wherein the first inductor is connected to one terminal of the input power supply unit and one terminal of the switch element, and the second inductor is And a multiple output converter connected to the other terminal of the input power supply unit and the other terminal of the switch element.

The method of claim 12,

The energy split output further includes first and second diodes,

The first diode is connected between the common terminal of the first inductor and the switch element and the multiple output unit,

And the second diode is connected between the common terminal of the second inductor and the switch element and the multiple output unit.

The method of claim 13,

The multiple output unit includes a first to third output unit,

The first output unit is connected to one terminal of the input power unit and the first diode,

The second output part is connected to both terminals of the input power supply part;

And the second output part is connected to the other terminal of the input power supply part and the second diode.

The method of claim 14,

Each of the first to third output units includes a capacitor and a resistor connected in parallel with each other.

The method of claim 12,

And the inductance values of the first and second inductors are the same.

The method of claim 16,

The multiple output unit outputs a first output voltage and a third output voltage corresponding to each other and a second output voltage corresponding to an input voltage of the input power supply unit.

The method of claim 17,

Wherein the second output voltage is twice the first output voltage or the second output voltage.

The method of claim 13,

Energy is stored in the first and second inductors when the switch element is turned on;

And the energy stored in the first and second inductors when the switch element is turned off is provided to the multiple outputs.

A multilevel inverter comprising as input power a plurality of voltages output from a multiple output converter according to claim 12.