[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR100966966B1 - Dc/dc converter with multi-output - Google Patents

Dc/dc converter with multi-output Download PDF

Info

Publication number
KR100966966B1
KR100966966B1 KR1020080028241A KR20080028241A KR100966966B1 KR 100966966 B1 KR100966966 B1 KR 100966966B1 KR 1020080028241 A KR1020080028241 A KR 1020080028241A KR 20080028241 A KR20080028241 A KR 20080028241A KR 100966966 B1 KR100966966 B1 KR 100966966B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switching
power
converter
output
voltage level
Prior art date
Application number
KR1020080028241A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090102949A (en
Inventor
김종해
사공석진
홍성수
노정욱
한상규
김종선
오동성
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020080028241A priority Critical patent/KR100966966B1/en
Publication of KR20090102949A publication Critical patent/KR20090102949A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100966966B1 publication Critical patent/KR100966966B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33561Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having more than one ouput with independent control
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/285Single converters with a plurality of output stages connected in parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 출력 정류단에 강압 쵸퍼 회로를 사용하지 않고 전력 변환에 사용되는 스위칭 신호에 동기되어 정류단의 스위칭을 제어하는 다중출력 직류/직류 컨버터에 관한 것으로, 입력 직류 전원을 교번 스위칭하여 교류 전원으로 변환하는 스위칭부와, 상기 스위칭부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 권선비에 따른 전압 레벨을 갖는 제1 전원으로 변환하는 단일 트랜스포머를 갖는 제1 변환부와, 상기 스위칭부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 권선비에 따른 전압 레벨을 갖는 제2 전원으로 변환하고 상기 제1 변환부와 자기적으로 독립된 단일 트랜스포머를 갖는 제2 변환부와, 상기 제1 변환부로부터의 상기 제1 전원을 정류하여 제1 직류 전원을 출력하는 제1 정류부와, 상기 제2 변환부로부터의 상기 제2 전원을 정류하고 정류된 전원을 스위칭하여 제2 직류 전원을 출력하는 제2 정류부와, 상기 스위칭부의 스위칭에 동기되어 상기 제2 정류부의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터를 제공하는 것이다.

Figure R1020080028241

컨버터(Converter), 다중 출력(Multi Output), 스위칭 동기(Switching Synchronization)

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiple output DC / DC converter for controlling switching of the rectifier stage in synchronization with a switching signal used for power conversion without using a step-down chopper circuit for the output rectifier stage. A first converting unit having a switching unit for converting the circuit into a first power supply; and a first transformer for converting the AC power from the switching unit into a first power source having a voltage level according to a preset winding ratio. Is converted into a second power source having a voltage level according to a preset winding ratio, and a second transformer having a single transformer magnetically independent of the first converter, and rectifying the first power from the first converter. A first rectifying unit configured to output a first DC power supply, and a rectified second rectifying power source from the second converting unit And a control unit for controlling switching of the second rectifier in synchronization with switching of the switching unit.

Figure R1020080028241

Converter, Multi Output, Switching Synchronization

Description

다중출력 직류/직류 컨버터{DC/DC CONVERTER WITH MULTI-OUTPUT}Multi-Output DC / DC Converters {DC / DC CONVERTER WITH MULTI-OUTPUT}

본 발명은 다중출력 직류/직류 컨버터에 관한 것으로 보다 상세하게는 출력 정류단에 강압 쵸퍼 회로를 사용하지 않고 전력 변환에 사용되는 스위칭 신호에 동기되어 정류단의 스위칭을 제어하는 다중출력 직류/직류 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a multiple output DC / DC converter, and more particularly, to a multiple output DC / DC converter for controlling switching of the rectifier stage in synchronization with a switching signal used for power conversion without using a step-down chopper circuit for the output rectifier stage. It is about.

전원 장치 특히 직류/직류 컨버터는 종래로부터 퍼스널 컴퓨터 등의 정보 기기, 에어컨, 오디오 및 비주얼 기기 등의 가정 전자제품 등에 많이 사용되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Power supply devices, particularly DC / DC converters, are conventionally used for information appliances such as personal computers, home electronic products such as air conditioners, audio and visual devices, and the like.

이러한 직류/직류 컨버터는 적용되는 전자제품에 따라 복수의 출력 전원을 제공할 수도 있다.Such a DC / DC converter may provide a plurality of output power sources depending on the electronic product applied thereto.

일반적인 다중출력 직류/직류 컨버터는 입력 직류 전원을 단일 트랜스포머를 통해 각각 교류 전원으로 변환하고, 이를 다시 정류하여 복수의 직류 전원을 출력한다. 그러나, 일반적인 다중출력 직류/직류 컨버터는 단일 트랜스포머에 의해 복수의 직류 전원 중 하나의 직류 전원의 전압 레벨이 변동하는 경우 다른 직류 전원에 영향을 미쳐 크로스-레귤레이션(Cross-Regulation)이 유지되지 않는 문제점이 있다. 이를 위해 출력단에 강압 쵸퍼 회로가 채용된 다중 출력 직류/직류 컨버터가 사용된다.A general multi-output DC / DC converter converts input DC power into AC power through a single transformer, and rectifies it again to output a plurality of DC power. However, in general multi-output DC / DC converter, if the voltage level of one DC power among a plurality of DC powers is changed by a single transformer, cross-regulation is not maintained because it affects the other DC power. There is this. For this purpose, multiple output DC / DC converters with step-down chopper circuits are used.

도 1은 종래의 다중출력 직류/직류 컨버터의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional multi-output DC / DC converter.

도 1을 참조하면 종래의 다중출력 직류/직류 컨버터는 스위칭부(11)에서 입력 직류 전원(Vin)을 교번 스위칭하여 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원은 단일 트랜스포머(12)의 일차 권선(L1)에 전달한다. Referring to FIG. 1, the conventional multi-output DC / DC converter alternately switches an input DC power Vin to an AC power by switching the switching unit 11, and the converted AC power is converted to the primary winding of the single transformer 12. To L1).

일차 권선(L1)과의 사전에 설정된 권선비에 따라 제1 및 제2 이차 권선(L2,L3)은 제1 및 제2 정류부(13,14)에 교류 전원을 전달하고, 제1 및 제2 정류부(13,14)는 교류 전원을 정류하여 직류 전원을 출력한다. The first and second secondary windings L2 and L3 transfer AC power to the first and second rectifiers 13 and 14 according to a preset winding ratio with the primary winding L1, and the first and second rectifiers 13 and 14 rectify AC power to output DC power.

이때, 제1 정류부(13)는 제1 직류 전원(Vs)를 출력하고, 제2 정류부(14)는 강압 쵸퍼 회로(15)에 직류 전원을 전달한다. 강압 쵸퍼 회로(15)는 제어기(15a)의 제어에 따라 제2 정류부(14)로부터의 직류 전원을 스위칭하여 상기 직류 전원의 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨을 갖는 제2 직류 전원(Va)를 출력한다.At this time, the first rectifier 13 outputs the first DC power supply Vs, and the second rectifier 14 transmits the DC power to the step-down chopper circuit 15. The step-down chopper circuit 15 switches a DC power supply from the second rectifying unit 14 under the control of the controller 15a to output a second DC power supply Va having a voltage level lower than that of the DC power supply. .

상술한 강압 쵸퍼 회로(15)는 스위치(S), 프리 휠링용 다이오드(D) 및 필터(L)로 구성된다.The step-down chopper circuit 15 mentioned above is comprised from the switch S, the freewheeling diode D, and the filter L. As shown in FIG.

이에 따라, 종래의 다중출력 직류/직류 컨버터는 1차적인 전원 변환이후에 상술한 강압 쵸퍼 회로(15)에 의해 다시 전원을 재변환하여 전력 변환 효율이 떨어지는 문제점이 있으며, 상술한 바와 같이 구성된 강압 쵸퍼 회로(15)에 의해 부품 개수가 증가하여 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다. Accordingly, the conventional multi-output DC / DC converter has a problem that the power conversion efficiency is lowered by re-converting the power again by the step-down chopper circuit 15 described above after the primary power conversion, the step-down configured as described above There is a problem in that the number of parts is increased by the chopper circuit 15 to increase the manufacturing cost.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 출력 정류단에 강압 쵸퍼 회로를 사용하지 않고 전력 변환에 사용되는 스위칭 신호에 동기되어 정류단의 스위칭을 제어하는 다중출력 직류/직류 컨버터를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a multi-output DC / DC converter for controlling the switching of the rectifier stage in synchronization with the switching signal used for power conversion without using the step-down chopper circuit in the output rectifier stage. will be.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 기술적인 측면은 입력 직류 전원을 교번 스위칭하여 교류 전원으로 변환하는 스위칭부와, 상기 스위칭부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 권선비에 따른 전압 레벨을 갖는 제1 전원으로 변환하는 단일 트랜스포머를 갖는 제1 변환부와, 상기 스위칭부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 권선비에 따른 전압 레벨을 갖는 제2 전원으로 변환하고 상기 제1 변환부와 자기적으로 독립된 단일 트랜스포머를 갖는 제2 변환부와, 상기 제1 변환부로부터의 상기 제1 전원을 정류하여 제1 직류 전원을 출력하는 제1 정류부와, 상기 제2 변환부로부터의 상기 제2 전원을 정류하고 정류된 전원을 스위칭하여 제2 직류 전원을 출력하는 제2 정류부와, 상기 스위칭부의 스위칭에 동기되어 상기 제2 정류부의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터를 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, one technical aspect of the present invention is a switching unit for alternating switching the input DC power to an AC power source, and the voltage level according to a predetermined turns ratio of the AC power from the switching unit A first converter having a single transformer for converting to a first power source having a voltage; and converting the AC power from the switching unit into a second power source having a voltage level according to a preset turns ratio, A second converter having a single independent transformer; a first rectifier for rectifying the first power from the first converter and outputting a first DC power; and the second power from the second converter. A second rectifying unit configured to rectify and switch the rectified power to output a second DC power supply, and the second rectifying unit in synchronization with the switching of the switching unit. In that it comprises a control unit for controlling the switching is to provide a multi-output DC / DC converter according to claim.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 정류부로부터의 상기 제1 직류 전원을 피드백받아 상기 제1 직류 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭 부의 교번 스위칭을 제어하기 위한 제1 및 제2 스위칭 신호를 제공하는 메인 스위칭 제어기와, 상기 메인 스위칭 제어기로부터의 상기 제1 및 제2 스위칭 신호에 동기된 삼각파 신호를 발생하는 신호 발생기와, 상기 제2 정류부로부터의 상기 제2 직류 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 기준 전압간의 비교 결과와 상기 신호 발생기로부터의 삼각파 신호에 따라 상기 제2 정류부의 스위칭을 제어하는 출력 스위칭 제어기를 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the first and second switching for controlling the alternating switching of the switching unit according to the voltage level of the first DC power supply by receiving the first DC power supply from the first rectifying unit A main switching controller for providing a signal, a signal generator for generating a triangular wave signal synchronized with the first and second switching signals from the main switching controller, a voltage level of the second DC power supply from the second rectifying unit; It may include an output switching controller for controlling the switching of the second rectifier according to the comparison result between the reference voltage set in advance and the triangular wave signal from the signal generator.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 신호 발생기는 상기 메인 스위칭 제어기로부터의 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 펄스를 전달하는 펄스 트랜스포머와, 상기 신호 동기용 트랜스포머로부터의 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 데드 타임시에 클럭 신호를 발생하고 상기 클럭 신호에 따라 상기 삼각파 신호를 발생하는 삼각파 발생 회로를 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the signal generator comprises a pulse transformer delivering pulses of the first and second switching signals from the main switching controller, and the first and the first from the signal synchronizing transformer. It may include a triangular wave generation circuit for generating a clock signal at the dead time of the two switching signal and for generating the triangular wave signal in accordance with the clock signal.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 삼각파 발생 회로는 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 데드 타임시에 하이(High) 신호를 갖는 클럭 신호를 발생할 수 있다. According to one technical aspect of the present invention, the triangular wave generation circuit may generate a clock signal having a high signal at the dead time of the first and second switching signals.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 삼각파 발생 회로는 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 데드 타임시에 로우(Low) 신호를 갖는 클럭 신호를 발생할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the triangular wave generation circuit may generate a clock signal having a low signal at a dead time of the first and second switching signals.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 출력 스위칭 제어기는 상기 제2 직류 전원의 전압 레벨과 상기 기준 전압의 전압 레벨을 비교하는 비교 소자와, 상기 비교 소자로부터의 비교 결과에 따라 상기 제2 정류부의 스위칭을 제어하는 제3 스위칭 신호를 제공하는 출력 스위칭 회로를 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the output switching controller comprises a comparison element for comparing the voltage level of the second DC power supply and the voltage level of the reference voltage, and the second according to a comparison result from the comparison element. It may include an output switching circuit for providing a third switching signal for controlling the switching of the rectifier.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제1 변환부는 스위칭된 전원을 충방전하는 제1 공진 캐패시턴스, 스위칭된 에너지를 충전하는 제1 공진 인덕터 및 제1 자화 인덕터를 더 포함하여 LLC 방식으로 공진할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the first converter further comprises a first resonant capacitance for charging and discharging the switched power, a first resonant inductor for charging the switched energy, and a first magnetizing inductor in an LLC manner. Can resonate.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 제2 변환부는 스위칭된 전원을 충방전하는 제2 공진 캐패시턴스, 스위칭된 에너지를 충전하는 제2 공진 인덕터 및 제2 자화 인덕터를 더 포함하여 LLC 방식으로 공진할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the second converter further comprises a second resonant capacitance for charging and discharging the switched power, a second resonant inductor for charging the switched energy, and a second magnetization inductor in an LLC manner. Can resonate.

본 발명의 하나의 기술적인 측면에 따르면, 상기 다중 출력 직류/직류 컨버터는 상용 AC 전원을 정류하고 정류된 전원을 역률 보정하여 상기 입력 직류 전원을 제공하는 역률 보정부를 더 포함할 수 있다.According to one technical aspect of the present invention, the multiple output DC / DC converter may further include a power factor correction unit for rectifying commercial AC power and power factor correction of the rectified power to provide the input DC power.

본 발명에 따르면, 전원 변환단의 스위칭신호에 동기되어 출력단의 스위칭을 제어하게 됨에 따라 종래의 다중출력 직류/직류 컨버터에서 사용되었던 강압 쵸퍼 회로가 불필요하게 되므로 강압 쵸퍼 회로의 강압 쵸퍼 회로의 부품 소요 수에 해당하는 제조 비용 저감의 효과가 있으며, 전원 변환단의 스위칭신호에 동기되어 출력단을 영 전류 스위칭 제어하므로 강압 쵸퍼 회로의 스위칭 손실 및 도통 손실에 의한 전력손실을 저감할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, since the switching of the output stage is controlled in synchronization with the switching signal of the power conversion stage, the step-down chopper circuit used in the conventional multi-output DC / DC converter becomes unnecessary, and thus the parts of the step-down chopper circuit of the step-down chopper circuit are required. There is an effect of reducing the manufacturing cost corresponding to the number, and the zero current switching control of the output stage in synchronization with the switching signal of the power conversion stage has the effect of reducing the power loss due to switching loss and conduction loss of the step-down chopper circuit.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터의 구성도이다.2 is a block diagram of a multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터는 스위칭부(100), 제1 및 제2 변환부(200,300), 제1 및 제2 정류부(400,500) 및 제어부(600)을 포함한다. 더하여, 상용 교류 전원을 정류한 후 역률 보정하여 스위칭부(100)에 입력 직류 전원(Vin)을 제공하는 역률 보정부(PFC)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the multiple output DC / DC converter of the present invention includes a switching unit 100, first and second converters 200 and 300, first and second rectifiers 400 and 500, and a controller 600. . In addition, the AC power rectifier may further include a power factor correction unit (PFC) for rectifying the power factor and then providing an input DC power source Vin to the switching unit 100.

스위칭부(100)은 입력 직류 전원(Vin)을 교번 스위칭하는 제1 및 제2 스위치(Q1,Q2)를 포함한다. 제1 및 제2 스위치(Q1,Q2)에 의해 스위칭된 교류 전원은 제1 및 제2 변환부(200,300)에 전달된다.The switching unit 100 includes first and second switches Q1 and Q2 for alternately switching the input DC power supply Vin. The AC power switched by the first and second switches Q1 and Q2 is transmitted to the first and second converters 200 and 300.

제1 및 제2 변환부(200,300)는 각각 일차 및 이차 권선(L1a,L1b,L2a,L2b)을 갖는 제1 및 제2 단일 트래스포머를 포함할 수 있다. 더하여 제1 변환부(200)는 스위칭부(100)의 제1 스위치(Q1)의 입력단에 직렬 연결된 제1 공진 캐패시터(Cr1) 및 제1 공진 인덕터(Lr1)와 상기 제1 트랜스포머의 일차 권선(L1a)에 병렬 연결된 제1 자화 인덕터(Lm1)으로 구성된 LLC 공진 방식을 채택할 수 있다. The first and second converters 200 and 300 may include first and second single transformers having primary and secondary windings L1a, L1b, L2a, and L2b, respectively. In addition, the first converter 200 may include the first resonant capacitor Cr1 and the first resonant inductor Lr1 connected in series with the input terminal of the first switch Q1 of the switching unit 100, and the primary winding of the first transformer. An LLC resonant method including a first magnetized inductor Lm1 connected in parallel to L1a may be adopted.

마찬가지로, 제2 변환부(300)는 스위칭부(100)의 제2 스위치(Q2)의 입력단에 직렬 연결된 제2 공진 캐패시터(Cr2) 및 제2 공진 인덕터(Lr2)와 상기 제2 단일 트랜스포머의 일차 권선(L1b)에 병렬 연결된 제2 자화 인덕터(Lm2)으로 구성된 LLC 공진 방식을 채택할 수 있다. 상술한 제1 및 제2 자화 인덕터(Lm1,Lm2)는 상기 단일 트랜스포머의 누설 인덕턴스만으로 구성될 수 있다.Similarly, the second conversion unit 300 is the first of the second resonant capacitor Cr2 and the second resonant inductor Lr2 and the second single transformer connected in series to the input terminal of the second switch Q2 of the switching unit 100. An LLC resonant method including a second magnetized inductor Lm2 connected in parallel to the winding L1b may be adopted. The first and second magnetizing inductors Lm1 and Lm2 described above may be configured only with leakage inductance of the single transformer.

상술한 제1 및 제2 변환부(200), 300)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 단일 트랜스포머(L1a,L1b)와 제1 공진 캐패시터(Cr1) 및 제1 공진 인덕터(Lr1)는 제1 스위치(Q1)에 병렬 접속하고, 상기 제2 단일 트랜스포머(L1b,L2b)와 제2 공진 캐패시터(Cr2) 및 제2 공진 인덕터(Lr2)는 제2 스위치(Q2)에 병렬 접속한 구조가 될 수 있다. As described above, the first and second converters 200 and 300 may include the first single transformer L1a and L1b, the first resonant capacitor Cr1, and the first resonant inductor Lr1. The first switch Q1 is connected in parallel, and the second single transformer L1b, L2b, the second resonant capacitor Cr2, and the second resonant inductor Lr2 are connected in parallel to the second switch Q2. Can be.

도 3은 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 전력 변환부의 다른 실시 형태를 나타내는 구성도이다.3 is a configuration diagram showing another embodiment of the power conversion unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제1 및 제2 변환부(200,300)는 상기 제1 단일 트랜스포머(L1a,L2a)와 제1 공진 캐패시터(Cr1) 및 제1 공진 인덕터(Lr1)는 제1 스위치(Q1)에 병렬 접속하고, 상기 제2 단일 트랜스포머(L1b,L2b)와 제2 공진 캐패시터(Cr2) 및 제2 공진 인덕터(Lr2)도 제1 스위치(Q1)에 병렬 접속한 구조가 될 수도 있다.Referring to FIG. 3, the first and second converters 200 and 300 employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention may include the first single transformer L1a and L2a, the first resonant capacitor Cr1, and the first resonant capacitor Cr1 and the first resonant capacitor Cr1. The resonant inductor Lr1 is connected in parallel to the first switch Q1, and the second single transformer L1b and L2b, the second resonant capacitor Cr2, and the second resonant inductor Lr2 are also connected to the first switch Q1. It may be a structure connected in parallel.

다시 도 2를 참조하면, 제1 및 제2 변환부(200,300)로부터 변환된 교류 전원을 각각 제1 및 제2 정류부(400,500)에 전달된다.Referring back to FIG. 2, AC power converted from the first and second converters 200 and 300 is transferred to the first and second rectifiers 400 and 500, respectively.

제1 및 제2 정류부(400,500)는 제1 및 제2 변환부(200,300)로부터 변환된 교류 전원을 각각 정류하여 제1 및 제2 직류 전원(Vs, Va)을 출력한다. 이때, 제2 정류부(500)는 상기 교류 전원을 정류한 후 제어부(600)의 제어에 따라 스위칭하여 정류된 전원을 제2 직류 전원(Va)으로 변환한다. 제1 및 제2 정류부(400,500)로부터의 제1 및 제2 직류 전원(Vs,Va)은 제어부(600)에 전달된다.The first and second rectifiers 400 and 500 rectify the AC power converted from the first and second converters 200 and 300, respectively, and output the first and second DC power sources Vs and Va. In this case, the second rectifier 500 rectifies the AC power and then switches under the control of the controller 600 to convert the rectified power into a second DC power Va. The first and second DC power supplies Vs and Va from the first and second rectifiers 400 and 500 are transmitted to the controller 600.

한편, 제1 및 제2 정류부(400,500)의 구성은 다양하게 실시될 수 있으며 이하의 도면을 참조하여 설명하도록 한다. Meanwhile, the configuration of the first and second rectifiers 400 and 500 may be variously implemented and will be described with reference to the following drawings.

도 4의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제1 정류부의 실시형태들을 나타내는 구성도이고, 도 5의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제2 정류부의 실시형태들을 나타내는 구성도이다.(A), (b) and (c) of FIG. 4 are schematic diagrams showing embodiments of the first rectifying unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention, and FIGS. (c) is a block diagram showing embodiments of the second rectifier employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제1 정류부(400)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 1 개의 다이오드를 이용한 반파정류 구조, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 4개의 다이오드를 이용한 전파정류 구조, 또는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 2개의 다이오드를 이용한 센터-탭 전파정류 구조로 구성될 수 있다. The first rectifier 400 employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention has a half-wave rectification structure using one diode as shown in FIG. 4 (a), as shown in FIG. 4 (b). A full-wave rectification structure using four diodes or a center-tap full-wave rectification structure using two diodes may be configured as shown in FIG.

마찬가지로, 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제2 정류부(500)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 1 개의 다이오드를 이용한 반파정류 구조, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 4 개의 다이오드를 이용한 전파정류 구조 또는 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 2개의 다이오드를 이용한 센터-탭 전파정류 구조에 제3 스위치(Q3)를 직렬 접속한 구조로 구성될 수 있다.  Similarly, the second rectifier 500 employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention has a half-wave rectification structure using one diode as shown in FIG. 5A, and is shown in FIG. 5B. As shown in (c) of FIG. 5, a third switch Q3 is connected in series to a center-tap full-wave rectification structure using two diodes. .

다시 도 2를 참조하면, 제1 및 제2 정류부(400,500)로부터의 제1 및 제2 직류 전원(Vs,Va)은 제어부(600)에 전달되고, 제1 및 제2 직류 전원(Vs,Va)의 전압 레벨에 따라 제어부(600)는 스위칭부(100)의 교번 스위칭 및 제2 정류부(500)의 스위칭을 제어한다.Referring back to FIG. 2, the first and second DC power supplies Vs and Va from the first and second rectifiers 400 and 500 are transmitted to the controller 600, and the first and second DC power supplies Vs and Va are provided. The control unit 600 controls the switching of the switching unit 100 and the switching of the second rectifying unit 500 according to the voltage level.

이를 위해, 제어부(600)는 스위칭부(100)의 교번 스위칭을 제어하는 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)를 제공하는 메인 스위칭 제어기(610)와, 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)에 동기된 삼각파 신호를 발생하는 신호 발생기(620)와, 제2 정류부(500)의 출력 스위칭을 제어하는 제3 스위칭 신호를 제공하는 출력 스위칭 제어기(630)를 포함한다.To this end, the controller 600 may include a main switching controller 610 for providing first and second switching signals sw1 and sw2 for controlling alternating switching of the switching unit 100, and first and second switching signals ( a signal generator 620 for generating a triangular wave signal synchronized with sw1 and sw2, and an output switching controller 630 for providing a third switching signal for controlling output switching of the second rectifier 500.

메인 스위칭 제어기(610)는 제1 직류 전원(Vs)을 피드백 받아 제1 직류 전원(Vs)의 전압 레벨에 따라 스위칭 듀티를 제어하는 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)를 스위칭부(200)의 제1 및 제2 스위치(Q1,Q2)에 제공한다. 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)는 또한 신호 발생기(620)에도 제공된다.The main switching controller 610 receives the first DC power supply Vs and feeds back the first and second switching signals sw1 and sw2 that control the switching duty according to the voltage level of the first DC power supply Vs. To the first and second switches Q1 and Q2. The first and second switching signals sw1 and sw2 are also provided to the signal generator 620.

신호 발생기(620)는 메인 스위칭 제어기(610)로부터의 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)의 신호 레벨을 전달하는 펄스 트랜스포머(621)와 펄스 트랜스포머(621)로부터의 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)의 신호 레벨에 따라 클럭 신호(CLK)를 발생시키고, 클럭 신호(CLK)에 따라 삼각파(Vsaw)를 발생하는 삼각파 발생 회로(622)를 포함한다.The signal generator 620 transmits the signal level of the first and second switching signals sw1 and sw2 from the main switching controller 610 and the first and second from the pulse transformer 621. And a triangular wave generation circuit 622 for generating a clock signal CLK in accordance with the signal levels of the switching signals sw1 and sw2 and for generating a triangular wave Vsaw in accordance with the clock signal CLK.

클럭 신호(CLK)는 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)의 데드 타임시에 하이(High) 신호 또는 로우(Low) 신호를 갖도록 발생될 수 있다. 이에 따라 삼각파 발생 회로(622)는 다음의 두 가지의 실시형태로 구성될 수 있다. The clock signal CLK may be generated to have a high signal or a low signal at the dead time of the first and second switching signals sw1 and sw2. Accordingly, the triangle wave generator circuit 622 may be configured in the following two embodiments.

도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 삼각파 발생 회로의 실시형태들을 나타내는 구성도이다.6 (a) and 6 (b) are configuration diagrams showing embodiments of the triangular wave generator circuit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 6의 (a)를 참조하면, 삼각파 발생 회로(622)는 펄스 트랜스포머(621)로부터의 결합된 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)의 신호 레벨을 반전하고(Isaw), 그 반전 결과를 클럭 신호(CLK1)로 사용한다. 클럭 신호(CLK1)에 따라 저항(Rsaw)을 거쳐 캐패시터(Csaw)에 충전된 전압을 스위칭(Qsaw)하여 삼각파 신호(Vsaw)를 발생하는 구조로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6A, the triangle wave generator circuit 622 inverts the signal levels of the combined first and second switching signals sw1 and sw2 from the pulse transformer 621 (Isaw), and inverts them. The result is used as the clock signal CLK1. According to the clock signal CLK1, a resistor Q may be used to switch the voltage charged in the capacitor Csaw to generate a triangular wave signal Vsaw.

도 6의 (b)를 참조하면, 삼각파 발생 회로(622)는 펄스 트랜스포머(621)로부터의 결합된 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)의 신호 레벨을 클럭 신호(CLK2)로 사용한다. 결합된 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)의 신호 레벨은 반전하고(Isaw), 저항(Rsaw)을 거쳐 캐패시터(Csaw)에 충전된 전압을 스위칭(Qsaw)하여 삼각파 신호(Vsaw)를 발생하는 구조로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6B, the triangle wave generator circuit 622 uses the signal levels of the combined first and second switching signals sw1 and sw2 from the pulse transformer 621 as the clock signal CLK2. . The signal levels of the combined first and second switching signals sw1 and sw2 are inverted (Isaw), and the voltage charged in the capacitor (Csaw) is switched (Qsaw) through a resistor (Rsaw) to generate a triangular wave signal (Vsaw). It may be composed of a structure that occurs.

상술한 바와 같이 도시된 도 6의 (a) 또는 (b)의 삼각파 발생 회로의 구성에 따른 삼각파 신호(Vsaw)는 동일한 신호 파형을 갖는다.As described above, the triangular wave signal Vsaw according to the configuration of the triangular wave generator circuit of FIG. 6A or 6B has the same signal waveform.

도 7은 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 삼각파 발생 회로에 의한 신호 파형도이다.FIG. 7 is a signal waveform diagram by the triangular wave generator circuit shown in FIGS. 6A and 6B.

도 7을 참조하면, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 클럭 신호(CLK1,CLK2)는 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)의 데드 타임시에 하이(High) 신호를 가질 수도 있으며(CLK1), 로우(Low) 신호를 가질 수도 있다(CLK2). 이에 따라 삼각파 신호(Vsaw)는 제1 및 제2 스위칭 신호(sw1,sw2)에 동기된다.Referring to FIG. 7, as shown in FIGS. 6A and 6B, the clock signals CLK1 and CLK2 may be high at the dead time of the first and second switching signals sw1 and sw2. It may have a signal (CLK1) and may have a low signal (CLK2). Accordingly, the triangular wave signal Vsaw is synchronized with the first and second switching signals sw1 and sw2.

즉, 노드 VA가 하이(High)가 되면, 스위치(Qsaw)의 베이스(base) 단자에 로우(Low) 신호가 인가되며 캐패시터(Csaw)는 저항(Rsaw)을 통하여 흐르는 전류에 의해 서서히 충전을 하게 된다. 캐패시터(Csaw)의 충전은 스위치(Qsaw)가 도통되기 전까지 계속 수행되며, 노드 VA가 로우(Low)로 변하면, 스위치(Qsaw)의 베이스(base) 단자에는 하이(High) 신호가 인가되어 스위치(Qsaw)가 도통하며, 캐패시터(Csaw)에 충전되어 있던 전하가 스위치(Qsaw)를 통하여 빠른 속도로 방전을 한다. 이러한 동작을 반복적으로 수행함으로써 스위칭부(100)의 스위칭과 동기가 일치하는 삼각파 신호(Vsaw)신호가 발생된다.That is, when the node V A becomes high, a low signal is applied to the base terminal of the switch Qsaw, and the capacitor is gradually charged by the current flowing through the resistor. Done. Charging of the capacitor (Csaw) is continued until the switch (Qsaw) is turned on, when the node V A is turned low, a high signal is applied to the base terminal of the switch (Qsaw) Qsaw conducts, and the charge charged in the capacitor discharges rapidly through the switch Qsaw. By repeatedly performing such an operation, a triangular wave signal Vsaw signal is generated in synchronization with the switching of the switching unit 100.

다시 도 2를 참조하면, 신호 발생기(620)로부터의 삼각파 신호(Vsaw)는 출력 스위칭 제어기(630)에 전달된다.Referring again to FIG. 2, the triangular wave signal Vsaw from the signal generator 620 is transmitted to the output switching controller 630.

출력 스위칭 제어기(630)는 제2 직류 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 기준 전압(Vref)의 전압 레벨을 비교하는 비교 소자(631)와, 비교 소자(632)로부터의 비교 결과와 삼각파 신호(Vsaw)에 따라 제2 정류부(500)의 제3 스위치(Q3)의 스위칭을 제어하는 제3 스위칭 신호(sw3)를 제공한다. The output switching controller 630 includes a comparison element 631 for comparing the voltage level of the second DC power supply with a voltage level of the preset reference voltage Vref, a comparison result from the comparison element 632, and a triangle wave signal Vsaw. ) Provides a third switching signal sw3 that controls the switching of the third switch Q3 of the second rectifier 500.

도 8은 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제어부의 신호 파형도이다.8 is a signal waveform diagram of a control unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 8을 참조하면, 제어부(600)의 출력 스위칭 제어기(630)의 제3 스위칭 신호(sw3)는 비교 소자(632)로부터의 비교 결과와 삼각파 신호(Vsaw)에 따라 제공되는 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the third switching signal sw3 of the output switching controller 630 of the controller 600 is provided according to the comparison result from the comparison element 632 and the triangular wave signal Vsaw.

즉, 삼각파 신호(Vsaw)의 전압 레벨이 비교 결과의 전압 레벨보다 높을 때에 제3 스위칭 신호(sw3)는 제3 스위치(Q3)를 도통시키는 하이(High) 신호로 전환되고, 삼각파 신호(Vsaw)의 전압 레벨이 비교 결과의 전압 레벨보다 낮을 때에 제3 스위칭 신호(sw3)는 제3 스위치(Q3)를 차단시키는 로우(Low) 신호로 전환된다. 상술한 제3 스위칭 신호(sw3)의 폴링 에지(Falling Edge)는 스위칭부(100)의 스위칭 동기와 일치하여 제3 스위치(Q3)의 영 전류 스위칭 오프 동작이 가능하게 된다.That is, when the voltage level of the triangle wave signal Vsaw is higher than the voltage level of the comparison result, the third switching signal sw3 is converted into a high signal for conducting the third switch Q3, and the triangle wave signal Vsaw When the voltage level is lower than the voltage level of the comparison result, the third switching signal sw3 is switched to a low signal that blocks the third switch Q3. The falling edge of the third switching signal sw3 described above coincides with the switching synchronization of the switching unit 100 to enable the zero current switching off operation of the third switch Q3.

도 9는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제어부에 의한 스위칭 동작 파형도이다.9 is a waveform diagram of switching operation by the control unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 9를 참조하면, 입력 전압이나 출력 부하의 변동에 따른 제2 정류부(500)의 제2 직류 전원(Va)의 변동은 제3 스위치(Q3)를 온으로 전환하는 시점을 변동시키고, 제3 스위치(Q3)가 온으로 전환하는 시점의 전류 초기치에 의해 제2 변환부(300)의 2차 권선(L2b)로 공급되는 공진 전류(Isec2)의 크기가 결정된다. 즉, 제2 정류부(500)의 제2 직류 전원(Va)의 전압 레벨이 기준 전압(Vref)의 전압 레벨보다 낮을 경우, 제3 스위치(Q3)의 온으로 전환하는 시점을 빠르게 하여, 공진 전류(Ipri2)의 초기치를 크게 하고 이에 따른 제2 변환부(500)의 2차 권선(L2b)로 공급되는 공진 전류(Isec2)의 크기를 크게 하여 제2 정류부(500)의 제2 직류 전원(Va)의 전압 레벨을 상승시킨다. 반대로, 제2 정류부(500)의 제2 직류 전원(Va)의 전압 레벨이 이 기준 전압(Vref)의 전압 레벨보다 높을 경우, 상술한 동작의 역과정으로 동작한다. Referring to FIG. 9, the variation of the second DC power supply Va of the second rectifying unit 500 according to the variation of the input voltage or the output load changes the time point at which the third switch Q3 is turned on, and the third The magnitude of the resonance current Isec2 supplied to the secondary winding L2b of the second converter 300 is determined by the current initial value at the time when the switch Q3 is turned on. That is, when the voltage level of the second DC power supply Va of the second rectifying unit 500 is lower than the voltage level of the reference voltage Vref, the point of time to switch to the on of the third switch Q3 is accelerated, and the resonance current is increased. The second DC power supply Va of the second rectifying unit 500 is increased by increasing the initial value of Ipri2 and increasing the magnitude of the resonance current Isec2 supplied to the secondary winding L2b of the second converter 500. Increase the voltage level. On the contrary, when the voltage level of the second DC power supply Va of the second rectifier 500 is higher than the voltage level of the reference voltage Vref, the operation of the above operation is reversed.

도 10은 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터의 동작 파형도이다.10 is an operational waveform diagram of a multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 2 및 도 10을 참조하면, 스위칭부(100)의 스위칭에 동기된 제어부(600)로부터의 제3 스위칭 신호(sw3)가 제3 스위치(Q3)에 인가되고, 제3 스위치(Q3)가 턴온으로 전환하는 시점부터 제2 변환부(300)의 일차 권선(L1b)에서 제2 정류부(500)로 전력을 공급하게 된다. 2 and 10, the third switching signal sw3 from the controller 600 synchronized with the switching of the switching unit 100 is applied to the third switch Q3, and the third switch Q3 is applied to the third switch Q3. From the time of turning on, power is supplied from the primary winding L1b of the second converter 300 to the second rectifier 500.

제3 스위치(Q3)가 턴 오프로 전환하는 시점은 제2 변환부(300)의 일차 권 선(L1b)으로부터 제2 정류부(500)로 전력 공급이 끝난 이후의 시점이다. 이로써 제3 스위치(Q3)는 영 전류 스위칭(ZCS)을 달성하여, 스위칭 손실을 저감하고 전력 변환 효율을 개선할 수 있다. The time point at which the third switch Q3 is turned off is a time point after the power supply is completed from the primary winding L1b of the second converter 300 to the second rectifier 500. As a result, the third switch Q3 may achieve zero current switching ZCS, thereby reducing switching loss and improving power conversion efficiency.

제1 또는 제2 변환부(200,300)의 일차 권선(L1a,L1b)으로부터 이차 권선(L2a,L2b)으로 전력을 공급하는 기간은, 공진 캐패시터(Cr1,Cr2), 공진 인덕터(Lr1,Lr2) 및 자화 인덕터(Lm1,Lm2)에 의해 설정되는 공진 주파수에 의해 결정되므로, 출력단의 부하가 변동하여도 제1 또는 제2 변환부(200,300)의 일차 권선(L1a,L1b)으로부터 이차 권선(L2a,L2b)으로 전력을 공급하는 기간이 변화하지 않는다. 이에 따라, 제1 변환부(200)의 이차 권선(L2a)의 부하의 변동에 관계없이, 제2 변환부(300)의 이차 권선(L2b)으로부터 제2 정류부(500)를 통하여 제2 직류 전원(Va)을 출력할 수 있다. The periods of supplying power from the primary windings L1a and L1b of the first or second converters 200 and 300 to the secondary windings L2a and L2b include resonance capacitors Cr1 and Cr2, resonance inductors Lr1 and Lr2, and Since it is determined by the resonance frequency set by the magnetizing inductors Lm1 and Lm2, the secondary windings L2a and L2b from the primary windings L1a and L1b of the first or second converters 200 and 300 even when the load of the output terminal varies. The period of power supply to) does not change. Accordingly, regardless of the variation in the load of the secondary winding L2a of the first converter 200, the second DC power source is supplied from the secondary winding L2b of the second converter 300 through the second rectifier 500. (Va) can be output.

또한, 제어부(600)는 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 신호(sw1,sw2)에 동기되고 제2 직류 전원(Va)의 전압 레벨에 기초하여 제3 스위치(Q3)를 온/오프시켜, 제2 변환부(300)의 이차 권선(L2b)으로부터 제2 정류부(500)에 전류(Isec2)가 흐르는 기간을 제어하므로, 제2 정류부(500)로부터 출력되는 제2 직류 전원(Va)의 전압 레벨을 고정밀도로 제어할 수 있다. In addition, the controller 600 is synchronized with the switching signals sw1 and sw2 of the first and second switches Q1 and Q2 and turns on the third switch Q3 based on the voltage level of the second DC power supply Va. Since the period in which the current Isec2 flows from the secondary winding L2b of the second converter 300 to the second rectifier 500 is controlled by turning on / off, the second DC power source output from the second rectifier 500 ( The voltage level of Va) can be controlled with high accuracy.

상술한 바와 같이, 제3 스위치(Q3)의 온/오프 동작에 의해 제2 정류부(500)로부터 출력되는 제2 직류 전원(Va)을 직접 제어하므로, 전력 변환 손실이 적고, 또한 제2 정류부(500)에 제3 스위치(Q3)를 추가하는 정도의 간단하고 쉬운 회로 변경으로 고도로 안정적인 제2 직류 전원(Va)를 얻을 수 있으므로, 전력 변환 효율이 높일 수 있으며 또한 고정밀도의 직류 전원을 발생하는 저가의 다중 출력 직류/직류 컨버터를 실현할 수 있다. As described above, since the second DC power supply Va output from the second rectifying unit 500 is directly controlled by the on / off operation of the third switch Q3, the power conversion loss is small and the second rectifying unit ( Highly stable second DC power supply Va can be obtained by a simple and easy circuit change such as adding a third switch Q3 to 500, thereby increasing power conversion efficiency and generating a high-precision DC power supply. Low cost multiple output DC / DC converters can be realized.

또한, 본 발명에 의한 다중출력 직류/직류 컨버터에서 제어부(600)는 제3 스위치(Q3)의 스위칭 동작을 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 동작에 동기시켜, 영 전류 스위칭(ZCS)을 달성하므로 제3 스위치(Q3)에서의 스위칭 손실을 저감할 수 있다.In addition, in the multi-output DC / DC converter according to the present invention, the control unit 600 synchronizes the switching operation of the third switch Q3 with the switching operation of the first and second switches Q1 and Q2, thereby providing zero current switching ( Since ZCS is achieved, switching losses at the third switch Q3 can be reduced.

상술한 바와 같이, 전원 변환단의 스위칭신호에 동기되어 출력단의 스위칭을 제어하게 됨에 따라 종래의 다중출력 직류/직류 컨버터에서 사용되었던 강압 쵸퍼 회로가 불필요하게 되므로 강압 쵸퍼 회로의 강압 쵸퍼 회로의 부품 소요 수에 해당하는 제조 비용 저감의 효과가 있으며, 전원 변환단의 스위칭신호에 동기되어 출력단을 영 전류 스위칭 제어하므로 강압 쵸퍼 회로의 스위칭 손실 및 도통 손실에 의한 전력손실을 저감할 수 있는 효과가 있다.As described above, since the switching of the output stage is controlled in synchronization with the switching signal of the power conversion stage, the step-down chopper circuit used in the conventional multi-output DC / DC converter becomes unnecessary, thus requiring the parts of the step-down chopper circuit of the step-down chopper circuit. There is an effect of reducing the manufacturing cost corresponding to the number, and the zero current switching control of the output stage in synchronization with the switching signal of the power conversion stage has the effect of reducing the power loss due to switching loss and conduction loss of the step-down chopper circuit.

한편, 종래의 다중출력 직류/직류 컨버터의 경우 단일 트랜스포머를 이용하는 반면 본 발명의 다중출력 직류/직류 컨버터의 경우 2개의 트랜스포머를 사용하지만 단일 트랜스포머가 담당하던 전체 전력을 2개의 트랜스포머가 각각 나눠서 담당하므로 각 트랜스포머의 소형화가 가능하고, 마찬가지로 제어부(600)의 경우에도 상술한 기능을 하나의 IC에 집적화할 수 있으므로 소요 부품 증가 및 제조 비용 상승의 문제점은 발생하지 않는다. Meanwhile, in the conventional multi-output DC / DC converter, a single transformer is used, whereas in the multi-output DC / DC converter of the present invention, two transformers are used. However, since two transformers divide each of the total power used by a single transformer, Each transformer can be miniaturized, and likewise, in the case of the control unit 600, the above-described functions can be integrated in one IC, so that there is no problem of an increase in required parts and an increase in manufacturing cost.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is defined by the claims below, and the configuration of the present invention may be modified in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be changed and modified.

도 1은 종래의 다중 출력 직류/직류 컨버터의 구성도.1 is a block diagram of a conventional multiple output DC / DC converter.

도 2는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터의 구성도.2 is a block diagram of a multi-output DC / DC converter of the present invention.

도 3은 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 전력 변환부의 다른 실시 형태를 나타내는 구성도.Fig. 3 is a block diagram showing another embodiment of the power conversion unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 4의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제1 정류부의 실시형태들을 나타내는 구성도.4 (a), (b) and (c) are diagrams showing embodiments of the first rectifying section employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 5의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제2 정류부의 실시형태들을 나타내는 구성도.5 (a), 5 (b) and 5 (c) are diagrams showing embodiments of the second rectifying unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 삼각파 발생 회로의 실시형태들을 나타내는 구성도.6A and 6B are diagrams showing embodiments of a triangular wave generating circuit employed in a multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 7은 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 삼각파 발생 회로에 의한 신호 파형도.FIG. 7 is a signal waveform diagram of a triangular wave generating circuit shown in FIGS. 6A and 6B;

도 8은 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제어부의 신호 파형도.8 is a signal waveform diagram of a control unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 9는 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터에 채용된 제어부에 의한 스위칭 동작 파형도.Figure 9 is a waveform diagram of the switching operation by the control unit employed in the multiple output DC / DC converter of the present invention.

도 10은 본 발명의 다중 출력 직류/직류 컨버터의 동작 파형도.10 is an operational waveform diagram of a multiple output DC / DC converter of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명><Detailed Description of Major Symbols in Drawing>

100...스위칭부 200...제1 변환부100 ... switching part 200 ... first conversion part

300...제2 변환부 400...제1 정류부300 ... second converter 400 ... first rectifier

500...제2 정류부 600...제어부500 ... 2nd rectifier 600 ... control part

610...메인 스위칭 제어기 620...신호 발생기610 ... main switching controller 620 ... signal generator

621...펄스 트랜스포머 622...삼각파 발생 회로621 Pulse Generator 622 Triangle Wave Generator

630...출력 스위칭 제어기 631...비교소자630 ... output switching controller 631comparator

632...출력 스위칭 회로632 ... output switching circuit

Claims (10)

입력 직류 전원을 교번 스위칭하여 교류 전원으로 변환하는 스위칭부;A switching unit which alternately switches an input DC power source and converts the AC power into an AC power source; 상기 스위칭부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 권선비에 따른 전압 레벨을 갖는 제1 전원으로 변환하는 단일 트랜스포머를 갖는 제1 변환부;A first converter having a single transformer for converting the AC power from the switching unit into a first power source having a voltage level in accordance with a preset turns ratio; 상기 스위칭부로부터의 상기 교류 전원을 사전에 설정된 권선비에 따른 전압 레벨을 갖는 제2 전원으로 변환하고 상기 제1 변환부와 자기적으로 독립된 단일 트랜스포머를 갖는 제2 변환부;A second converter converting the AC power from the switching unit into a second power source having a voltage level according to a preset turns ratio and having a single transformer magnetically independent of the first converter; 상기 제1 변환부로부터의 상기 제1 전원을 정류하여 제1 직류 전원을 출력하는 제1 정류부;A first rectifier for rectifying the first power from the first converter to output a first DC power; 상기 제2 변환부로부터의 상기 제2 전원을 정류하고 정류된 전원을 스위칭하여 제2 직류 전원을 출력하는 제2 정류부; 및A second rectifier for rectifying the second power from the second converter and switching the rectified power to output a second DC power; And 상기 스위칭부의 스위칭에 동기되어 상기 제2 정류부의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하고,A control unit which controls the switching of the second rectifying unit in synchronization with the switching of the switching unit, 상기 제1 변환부는 스위칭된 전원을 충방전하는 제1 공진 캐패시턴스, 스위칭된 에너지를 충전하는 제1 공진 인덕터 및 제1 자화 인덕터를 포함하여 LLC 방식으로 공진하고,The first converter includes a first resonance capacitance for charging and discharging the switched power, a first resonance inductor for charging the switched energy, and a first magnetization inductor including a resonance in an LLC manner, 상기 제2 변환부는 스위칭된 전원을 충방전하는 제2 공진 캐패시턴스, 스위칭된 에너지를 충전하는 제2 공진 인덕터 및 제2 자화 인덕터를 포함하여 LLC 방식으로 공진하며,The second converter resonates in an LLC manner, including a second resonance capacitance for charging and discharging the switched power, a second resonance inductor for charging the switched energy, and a second magnetization inductor. 상기 제어부는 상기 제2 정류부의 제2 직류 전원의 전압 레벨과 사전에 설정된 기준 전압의 전압 레벨을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 제2 정류부의 스위칭 온 시점을 조절하여 상기 제2 변환부의 공진 전류를 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터.The controller compares the voltage level of the second DC power supply of the second rectifier with a voltage level of a preset reference voltage, and adjusts the switching-on time of the second rectifier according to the comparison result to resonate the second converter. A multi-output DC / DC converter, characterized in that the current control the magnitude. 제1항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 1, wherein the control unit 상기 제1 정류부로부터의 상기 제1 직류 전원을 피드백받아 상기 제1 직류 전원의 전압 레벨에 따라 상기 스위칭부의 교번 스위칭을 제어하기 위한 제1 및 제2 스위칭 신호를 제공하는 메인 스위칭 제어기;A main switching controller receiving feedback of the first DC power from the first rectifying unit and providing first and second switching signals for controlling alternating switching of the switching unit according to the voltage level of the first DC power supply; 상기 메인 스위칭 제어기로부터의 상기 제1 및 제2 스위칭 신호에 동기된 삼각파 신호를 발생하는 신호 발생기; 및A signal generator for generating a triangular wave signal in synchronization with the first and second switching signals from the main switching controller; And 상기 제2 정류부로부터의 상기 제2 직류 전원의 전압 레벨과 상기 기준 전압간의 비교 결과와 상기 신호 발생기로부터의 삼각파 신호에 따라 상기 제2 정류부의 스위칭을 제어하는 출력 스위칭 제어기An output switching controller controlling switching of the second rectifier according to a comparison result between the voltage level of the second DC power supply from the second rectifier and the reference voltage and a triangular wave signal from the signal generator 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터.Multiple output DC / DC converter comprising a. 제2항에 있어서, 상기 신호 발생기는The signal generator of claim 2, wherein the signal generator 상기 메인 스위칭 제어기로부터의 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 펄스를 전달하는 펄스 트랜스포머; 및A pulse transformer delivering pulses of the first and second switching signals from the main switching controller; And 상기 신호 동기용 트랜스포머로부터의 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 데드 타임시에 클럭 신호를 발생하고 상기 클럭 신호에 따라 상기 삼각파 신호를 발생하는 삼각파 발생 회로A triangular wave generating circuit for generating a clock signal at a dead time of the first and second switching signals from the signal synchronizing transformer and generating the triangular wave signal in accordance with the clock signal; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터.Multiple output DC / DC converter comprising a. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 삼각파 발생 회로는 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 데드 타임시에 하이(High) 신호를 갖는 클럭 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터. And the triangular wave generating circuit generates a clock signal having a high signal at a dead time of the first and second switching signals. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 삼각파 발생 회로는 상기 제1 및 제2 스위칭 신호의 데드 타임시에 로우(Low) 신호를 갖는 클럭 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터. And the triangular wave generating circuit generates a clock signal having a low signal at a dead time of the first and second switching signals. 제2항에 있어서, 상기 출력 스위칭 제어기는The method of claim 2, wherein the output switching controller 상기 제2 직류 전원의 전압 레벨과 상기 기준 전압의 전압 레벨을 비교하는 비교 소자; 및A comparison element comparing the voltage level of the second DC power supply with the voltage level of the reference voltage; And 상기 비교 소자로부터의 비교 결과에 따라 상기 제2 정류부의 스위칭을 제어하기 위한 제3 스위칭 신호를 제공하는 출력 스위칭 회로An output switching circuit for providing a third switching signal for controlling the switching of the second rectifier according to a comparison result from the comparison element 를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터.Multiple output DC / DC converter comprising a. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다중 출력 직류/직류 컨버터는 상용 AC 전원을 정류하고 정류된 전원을 역률 보정하여 상기 입력 직류 전원을 제공하는 역률 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터.The multiple output DC / DC converter further comprises a power factor correcting unit rectifying the commercial AC power and power factor correcting the rectified power to provide the input DC power. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 상기 제2 정류부의 상기 제2 직류 전원의 전압 레벨이 상기 기준 전압의 전압 레벨보다 낮으면 상기 제2 정류부의 스위칭 온 시점을 이전의 스위칭 온 시점보다 빠르게 하여 상기 제2 변환부의 공진 전류의 전류 레벨을 상승시키고,When the voltage level of the second DC power supply of the second rectifier is lower than the voltage level of the reference voltage, the controller makes the switching-on time of the second rectifier faster than the previous switching-on time, thereby resonating current of the second converter. To increase the current level, 상기 제어부는 상기 제2 정류부의 상기 제2 직류 전원의 전압 레벨이 상기 기준 전압의 전압 레벨보다 높으면 상기 제2 정류부의 스위칭 온 시점을 이전의 스위칭 온 시점보다 느르게 하여 상기 제2 변환부의 공진 전류의 전류 레벨을 하강시키는 것을 특징으로 하는 다중 출력 직류/직류 컨버터.If the voltage level of the second DC power supply of the second rectifier is higher than the voltage level of the reference voltage, the controller makes the switching-on time of the second rectifier slower than the previous switching-on time, thereby resonating current of the second converter. Multiple output DC / DC converter, characterized in that to lower the current level of.
KR1020080028241A 2008-03-27 2008-03-27 Dc/dc converter with multi-output KR100966966B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080028241A KR100966966B1 (en) 2008-03-27 2008-03-27 Dc/dc converter with multi-output

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080028241A KR100966966B1 (en) 2008-03-27 2008-03-27 Dc/dc converter with multi-output

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090102949A KR20090102949A (en) 2009-10-01
KR100966966B1 true KR100966966B1 (en) 2010-06-30

Family

ID=41532543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080028241A KR100966966B1 (en) 2008-03-27 2008-03-27 Dc/dc converter with multi-output

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100966966B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140025936A (en) 2012-08-23 2014-03-05 삼성전자주식회사 Dc/dc converter, electronic apparatus having the same and dc/dc conversion method thereof
KR101333285B1 (en) * 2012-11-23 2013-12-02 카코뉴에너지 주식회사 Sllc resonant converter for bidirectional power conversion
WO2019135392A1 (en) 2018-01-05 2019-07-11 ローム株式会社 Multiple-output load driving device
KR20200136180A (en) 2019-05-27 2020-12-07 현대자동차주식회사 Multi output dc-dc converter and method for controlling the same
CN110601328B (en) * 2019-10-14 2024-04-12 广西大学 Electric fish blocking variable-frequency power supply waveform control charging device and charging method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070109096A (en) * 2006-05-09 2007-11-15 단암시스템즈 주식회사 Multi-output power supply apparatus and method for producing multi-output power

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070109096A (en) * 2006-05-09 2007-11-15 단암시스템즈 주식회사 Multi-output power supply apparatus and method for producing multi-output power

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김은수외, SLLC 직렬공진컨버터 적용 승압형 DC/DC 컨버터, 전력전자학회 논문지 제12권 제1호*
박상갑, Multi 출력단을 Single Transfomer로 통합 설계한 고효율 PDP용 전원시스템에 관한 연구, 석사학위논문*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090102949A (en) 2009-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10361633B2 (en) Control method and device for switching power supplies having more than one control mode
Cho et al. High-efficiency and low-cost tightly regulated dual-output $ LLC $ resonant converter
EP2670037B1 (en) Switching power supply device
US9660520B2 (en) Method and apparatus to provide power conversion with high power factor
JP5804073B2 (en) Switching power supply
EP2670038B1 (en) Switching power supply device
US8385089B2 (en) Multiple-output switching power supply unit
CN103891120B (en) Switching power unit
KR100967031B1 (en) Dc/dc converter with multi-output
US20060268589A1 (en) Switching power supply unit and voltage converting method
EP2937979A1 (en) Single-pole switch power source
JP2008289295A (en) Dc converter
US20230113753A1 (en) Dc/dc converter and method for controlling output voltage thereof
JPWO2009011091A1 (en) Switching power supply
WO2019102474A1 (en) Constant frequency dc/dc power converter
KR100966966B1 (en) Dc/dc converter with multi-output
US20150194897A1 (en) Power supply apparatus
KR100966965B1 (en) Dc/dc converter with multi-output
Jin et al. Integrated magnetic self-driven ZVS nonisolated full-bridge converter
KR100916488B1 (en) Power supply synchronized with input power switching
KR101470391B1 (en) Dc-dc converter
JP2500553B2 (en) Power system
KR100793335B1 (en) Power supply using synchronous rectifier
JPH0678537A (en) Switching power supply equipment
Nishijima et al. On removing of output filter of low voltage and high current DC/DC converter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130403

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140325

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee