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KR101564004B1 - AC-DC converter - Google Patents

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KR101564004B1
KR101564004B1 KR1020140103769A KR20140103769A KR101564004B1 KR 101564004 B1 KR101564004 B1 KR 101564004B1 KR 1020140103769 A KR1020140103769 A KR 1020140103769A KR 20140103769 A KR20140103769 A KR 20140103769A KR 101564004 B1 KR101564004 B1 KR 101564004B1
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voltage
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KR1020140103769A
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정연문
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정연문
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Abstract

An AC-DC converter is disclosed. The AC-DC converter according to a preferable embodiment of the present invention outputs DC power which is not smoothed after the rectification of AC power to an output terminal, to which the loads of electronic appliances are linked; uses the non-smoothed DC power to charge one or more capacitors contained in a charge unit with power; detects zero crossing points of inputted AC power; and discharges the voltage applied to the charge unit to the output terminal as the voltage of DC power outputted to the output terminal has tendency to go down and falls below a predetermined reference voltage value, that is, around at a zero crossing point to increase the voltage of the output terminal, thereby smoothing the DC of the output terminal. Accordingly, rectified power is smoothed without using an electrolyte capacitor having a large volume and low reliability of elements, thereby providing an AC-DC converter suitable for miniaturization, which can ensure higher reliability.

Description

직류 변환 장치{AC-DC converter}DC converter (AC-DC converter)

본 발명은 직류 변환 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 직류 평활에 전해 콘덴서를 전원에 접속하여 평활 하지 않는 직류 변환 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a DC converter, and more particularly, to a DC converter that does not smooth by connecting an electrolytic capacitor to a DC to a DC smoothing.

교류 전원을 직류 전원으로 변환시켜주는 직류 변환 장치는, TV, 냉장고 등과 같은 거의 모든 전자 장치에 설치되어, 상용 전원으로 제공되는 교류 전원을 직류로 정류하여 내부 부하로 제공하는 장치로서 시대의 변화에 따라서 다양한 요구 사항이 제기되고 있다. 예를 들면, 제품의 소형화에 따라서 직류 변환 장치의 소형화 및 고효율성과 함께 내구성이 향상된 직류 변환 장치에 대한 기대가 증폭되고 있다. A DC converter that converts AC power to DC power is a device that is installed in almost all electronic devices such as a TV and a refrigerator and rectifies AC power supplied from a commercial power source to DC to provide an internal load. Therefore, various requirements are being raised. For example, as a product is miniaturized, the DC conversion device has been expected to be miniaturized and improved in durability with high efficiency.

종래의 직류 변환 장치에서는 일반적으로 사용자의 디바이스에 안정된 직류 전원을 공급하기 위해서 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용하고 있다. 그러나, 상술한 SMPS를 이용하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 경우에는 사용자의 디바이스에 안정적인 직류 전원을 공급하지 못하는 문제점이 발생하였다. In a conventional DC converter, a switching mode power supply (SMPS) is generally used to supply a stable DC power to a user's device. However, when the AC power is converted into the DC power using the SMPS described above, a problem arises in that a stable DC power can not be supplied to the user's device.

또한, SMPS는 교류 전원을 직류로 변환한 후, 평활되지 않은 직류 전원에 포함된 전압 리플을 감소시키기 위해서 회로의 1차 및 2차, 또는 2차측에 대용량의 전해 콘덴서를 사용하기 때문에 직류 변환 장치의 크기가 커지는 문제점 및 장시간 사용시에 전해 콘덴서의 고장으로 인해, 직류 변환 장치가 포함된 디바이스 전체의 고장을 유발하는 문제점이 발생하였다.Also, since the SMPS uses a large-capacity electrolytic capacitor in the primary, secondary, or secondary side of the circuit in order to reduce the voltage ripple included in the non-smoothed direct-current power after converting the AC power to DC, And the failure of the electrolytic capacitor at the time of use for a long time causes a problem that the entire device including the DC converter is broken.

따라서, 사용자의 디바이스에 안정적인 직류 전원을 공급하면서 이와 동시에 대용량의 전해 콘덴서를 사용하지 않고도 평활되지 않은 직류 전원을 평활화시킬 수 있는 직류 변환 장치가 요구되는 실정이다.
Therefore, there is a need for a DC converter capable of supplying a stable DC power to a user's device while at the same time smoothing a non-smoothed DC power without using a large-capacity electrolytic capacitor.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 부피가 큰 전해콘덴서를 이용하지 않고서도, 직류 변환된 전원을 평활화시킬 수 있는 직류 변환 장치를 제공함으로써, 직류 변환 장치 및 이를 포함하는 디바이스를 소형화하면서도 높은 신뢰도를 확보할 수 있는 직류 변환 장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a DC converter capable of smoothing a DC-converted power source without using a bulky electrolytic capacitor, thereby reducing the size of a DC converter and a device including the DC converter, And to provide a DC converter capable of securing the DC converter.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치는, 입력된 교류 전원을 정류하여, 평활화되지 않은 직류 전원을 출력단으로 출력하는 정류부; 상기 정류부에서 출력되는 전원을 이용하여 충전되는 충전부; 방전 제어 신호에 따라서 상기 충전부를 상기 출력단과 연결시켜 상기 충전부에 충전된 전력을 상기 출력단으로 방전시킴으로써 출력단의 출력 전압을 평활화시키는 방전 스위칭부; 및 상기 출력단의 전압이 사전에 정의된 방전 기준값 이하로 떨어지면 상기 방전 제어 신호를 출력하는 방전 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a DC converter comprising: a rectifier for rectifying an input AC power and outputting an unshielded DC power to an output terminal; A charging unit to be charged using power outputted from the rectifying unit; A discharging switching unit for connecting the charging unit to the output terminal according to a discharge control signal and discharging the power charged in the charging unit to the output terminal to smooth the output voltage of the output terminal; And a discharge control unit for outputting the discharge control signal when the voltage of the output terminal falls below a predetermined discharge reference value.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 충전부는 병렬로 설치된 복수의 콘덴서를 포함하고, 상기 방전 스위칭부는 상기 복수의 콘덴서와 상기 출력단을 각각 연결하는 복수의 방전 스위치를 포함하며, 상기 방전 제어신호는 상기 복수의 방전 스위치로 각각 출력되어 상기 복수의 방전 스위치를 순차적으로 온시킬 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the charging unit includes a plurality of capacitors provided in parallel, and the discharge switching unit includes a plurality of discharge switches each connecting the plurality of capacitors and the output terminal, The control signal may be respectively output to the plurality of discharge switches to turn on the plurality of discharge switches sequentially.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 직류 변환 장치는 상기 정류부로 입력되는 교류 전원을 입력받아, 제로 크로싱 포인트를 출력하는 제로 위상 검출부; 및 사용자의 설정에 따라서 상기 방전 기준값을 출력하는 설정부를 더 포함하고, 상기 방전 제어부는 상기 제로 위상 검출부로부터 입력되는 제로 크로싱 포인트 및 상기 방전 기준값을 이용하여, 출력단의 전압이 낮아지는 추세에 있고, 출력단의 전압이 방전 기준값 이하가 되면, 상기 방전 제어신호를 출력할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the DC / DC converter includes a zero phase detector for receiving an AC power input to the rectifier and outputting a zero crossing point; And a setting unit for outputting the discharge reference value according to a setting of a user, wherein the discharge control unit is in a trend of lowering the voltage of the output terminal by using the zero crossing point and the discharge reference value input from the zero phase detection unit, When the voltage of the output terminal becomes the discharge reference value or less, the discharge control signal can be outputted.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 충전부는 병렬로 설치된 복수의 콘덴서를 포함하고, 상기 방전 스위칭부는 상기 복수의 콘덴서와 상기 출력단을 각각 연결하는 복수의 방전 스위치를 포함하며, 상기 방전 제어부는 출력단의 전압이 상기 방전 기준값 이하가 되면, 상기 복수의 콘덴서 중 하나가 방전되도록 상기 방전 제어신호를 출력하고, 방전된 콘덴서에 의해서 상승한 전압값이 다시 떨어져서 상기 방전 기준값 이하가 되면, 상기 복수의 콘덴서 중 다른 하나가 방전되도록 상기 방전 제어신호를 출력함으로써, 상기 출력단의 전압이 상기 방전 기준값 이상이 되도록 유지할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the charging unit includes a plurality of capacitors provided in parallel, and the discharge switching unit includes a plurality of discharge switches each connecting the plurality of capacitors and the output terminal, The control unit outputs the discharge control signal so that one of the plurality of capacitors is discharged when the voltage of the output terminal becomes the discharge reference value or less. When the voltage value raised by the discharged capacitor again falls below the discharge reference value, So that the voltage of the output terminal is maintained to be equal to or higher than the discharge reference value.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 충전부는 애노드가 정류부와 연결되고 캐소드가 콘덴서의 일단과 연결된 복수의 다이오드; 및 다이오드의 캐소드에 연결되고, 타단이 접지되는 복수의 콘덴서를 포함하고, 상기 방전 스위칭부는 일단이 출력단과 연결되고, 타단이 상기 다이오드의 캐소드와 콘덴서의 접속 노드에 연결되는 방전 스위치를 복수로 구비할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the charging unit includes: a plurality of diodes each having an anode connected to the rectifying unit and a cathode connected to one end of the capacitor; And a plurality of capacitors connected to the cathode of the diode and grounded at the other end, wherein the discharge switching unit has a plurality of discharge switches each having one end connected to the output terminal and the other end connected to the cathode of the diode and a connection node of the capacitor can do.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 직류 변환 장치는 상기 출력단의 전압을 분배하여 상기 방전 제어부로 제공하는 출력 전압 검출부를 더 포함하고, 상기 방전 제어부는 상기 출력 전압 검출부로부터 입력되는 전압을 이용하여 출력단의 전압의 크기를 계산할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the DC-DC converter further includes an output voltage detector for distributing the voltage of the output terminal to the discharge controller, and the discharge controller may control the voltage The magnitude of the voltage at the output terminal can be calculated.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 직류 변환 장치는, 상기 정류부에서 출력된 평활화되지 않은 직류 전원을 출력단으로 출력하고, 충전 제어신호가 입력되면 상기 직류 전원을 충전부로 함께 제공하여 상기 충전부에 포함된 콘덴서들을 충전시키는 충전 스위칭부를 더 포함할 수 있다.In addition, according to another preferred embodiment of the present invention, the direct current converting apparatus outputs the un-smoothed direct current power outputted from the rectifying section to the output terminal, and when the charge control signal is inputted, And a charging switching unit for charging the capacitors included in the charging unit.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 충전 스위칭부는 상기 정류부와 연결되는 인덕터, 상기 인던터와 연결되고, 상기 충전부에서 방전된 전류가 상기 정류부로 흐르는 것을 차단하는 다이오드, 및 상기 인덕터와 상기 다이오드 사이 노드에 일단이 연결되고, 타단이 상기 충전부에 포함된 하나 이상의 콘덴서와 연결되는 충전 스위치 소자를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the charge switching unit includes an inductor connected to the rectifying unit, a diode connected to the inductor, for blocking a current discharged from the charging unit from flowing to the rectifying unit, And a charging switch element having one end connected to the node between the diodes and the other end connected to one or more capacitors included in the charging section.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 직류 변환 장치는 상기 정류부로 입력되는 교류 전원을 입력받아, 제로 크로싱 포인트를 출력하는 제로 위상 검출부 제로 위상 검출부로부터 제로 크로싱 포인트를 입력받고, 상기 설정부로부터 듀티비 기준값을 입력받아, PWM 신호로 구현되는 상기 충전 제어 신호를 상기 충전 스위치 소자로 출력하여 상기 충전부를 충전시키는 충전 제어부를 더 포함하고, 상기 충전 제어부는 제로 크로싱 포인트에 가까울수록 듀티비를 크게하고 입력 전원의 피크값에 가까울수록 듀티비를 작게 설정하여 상기 충전 제어 신호를 출력할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the DC-DC converter receives the AC power input to the rectifying unit and receives the zero crossing point from the zero phase detecting unit zero phase detecting unit for outputting the zero crossing point, Further comprising a charge control unit for receiving the duty ratio reference value from the charge control unit and for charging the charge unit by outputting the charge control signal implemented by the PWM signal to the charge switch device, And the duty ratio is set to be smaller as the peak value of the input power is closer to the output power, the charge control signal can be output.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 방전 제어부는 충전부를 방전시키는 동안에는 충전 금지 신호를 충전 제어부로 출력하고, 충전 제어부는 충전 금지 신호가 입력되는 동안에는 충전 제어 신호를 상기 충전 스위칭부로 출력할 수 있다.
According to another preferred embodiment of the present invention, the discharge control unit outputs the charge inhibition signal to the charge control unit while discharging the charger unit, and the charge control unit outputs the charge control signal to the charge switching unit can do.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 직류 변환 장치는, 교류 전원을 정류하여 평활화되지 않은 직류 전원을, 전자 기기의 부하들이 연결되는 출력단으로 출력하되, 평활화되지 않은 직류 전원을 이용하여 충전부에 포함된 하나 이상의 콘덴서에 전원을 충전한 후, 입력 교류 전원의 제로 크로싱 포인트를 검출하여, 출력단으로 출력되는 직류 전원의 전압이 낮아지는 추세에 있고 사전에 설정된 기준 전압값 이하로 떨어질 때, 즉, 제로 크로싱 포인트 부근에서, 충전부에 충전된 전압을 출력단으로 방전시켜 출력단의 전압을 상승시킴으로써, 출력단의 직류 전원을 평활화시킨다.The DC converter according to a preferred embodiment of the present invention rectifies an AC power to output an unshielded DC power to an output terminal to which loads of the electronic apparatus are connected, When one or more capacitors are charged with power and then the zero crossing point of the input AC power is detected and the voltage of the DC power outputted to the output terminal is lowered and falls below a preset reference voltage value, In the vicinity of the point, the voltage charged in the charger is discharged to the output terminal to increase the voltage of the output terminal, thereby smoothing the DC power of the output terminal.

이처럼, 본 발명은 부피가 크고 소자의 신뢰도가 낮은 전해 콘덴서를 사용하지 않고 정류된 전원을 평활화시킴으로써, 제품 소형화에 적합하고, 보다 신뢰성이 확보된 직류 변환 장치를 제공할 수 있다.
As described above, the present invention can provide a DC conversion device which is suitable for miniaturization of a product and is more reliable by smoothing a rectified power source without using an electrolytic capacitor having a large volume and low reliability of the device.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치에 입력되는 입력 전원의 전압 파형과 직류 변환 장치에서 출력되는 출력 전원의 전압 파형을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a direct current converting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a voltage waveform of an input power source input to a DC converter according to a preferred embodiment of the present invention and a voltage waveform of an output power source output from the DC converter.
FIG. 3 is a diagram showing a more specific configuration of a DC-DC converter according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치에 입력되는 입력 전원의 전압 파형과 직류 변환 장치에서 출력되는 출력 전원의 전압 파형을 도시하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a direct current converting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a voltage waveform of an input power source input to a direct current converting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing a more detailed configuration of a DC-DC converter according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치는 정류부(10), 충전 스위칭부(20), 방전 스위칭부(30), 충전부(40), 출력 전압 검출부(50), 제로 위상 검출부(60), 충전 제어부(70), 방전 제어부(90), 및 설정부(80)를 포함하여 구성된다.1, a DC converter according to a preferred embodiment of the present invention includes a rectifier 10, a charge switch 20, a discharge switch 30, a charger 40, an output voltage detector 50, A phase detection unit 60, a charge control unit 70, a discharge control unit 90, and a setting unit 80.

정류부(10)는 교류 입력 전원을 정류하여, 평활화되지 않은 직류 전원을 충전 스위칭부(20)로 출력한다. 정류부(10)는 일반적인 브리지 정류 회로로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The rectifying unit (10) rectifies the AC input power and outputs the smoothed DC power to the charge switching unit (20). The rectifying unit 10 may be implemented by a general bridge rectifying circuit, but is not limited thereto.

충전 스위칭부(20)는 정류부(10)로부터 평활화되지 않은 직류 전원을 입력받아, 입력된 직류 전원을, 본 발명의 직류 변환 장치가 설치된 전자 기기의 부하들이 연결되는 출력단(Vout)으로 출력하는 한편, 충전 제어부(70)로부터 입력되는 충전 제어 신호에 따라서 스위칭되어, 정류부(10)로부터 입력된 평활화되지 않은 직류 전원을 충전부(40)로 출력하여 충전부(40) 내부의 콘덴서를 충전시킨다.The charge switching unit 20 receives the smoothed direct current power from the rectifier 10 and outputs the input direct current power to an output terminal Vout to which the loads of the electronic devices installed in the direct current converters of the present invention are connected And outputs the non-smoothed direct current power inputted from the rectifying section 10 to the charging section 40 to charge the capacitor inside the charging section 40 according to the charging control signal inputted from the charging control section 70. [

이 때, 충전 제어부(70)로부터 충전 스위칭부(20)로 입력되는 충전 제어 신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 구현될 수 있고, 충전 스위칭부(20)는 PWM 제어 신호에 따라서 내부의 충전 스위치 소자(Q1)를 온/오프시켜 충전부(40)로 전원을 공급하거나 전원 공급을 차단하여 충전부(40) 내부의 콘덴서를 충전시킨다. 여기서, 충전 스위칭부(20)는 내부에 인덕터(L1)를 포함하여 입력 직류 전압을 승압시켜 입력 직류 전압의 레벨이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.At this time, the charge control signal input from the charge control unit 70 to the charge switching unit 20 may be implemented as a PWM (Pulse Width Modulation) signal, and the charge switching unit 20 may charge the internal charge The switching element Q1 is turned on / off to supply power to the charging unit 40 or to cut off the power supply to charge the capacitor inside the charging unit 40. [ Here, the charge switching unit 20 includes an inductor L1 to boost the input DC voltage to prevent the level of the input DC voltage from dropping.

충전부(40)는 하나 이상의 콘덴서를 포함하여 구현되고, 충전 스위칭부(20)가 "온"인 상태일 때, 정류부(10)에서 출력되는 직류 전원을 공급받아 내부에 콘덴서가 충전되고, 방전 스위칭부(30)가 온(ON)되어 충전부(40)와 출력단이 연결되면, 콘덴서 내부에 충전된 전력을 출력단으로 방전하여, 정류부(10)로부터 출력단으로 출력된 평활화되지 않은 전원을 평활화한다.The charging unit 40 is implemented to include one or more capacitors. When the charging switching unit 20 is in the ON state, the charging unit 40 is supplied with the DC power outputted from the rectifying unit 10, When the charging unit 40 is connected to the output terminal, the power charged in the capacitor is discharged to the output terminal to smooth the non-smoothed power output from the rectifying unit 10 to the output terminal.

방전 스위칭부(30)는 하나 이상의 스위치를 포함하여 구성되고, 각 스위치는 일단이 충전부(40)에 포함된 콘덴서와 연결되고, 타단이 출력단(Vout)과 연결된다. 방전 스위칭부(30)에 포함된 각 스위치는 방전 제어부(90)로부터 입력되는 방전 제어 신호에 따라서 온/오프되어 출력단과 충전부(40) 사이를 연결하거나 단절한다.The discharge switching unit 30 includes one or more switches, one end of which is connected to a capacitor included in the charging unit 40, and the other end of which is connected to the output terminal Vout. Each switch included in the discharge switching unit 30 is turned on / off according to a discharge control signal input from the discharge control unit 90 to connect or disconnect the output unit and the charger unit 40.

출력 전압 검출부(50)는 전압 분배 저항들로 구현되어 현재 출력단을 통해서 출려되는 전압을 검출하고 스케일링하여 방전 제어부(90)로 출력한다.The output voltage detector 50 is implemented by voltage dividing resistors, detects and scales the voltage output through the current output terminal, and outputs the voltage to the discharge controller 90.

제로 위상 검출부(60)는 정류부(10)와 동일한 입력 전원을 입력받아 제로 위상인 시점, 즉, 입력 전원의 전압이 0인 시점을 파악하여 충전 제어부(70) 및 방전 제어부(90)로 출력한다. 또한, 제로 위상 검출부(60)는 내부에 정류부(10)와 동일하게 입력 전원을 정류하여 평활화되지 않은 직류 전원을 설정부(80)로 출력하는 정류회로를 포함하고, 평활화되지 않은 직류 전원은 설정부(80)로 입력된다.The zero phase detector 60 receives the same input power as the rectifier 10 and detects the time point when the voltage of the input power source is zero and outputs the zero phase to the charge controller 70 and the discharge controller 90 . The zero phase detecting unit 60 includes a rectifying circuit for rectifying the input power to rectify the input power to the setting unit 80 in the same manner as the rectifying unit 10, (80).

설정부(80)는 가변 저항으로 구현되어, 사용자의 설정에 의해서, 방전 제어부(90)로는 충전부(40)에 포함된 콘덴서들이 방전을 수행할 방전 기준 전압값(방전 기준값)을 출력하고, 충전 제어부(70)로는 충전 스위칭부(20)로 출력할 PWM 제어신호의 주파수를 설정하는 듀티비 기준값을 출력한다. 예컨대, 사용자가 출력단의 최저 전압값을 100V로 유지하고자 하는 경우, 사용자는 설정부(80)의 저항값을 조절하여 100V에 대응되는 방전 기준값을 방전 제어부(90)로 출력하도록 설정한다.The setting unit 80 is implemented as a variable resistor so that the discharge control unit 90 outputs a discharge reference voltage value (discharge reference value) to be discharged by the capacitors included in the charging unit 40, The control unit 70 outputs a duty ratio reference value for setting the frequency of the PWM control signal to be output to the charge switching unit 20. [ For example, when the user wants to keep the lowest voltage value of the output terminal at 100V, the user sets the resistance value of the setting unit 80 to output the discharge reference value corresponding to 100V to the discharge control unit 90. [

충전 제어부(70)는 제어 위상 검출부(60)로부터 입력된 제로 위상 시점과 설정부(80)로부터 입력된 듀티비 기준값을 이용하여 PWM 충전 제어 신호를 충전 스위칭부(20)로 출력하여 충전부(40)를 충전시킨다.The charge control unit 70 outputs the PWM charge control signal to the charge switching unit 20 using the zero phase timing input from the control phase detector 60 and the duty ratio reference value input from the setting unit 80, ).

충전 제어부(70)는 PMW 충전 제어신호의 듀티비가 제로 위상이 검출된 시점부터 정류부(10)에서 출력된 입력 전원의 전압이 증가하는 구간에서는 점증적으로 감소하고, 입력 전원의 전압의 크기가 최고점을 지나서 감소하는 구간에서는 듀티비가 다시 증가하도록 PWM 제어신호를 생성하여 충전 스위칭부(20)로 출력한다.The charging control unit 70 gradually decreases in a period in which the voltage of the input power source output from the rectifying unit 10 increases from the time when the duty ratio of the PMW charging control signal is detected to the zero phase and the magnitude of the voltage of the input power source reaches the peak The PWM control signal is generated so as to increase the duty ratio again, and the PWM control signal is output to the charge switching unit 20.

방전 제어부(90)는 제로 위상 검출부(60)로부터 제로 위상 시점(즉, 입력 전원의 전압값이 0 이 되는 시점)을 입력받아, 현재 입력 전원의 전압값이 증가하는 구간인지 또는 감소하는 구간인지 여부를 판단한다. The discharge control unit 90 receives a zero phase timing point (i.e., a time point at which the voltage value of the input power source becomes 0) from the zero phase detection unit 60 and determines whether the voltage value of the current input power source increases or decreases .

또한, 방전 제어부(90)는 설정부(80)로부터 충전부(40)를 방전시킬 방전 기준값을 입력받으며, 출력 전압 검출부(50)로부터 입력되는 출력 전압값을 이용하여 현재 출력단의 전압값을 계산하고, 입력 전압이 감소하는 구간에 있고, 계산된 현재의 출력단의 전압값이 방전 기준값 이하가 되면, 방전 제어신호를 방전 스위칭부(30)로 출력하여 충전부(40)에 저장된 전력을 출력단으로 방전시킴으로써, 도 2의 출력 전압 파형에 도시된 바와 같이, 출력 전압이 100V 미만으로 떨어지는 것을 방지한다.The discharge control unit 90 receives the discharge reference value for discharging the charging unit 40 from the setting unit 80 and calculates the voltage value of the current output terminal by using the output voltage value inputted from the output voltage detection unit 50 When the voltage value of the current output terminal is less than the discharge reference value, the discharge control signal is outputted to the discharge switching unit 30 and the power stored in the charging unit 40 is discharged to the output terminal To prevent the output voltage from dropping below 100V, as shown in the output voltage waveform of FIG.

도 2에 도시된 예에서는, 충전부(40)가 3개의 콘덴서를 포함하고, 방전 제어부(90)는 3개의 콘덴서를 순차적으로 방전시켜 출력 전압을 평활화시켰음을 알 수 있다.
In the example shown in FIG. 2, it can be seen that the charging unit 40 includes three capacitors, and the discharge controller 90 has three capacitors sequentially discharged to smooth out the output voltage.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 구성을 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 구성 및 동작을 보다 상세하게 설명한다.FIG. 3 is a diagram showing a more specific configuration of a DC-DC converter according to a preferred embodiment of the present invention. 3, the configuration and operation of the DC-DC converter according to the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 정류부(10)는 일반적인 브리지 정류회로로 구현되어 교류 전원을 입력받아 정류한 후, 평활화되지 않은 직류 전원을 충전 스위칭부(20)로 출력한다. Referring to FIG. 3, the rectifying unit 10 of the DC-DC converter according to the preferred embodiment of the present invention is implemented as a general bridge rectifying circuit and receives rectified AC power, .

충전 스위칭부(20)는 인덕터(L1), 다이오드(D1), 및 충전 스위치 소자(Q1)로 구현된다. 먼저, 인덕터(L1)는 정류부(10)와 연결되어 정류부(10)로부터 출력되는 평활화되지 않은 입력 전원의 전압 레벨이 떨어지는 것을 방지하는 기능을 수행하고, 인덕터(L1)로부터 출력된 입력 전원은 다이오드(D1)를 거쳐서 출력단으로 출력되는 한편, 충전 스위치 소자(Q1)로 출력된다.(참고로, 인덕터(L1)는 100

Figure 112014075735714-pat00001
로 설정하였음).The charge switching section 20 is implemented with an inductor L1, a diode D1, and a charge switch element Q1. The inductor L1 is connected to the rectifying unit 10 to prevent the voltage level of the unscaled input power from being lowered from the rectifying unit 10. The input power from the inductor L1 is supplied to the diode The inductor L1 is output to the output terminal via the switching element D1 and is output to the charging switch element Q1
Figure 112014075735714-pat00001
.

충전 스위치 소자(Q1)는 FET 스위치와 같이 일반적으로 이용되는 스위치 소자로 구현될 수 있고, 충전 제어부(70)로부터 입력되는 PWM 충전 제어신호에 따라서 온 또는 오프되어, 온 상태에서는 인덕터(L1)를 통과한 입력 전원을 충전부(40)로 출력하여 충전부(40)에 포함된 콘덴서(C1~C3)를 충전시킨다.The charge switch element Q1 may be implemented by a commonly used switch element such as an FET switch and may be turned on or off according to a PWM charge control signal input from the charge controller 70 to turn on the inductor L1 And outputs the passed input power to the charging unit 40 to charge the capacitors C1 to C3 included in the charging unit 40. [

충전부(40)는 하나 이상의 콘덴서(C1~C3)를 포함하여 구현되고, 각각의 콘덴서(C1~C3)는 일단이 방전 스위칭부(30)에 포함된 방전 스위치(S2~S4) 및 충전 스위치 소자(Q1)에 동시에 연결되고 타단이 접지된다. 또한, 콘덴서(C1~C3)와 충전 스위치 소자(Q1) 사이에는 콘덴서(C1~C3) 방전시에 전류가 역류하는 것을 방지하기 위한 다이오드(D2~D4)가 설치되는데, 다이오드(D2~D4)의 애노드는 충전 스위치 소자(Q1)에 연결되고, 다이오드(D2~D4)의 캐소드는 콘덴서(C1~C3)와 방전 스위치(S2~S4) 사이 노드에 연결된다.The charging unit 40 is implemented to include one or more capacitors C1 to C3 and each of the capacitors C1 to C3 has one end connected to the discharging switches S2 to S4 and the charging switch unit (Q1) and the other end is grounded. Diodes D2 to D4 are provided between the capacitors C1 to C3 and the charging switch element Q1 to prevent current from flowing backward when discharging the capacitors C1 to C3. The anode of the diodes D2 to D4 is connected to the charging switch element Q1 and the cathode of the diodes D2 to D4 is connected to the node between the capacitors C1 to C3 and the discharging switches S2 to S4.

도 3에 도시된 예에서는, 3개의 콘덴서(제 1 콘덴서(c1) 내지 제 3 콘덴서(c3))가 병렬로 설치되어 입력 전원의 전압 레벨이 상승하는 과정에서 동시에 충전되고, 입력 전원의 전압 레벨이 하강하는 과정에서 방전 제어부(90)로부터 입력되는 방전 제어신호에 의해서 순차적으로 스위치 온되어 내부에 충전된 전력을 출력단으로 방전하여 출력 전압이 입력 전원을 따라서 0전위까지 떨어지는 것을 방지한다. 도 3에 도시된 예에서, 제 1 콘덴서(c1)의 용량은 1㎌, 제 2 콘덴서(c2)의 용량은 2㎌, 제 3 콘덴서(c3)의 용량은 2㎌으로 각각 설정하였다.In the example shown in Fig. 3, three capacitors (the first capacitor c1 to the third capacitor c3) are provided in parallel to be charged at the same time as the voltage level of the input power source rises, Is sequentially switched on by the discharge control signal input from the discharge control unit 90 to discharge the power charged in the output terminal to the output terminal to prevent the output voltage from dropping down to zero potential along the input power source. In the example shown in Fig. 3, the capacity of the first condenser c1 is set to 1 kPa, the capacity of the second condenser c2 is set to 2 kPa, and the capacity of the third condenser c3 is set to 2 kPa.

방전 스위칭부(30)는 하나 이상의 방전 스위치(S2~S4)를 포함하여 구성되고, 각 스위치는 일단은 충전부(40)에 포함된 콘덴서(C1~C3)와 연결되며, 타단은 출력단(Vout)과 연결된다. 방전 스위치(S2~S4)는 FET 스위치와 같이 일반적인 스위치 소자로 구현될 수 있다. 도 3에 도시된 예에서는, 방전 스위칭부(30)가 3개의 콘덴서(C1~C3)에 각각 연결되는 3개의 방전 스위치(S2~S4)를 포함하는 것으로 구현하였고, 각각의 방전 스위치(S2~S4)는 방전 제어부(90)로부터 방전 제어 신호가 입력되면 스위치 온되어, 충전부(40)의 콘덴서(C1~C3)와 출력단을 연결시킴으로써, 콘덴서(C1~C3)의 충전 전력을 출력단(Vout)으로 방전시킨다.The discharge switching unit 30 includes one or more discharge switches S2 to S4. Each switch is connected to the capacitors C1 to C3 included in the charging unit 40 at one end thereof. The other end of the switches is connected to the output terminal Vout, Lt; / RTI > Discharge switches S2 to S4 can be implemented with common switch elements such as FET switches. In the example shown in Fig. 3, the discharge switching unit 30 is implemented to include three discharge switches S2 to S4 connected to the three capacitors C1 to C3, respectively, and each of the discharge switches S2- S4 are switched on when a discharge control signal is inputted from the discharge control unit 90 to connect the capacitors C1 to C3 of the charger unit 40 and the output terminal so that the charging power of the capacitors C1- .

도 2에 도시된 예에서, 도면부호 201, 211, 221의 피크 전압은 각각 제 1 콘덴서(c1)가 방전함으로써 형성된 출력 파형이고, 202, 212, 222의 피크 전압은 각각 제 2 콘덴서(c2)가 방전함으로써 형성된 출력 파형이며, 203, 213, 223의 피크 전압은 각각 제 3 콘덴서(c3)가 방전함으로써 형성된 출력 파형이다. 2, peak voltages of reference numerals 201, 211, and 221 are output waveforms formed by discharging the first capacitor c1, and peak voltages of 202, 212, and 222 are respectively connected to the second capacitor c2. And peak voltages of 203, 213, and 223 are output waveforms formed by discharging the third capacitor c3, respectively.

출력 전압 검출부(50)는 출력 전압을 분배하는 분배 저항들로 구현되어 현재 출력단을 통해서 출력되는 전압을 검출하고 스케일링하여 방전 제어부(90)로 출력한다. 도 3에 도시된 예에서, 제 1 저항(R1)의 저항값은 제 2 저항(R2)의 저항값의 약 9배에 해당하고, 따라서, 출력 전압 검출부(50)는 출력단에 걸리는 전압 파형과 동일한 파형의 전압을 1/10로 스케일링하여 방전 제어부(90)로 출력한다.The output voltage detector 50 is implemented as distribution resistors that distribute the output voltage, detects and scales the voltage output through the current output terminal, and outputs the voltage to the discharge controller 90. 3, the resistance value of the first resistor R1 corresponds to about 9 times the resistance value of the second resistor R2, and therefore, the output voltage detector 50 detects the voltage waveform applied to the output terminal Scales the voltage of the same waveform to 1/10 and outputs it to the discharge controller 90.

설정부(80)는 2개의 가변 저항(VR1 및 VR2)으로 구현되어, 사용자의 설정에 의해서, 방전 제어부(90)로는 충전부(40)에 포함된 콘덴서들(C1~C3)이 방전을 수행할 출력단의 전압값을 방전 기준값으로서 출력하고, 충전 제어부(70)로는 충전 스위칭부(20)로 출력할 PWM 제어신호의 주파수를 설정하는 듀티비 기준값을 출력한다. 사용자는 VR1의 저항값을 조절하여 충전부(40) 콘덴서들(C1~C3)의 방전이 수행되는 출력단의 전압값을 설정할 수 있고, VR2의 저항값을 조절하여 충전 제어부(70)에서 출력되는 PWM 제어신호의 듀티비를 조절할 수 있다.
The setting unit 80 is implemented by two variable resistors VR1 and VR2 and the capacitors C1 to C3 included in the charging unit 40 perform discharging in the discharge control unit 90 The charge control unit 70 outputs a duty ratio reference value for setting the frequency of the PWM control signal to be output to the charge switching unit 20. [ The user can set the voltage value of the output terminal at which discharging of the capacitors C1 to C3 is performed by adjusting the resistance value of VR1 and adjust the resistance value of VR2 so that the PWM The duty ratio of the control signal can be adjusted.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 변환 장치의 동작을 설명한다.2 and 3, the operation of the DC converter according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

먼저, 사용자는 설정부(80)의 가변 저항값을 조절하여 충전부(40)의 콘덴서들(C1~C3)이 방전되는 전압값인 방전 기준값 및 충전 제어신호의 듀티비를 설정한다. 여기서, 콘덴서들(C1~C3)이 방전되는 전압값이란 정상 상태에서 출력단에서 전자 기기의 부하측으로 제공되는 최소 전압 레벨을 의미하는 것으로서, 도 3에 도시된 예에서는, 약 100V를 방전 전압값인 방전 기준값으로 설정하였다.First, the user sets the duty ratio of the discharge reference value and the charge control signal, which are voltage values at which the capacitors C1 to C3 of the charging unit 40 are discharged, by adjusting the variable resistance value of the setting unit 80. [ Here, the voltage value at which the capacitors C1 to C3 are discharged refers to a minimum voltage level provided from the output terminal to the load side of the electronic device in a steady state. In the example shown in FIG. 3, about 100 V is a discharge voltage value Discharge reference value.

그 후, 교류 전원이 정류부(10) 및 제로 위상 검출부(60)로 각각 인가된다.Thereafter, AC power is applied to the rectifying section 10 and the zero phase detecting section 60, respectively.

정류부(10)는 교류 전원을 정류하여 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 평활화되지 않은 직류 전원을 충전 스위칭부(20)로 출력한다. 제로 위상 검출부(60)는 입력 교류 전원의 제로 크로싱 시점을 검출하여 충전 제어부(70) 및 방전 제어부(90)로 출력하는 한편, 제로 위상 검출부(60) 내부에 포함된 정류회로에서 정류된 입력 전원을 이용하여 설정부(80)로 기준 전압(Ref V)을 출력한다. The rectifying unit 10 rectifies the AC power to output a non-smoothed DC power as shown in FIG. 2A to the charge switching unit 20. [ The zero phase detector 60 detects the zero crossing point of the input AC power and outputs the detected zero crossing point to the charge controller 70 and the discharge controller 90. The zero phase detector 60 outputs the zero crossing point of the input AC power to the charge controller 70 and the discharge controller 90, And outputs the reference voltage Ref V to the setting unit 80. [

충전 제어부(70)는 제로 위상 검출부(60)로부터 제로 크로싱 포인트에 대한 시간 정보를 입력받고, 설정부(80)로부터 듀티비에 대한 설정 정보를 입력받아, PWM 충전 제어 신호를 충전 스위칭부(20)로 출력한다. The charge controller 70 receives the time information of the zero crossing point from the zero phase detector 60 and receives setting information on the duty ratio from the setting unit 80 and outputs the PWM charge control signal to the charge switching unit 20 .

이 때, 충전 제어부(70)는 제로 크로싱 포인트로부터 앞뒤로 일정 시점 동안에는 방전 제어부(90)로부터 충전 금지 신호를 입력받아 PWM 충전 제어 신호를 출력하지 않고 있다가, 방전 제어부(90)로부터 충전 금지 신호가 입력되지 않으면, 충전부(40)의 방전이 모두 종료된 것으로 판단하고 PWM 충전 제어 신호를 충전 스위칭부(20)로 출력함으로써 충전 스위칭부(20)의 충전 스위치 소자(Q1)를 온/오프시킨다. 이 때, 입력 전원의 파형의 피크점에 가까울수록 듀티비는 감소하고, 피크점에서 멀어질수록 듀티비가 증가함을 상술한 바와 같다.At this time, the charge control section 70 receives the charge inhibition signal from the discharge control section 90 at a certain point in time before and after the zero crossing point and does not output the PWM charge control signal, and the charge inhibition signal from the discharge control section 90 The charge switch unit Q1 of the charge switching unit 20 is turned on and off by determining that the discharging of the charger unit 40 has been completed and outputting the PWM charge control signal to the charge switching unit 20. [ At this time, the duty ratio is decreased as the input power is closer to the peak point of the waveform of the input power, and the duty ratio is increased as the input power is farther from the peak point.

충전 제어 신호가 인가되면 충전 스위치 소자(Q1)가 온되어, 입력 전원이 제 2 내지 제 4 다이오드(D2~D4)를 통과하여 제 1 콘덴서(c1) 내지 제 3 콘덴서(c3)로 각각 인가되어 콘덴서들(C1~C3)을 충전시킨다.When the charging control signal is applied, the charging switch element Q1 is turned on and the input power is applied to the first to third capacitors c1 to c3 through the second to fourth diodes D2 to D4, Thereby charging the capacitors C1 to C3.

충전이 수행되는 동안, 방전 제어부(90)는 제로 위상 검출부(60)로부터 입력되는 제로 크로싱 포인트와 출력 전압 검출부(50)로부터 입력되는 출력단의 전압값을 이용하여 현재 출력 전압의 파형이 어떤 상태인지 여부를 지속적으로 조사하고 있다가, 입력 전원의 전압이 하락 추세에 있고, 출력단의 전압 레벨이 설정부(80)에서 설정된 방전 기준값에 도달하면, 방전 스위칭부(30)로 방전 제어신호를 출력하여 방전 스위치(S2~S4)를 온시킴으로써 충전부(40)에 포함된 콘덴서(C1~C3)의 충전 전력을 출력단으로 방전시켜 출력단의 전압을 급상승시킴으로써 출력단의 출력 전압이 설정된 전압값(즉, 방전 기준값) 미만으로 떨어지지 않도록 제어한다.During charging, the discharge controller 90 uses the zero crossing point input from the zero phase detector 60 and the voltage value of the output terminal input from the output voltage detector 50 to determine the state of the waveform of the present output voltage If the voltage of the input power source is in a downward trend and the voltage level of the output terminal reaches the discharge reference value set by the setting unit 80, the discharge control unit 30 outputs the discharge control signal to the discharge switching unit 30 The discharging switches S2 to S4 are turned on to discharge the charging power of the capacitors C1 to C3 included in the charger 40 to the output stage so that the voltage of the output stage is increased so that the output voltage of the output stage becomes the set voltage value ). ≪ / RTI >

도 2에 도시된 예에서, 도면부호 310의 경우에는 전압값이 방전 기준값인 100V에 해당되지만, 제로 크로싱 포인트로부터 판단컨대, 입력 전원의 전압이 상승추세에 있으므로 방전 제어신호를 출력하지 않는다. 그러나, 도면부호 320의 경우에는 제로 크로싱 포인트로부터 판단컨대, 입력 전원의 전압 레벨이 하락추세에 있고, 전압값도 방전 기준값인 100V 이하로 떨어지므로, 제 1 콘덴서(C1)를 방전시키기 위한 방전 제어신호를 방전 스위칭부(30)의 제 1 방전 스위치(S2)로 출력하여 제 1 방전 스위치(S2)를 온시킨다.In the example shown in FIG. 2, the voltage value corresponds to 100 V, which is the discharge reference value, but the discharge control signal is not outputted because the voltage of the input power source is rising from the zero crossing point. However, in the case of reference numeral 320, since the voltage level of the input power source is falling and the voltage value falls to 100 V or less, which is the discharge reference value, as judged from the zero crossing point, the discharge control for discharging the first condenser C1 And outputs a signal to the first discharge switch S2 of the discharge switching unit 30 to turn on the first discharge switch S2.

제 1 방전 스위치(S2)가 온되면, 제 1 콘덴서(C1)에 충전된 전력이 출력단으로 방전되어, 출력 전압의 파형은 도면부호 201에 도시된 바와 같이 급격히 상승한다. 이 때, 방전 제어부(90)는 충전 제어부(70)로 충전 금지 신호를 출력하여, 충전 제어부(70)가 충전을 개시하는 것을 차단하며, 충전 금지 신호는 제 3 콘덴서(C3)가 방전될때까지 유지된다.When the first discharge switch S2 is turned on, the electric power charged in the first condenser C1 is discharged to the output stage, and the waveform of the output voltage rises sharply as shown by reference numeral 201. [ At this time, the discharge control unit 90 outputs a charge inhibition signal to the charge control unit 70 to block the charge control unit 70 from starting charging, and the charge prohibition signal is supplied until the third capacitor C3 is discharged maintain.

한편, 방전 제어부(90)는 출력 전압 검출부(50)로부터 입력되는 출력단의 전압을 조사하여, 제 1 콘덴서(C1)가 방전되어 출력단의 전압이 급격히 상승한 후, 다시 방전 기준값까지 떨어지면, 제 2 콘덴서(C2)와 연결된 제 2 방전 스위치(S3)로 방전 제어신호를 출력하여 스위치 온시킴으로써 제 2 콘덴서(C2)의 충전 전력을 출력단으로 방전시키고, 제 2 콘덴서(C2)가 방전되면 출력 전압은 다시 급상승한다(도면부호 202 참조).On the other hand, when the discharge control unit 90 irradiates the voltage of the output terminal inputted from the output voltage detection unit 50 and the voltage of the output terminal rapidly rises after the discharge of the first capacitor C1, The discharging control signal is output to the second discharging switch S3 connected to the second capacitor C2 to discharge the charging power of the second capacitor C2 to the output terminal by switching on the discharging control signal. When the second capacitor C2 discharges, (See reference numeral 202).

동일한 방식으로, 방전 제어부(90)는 출력 전압이 다시 방전 기준값까지 떨어지면, 제 3 콘덴서(C3)와 연결된 제 3 방전 스위치(S4)로 방전 제어신호를 출력하여 스위치 온시킴으로써 제 3 콘덴서(C3)의 충전 전력을 출력단으로 방전시키고, 제 3 콘덴서(C3)가 방전되면 출력 전압은 다시 급상승한다(도면부호 203 참조).The discharge controller 90 outputs the discharge control signal to the third discharge switch S4 connected to the third capacitor C3 and turns on the third capacitor C3 when the output voltage falls again to the discharge reference value, Discharging the charging power of the third capacitor C3 to the output terminal, and the output voltage rises again when the third capacitor C3 is discharged (reference numeral 203).

한편, 제 3 콘덴서(C3)가 방전된 후, 방전 제어부(90)는 충전 제어부(70)로의 충전 금지 신호를 출력을 중단하고, 제 1 콘덴서(C1) 내지 제 3 콘덴서(C3)가 방전되는 동안 입력 전원은 다시 상승하기 시작하여, 도면부호 330 시점부터, 충전 제어부(70)는 다시 PWM 충전 제어 신호를 충전 스위칭부(20)로 출력하여 충전부(40)에 포함된 콘덴서들(C1~C3)을 충전시킨다.On the other hand, after the third capacitor C3 is discharged, the discharge control section 90 stops outputting the charge inhibition signal to the charge control section 70, and the first to third capacitors C1 to C3 are discharged The charging control unit 70 outputs the PWM charging control signal to the charge switching unit 20 and the capacitors C1 to C3 included in the charging unit 40 ).

그 후, 상술한 과정을 반복하여, 출력단의 전압이 방전 기준값 미만으로 떨어지는 시점에서, 방전 제어부(90)는 제 1 내지 제 3 콘덴서(C1~C3)를 순차적으로 방전시켜 도면부호 211, 212, 213 및 221, 222, 223에 도시된 바와 같이, 방전 기준값 이상의 출력 전압을 출력단에 제공한다.
The discharging control unit 90 sequentially discharges the first to third capacitors C1 to C3 and outputs the discharging voltage to the discharging control units 211, 212, 213 and 221, 222, and 223, the output voltage is supplied to the output terminal.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. 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 spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

10 정류부 20 충전 스위칭부
30 방전 스위칭부 40 충전부
50 출력 전압 검출부 60 제로 위상 검출부
70 충전 제어부 80 설정부
90 방전 제어부
10 rectification part 20 charge switching part
30 discharge switching unit 40 charging unit
50 output voltage detecting unit 60 zero phase detecting unit
70 charging control unit 80 setting unit
90 discharge control section

Claims (10)

입력된 교류 전원을 정류하여, 평활화되지 않은 직류 전원을 출력단으로 출력하는 정류부;
상기 정류부에서 출력되는 전원을 이용하여 충전되는 충전부;
방전 제어 신호에 따라서 상기 충전부를 상기 출력단과 연결시켜 상기 충전부에 충전된 전력을 상기 출력단으로 방전시킴으로써 출력단의 출력 전압을 평활화시키는 방전 스위칭부; 및
상기 출력단의 전압이 사전에 정의된 방전 기준값 이하로 떨어지면 상기 방전 제어 신호를 출력하는 방전 제어부를 포함하고,
상기 충전부는 병렬로 설치된 복수의 콘덴서를 포함하고,
상기 방전 스위칭부는 상기 복수의 콘덴서와 상기 출력단을 각각 연결하는 복수의 방전 스위치를 포함하며,
상기 방전 제어신호는 상기 복수의 방전 스위치로 각각 출력되어 상기 복수의 방전 스위치를 순차적으로 온시키는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
A rectifying unit for rectifying the inputted AC power and outputting the smoothed DC power to an output terminal;
A charging unit to be charged using power outputted from the rectifying unit;
A discharging switching unit for connecting the charging unit to the output terminal according to a discharge control signal and discharging the power charged in the charging unit to the output terminal to smooth the output voltage of the output terminal; And
And a discharge control unit for outputting the discharge control signal when the voltage of the output terminal falls below a predetermined discharge reference value,
The charging unit includes a plurality of capacitors provided in parallel,
Wherein the discharge switching unit includes a plurality of discharge switches connecting the plurality of capacitors and the output terminal,
Wherein the discharge control signal is output to each of the plurality of discharge switches to sequentially turn on the plurality of discharge switches.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 정류부로 입력되는 교류 전원을 입력받아, 제로 크로싱 포인트를 출력하는 제로 위상 검출부; 및
사용자의 설정에 따라서 상기 방전 기준값을 출력하는 설정부를 더 포함하고,
상기 방전 제어부는 상기 제로 위상 검출부로부터 입력되는 제로 크로싱 포인트 및 상기 방전 기준값을 이용하여, 출력단의 전압이 낮아지는 추세에 있고, 출력단의 전압이 방전 기준값 이하가 되면, 상기 방전 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
The method according to claim 1,
A zero phase detector for receiving an AC power input to the rectifier and outputting a zero crossing point; And
And a setting unit for outputting the discharge reference value in accordance with a user's setting,
The discharge control unit is configured to output the discharge control signal when the voltage of the output terminal is lowered by using the zero crossing point input from the zero phase detector and the discharge reference value and the voltage of the output terminal becomes the discharge reference value or less DC converter.
제 3 항에 있어서,
상기 충전부는 병렬로 설치된 복수의 콘덴서를 포함하고,
상기 방전 스위칭부는 상기 복수의 콘덴서와 상기 출력단을 각각 연결하는 복수의 방전 스위치를 포함하며,
상기 방전 제어부는 출력단의 전압이 상기 방전 기준값 이하가 되면, 상기 복수의 콘덴서 중 하나가 방전되도록 상기 방전 제어신호를 출력하고, 방전된 콘덴서에 의해서 상승한 전압값이 다시 떨어져서 상기 방전 기준값 이하가 되면, 상기 복수의 콘덴서 중 다른 하나가 방전되도록 상기 방전 제어신호를 출력함으로써, 상기 출력단의 전압이 상기 방전 기준값 이상이 되도록 유지하는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
The method of claim 3,
The charging unit includes a plurality of capacitors provided in parallel,
Wherein the discharge switching unit includes a plurality of discharge switches connecting the plurality of capacitors and the output terminal,
Wherein the discharge control unit outputs the discharge control signal so that one of the plurality of capacitors is discharged when the voltage of the output terminal becomes equal to or lower than the discharge reference value and when the voltage value increased by the discharged capacitor again falls below the discharge reference value, And the discharge control signal is outputted so that the other one of the plurality of capacitors is discharged, so that the voltage of the output terminal is maintained to be equal to or greater than the discharge reference value.
제 4 항에 있어서,
상기 충전부는
애노드가 정류부와 연결되고 캐소드가 콘덴서의 일단과 연결된 복수의 다이오드; 및
다이오드의 캐소드에 연결되고, 타단이 접지되는 복수의 콘덴서를 포함하고,
상기 방전 스위칭부는
일단이 출력단과 연결되고, 타단이 상기 다이오드의 캐소드와 콘덴서의 접속 노드에 연결되는 방전 스위치를 복수로 구비하는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
5. The method of claim 4,
The charging unit
A plurality of diodes whose anode is connected to the rectification part and whose cathode is connected to one end of the capacitor; And
A plurality of capacitors connected to a cathode of the diode and grounded at the other end,
The discharge switching unit
And a plurality of discharge switches each having one end connected to the output terminal and the other end connected to the cathode of the diode and the connection node of the capacitor.
제 1 항에 있어서,
상기 출력단의 전압을 분배하여 상기 방전 제어부로 제공하는 출력 전압 검출부를 더 포함하고,
상기 방전 제어부는 상기 출력 전압 검출부로부터 입력되는 전압을 이용하여 출력단의 전압의 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an output voltage detector for dividing the voltage of the output terminal and providing the divided voltage to the discharge controller,
Wherein the discharge control unit calculates the magnitude of the voltage at the output terminal using the voltage input from the output voltage detection unit.
제 1 항에 있어서,
상기 정류부에서 출력된 평활화되지 않은 직류 전원을 출력단으로 출력하고,충전 제어신호가 입력되면 상기 직류 전원을 충전부로 함께 제공하여 상기 충전부에 포함된 콘덴서들을 충전시키는 충전 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a charge switching unit for outputting the smoothed direct current power outputted from the rectifying unit to the output terminal and for supplying the direct current power to the charging unit when the charging control signal is inputted to charge the capacitors included in the charging unit DC converter.
제 7 항에 있어서, 상기 충전 스위칭부는
상기 정류부와 연결되는 인덕터,
상기 인덕터와 연결되고, 상기 충전부에서 방전된 전류가 상기 정류부로 흐르는 것을 차단하는 다이오드, 및
상기 인덕터와 상기 다이오드 사이 노드에 일단이 연결되고, 타단이 상기 충전부에 포함된 하나 이상의 콘덴서와 연결되는 충전 스위치 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
8. The apparatus of claim 7, wherein the charge switching unit
An inductor connected to the rectifying part,
A diode connected to the inductor to block a current discharged from the charging unit from flowing to the rectifying unit,
And a charge switch element having one end connected to a node between the inductor and the diode and the other end connected to one or more capacitors included in the charging part.
제 7 항에 있어서,
상기 정류부로 입력되는 교류 전원을 입력받아, 제로 크로싱 포인트를 출력하는 제로 위상 검출부;
상기 제로 위상 검출부로부터 제로 크로싱 포인트를 입력받고, 설정부로부터 듀티비 기준값을 입력받아, PWM 신호로 구현되는 상기 충전 제어 신호를 상기 충전 스위칭부로 출력하여 상기 충전부를 충전시키는 충전 제어부를 더 포함하고,
상기 충전 제어부는 제로 크로싱 포인트에 가까울수록 듀티비를 크게하고 입력 전원의 피크값에 가까울수록 듀티비를 작게 설정하여 상기 충전 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
8. The method of claim 7,
A zero phase detector for receiving an AC power input to the rectifier and outputting a zero crossing point;
Further comprising a charge controller for receiving a zero crossing point from the zero phase detector, receiving a duty ratio reference value from the setting unit, and outputting the charge control signal implemented as a PWM signal to the charge switching unit to charge the charge unit,
Wherein the charge control unit outputs the charge control signal by setting a duty ratio to be closer to a zero crossing point and a duty ratio to be closer to a peak value of the input power source to be smaller.
제 9 항에 있어서,
상기 방전 제어부는 충전부를 방전시키는 동안에는 충전 금지 신호를 충전 제어부로 출력하고,
충전 제어부는 충전 금지 신호가 입력되는 동안에는 충전 제어 신호를 상기 충전 스위칭부로 출력하지 않는 것을 특징으로 하는 직류 변환 장치.
10. The method of claim 9,
The discharge control unit outputs a charge inhibition signal to the charge control unit while discharging the charging unit,
Wherein the charge control unit does not output the charge control signal to the charge switching unit while the charge inhibition signal is being input.
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