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고전압 변환 비의 자려 발진 DC/DC 컨버터
Self Oscillation DC/DC Converter With High Voltage Step-up Ratio 원문보기

전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집, 2008 June 30, 2008년, pp.286 - 288  

정용준 (국민대학교 전력전자 연구소) ,  한상규 (국민대학교 전력전자 연구소) ,  홍성수 (국민대학교 전력전자 연구소) ,  정동열 (국민대학교 전력전자 연구소) ,  김진욱 (삼성전기 (주) P&M 사업부) ,  이효범 (삼성전기 (주) P&M 사업부) ,  노정욱 (국민대학교 전력전자 연구소)

초록
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본 논문은 낮은 입력 DC전압에서 높은 음의 DC전압을 출력하는 높은 전환 비의 극성 반전 형 DC/DC 전력 변환 회로에 관한 것으로써, 하나의 스위치, 하나의 인덕터, 그리고 다수개의 캐패시터와 다이오드로 구성된다. 기존의 극성 반전 형 DC/DC 컨버터 회로와 비교하여, 고압 변환 트랜스포머 대신에 인덕터를 사용할 수 있어, 자기 소자의 부피 및 크기는 물론 원가저감이 가능하다. 또한 자려 발진(Self Oscillation) 방식을 사용하여 별도의 제어 IC가 필요 없으므로, 회로구성이 대단히 간단하고, 저가격의 전원 회로를 만들 수 있다. 또한 다이오드들의 전압 스트레스가 감소하여 저가격 고성능의 고압 변환장치 구현이 가능하다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고, 타당성을 Simulation 및 실험을 통하여 검증한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 낮은 입력 DC 전압에서 높은 음의 DC 전압을 출력하는 높은 전환 비의 극성 반전 형 자려 발진 DC/DC Converter 에 관한 것으로써, 기존의 극성 반전 형 DC/DC 컨버터 회로와 비교하여, 고압 변환 트랜스포머 대신에 인덕터를 사용할 수 있어, 자기 소자의 부피 및 크기는 물론 원가저감이 가능하다. 또한 자려 발진(Self Oscillation) 방식을 사용하여 별도의 제어 IC 가 필요 없으므로, 회로구성이 대단히 간단하고, 저가격의 전원 회로를 만들 수 있다.
  • 에서 보는 바와 같이 고압의 트랜스포머를 사용한 Ringing Choke Converter(RCC)에 2차 측에는 승압의 효과를 높이기 위한 Voltage Multiplier(전압 체배기)를 사용하게 된다. 본 논문인 고전압 변환 비의 자려 발진 DC/DC 컨버터에서는 승압의 효과를 위해서 그림2.에서 보는 바와 같이 다이오드 2개와 캐패시터 2개를 사용한 Voltage Multi Cell을 사용하게 되는데, Voltage Multiplier와 Voltage Multi Cell을 비교하면서 제안회로의 효과를 설명하도록 하겠다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Ringing Choke Converter 방식의 장점은? 또한, 전압 체배기 회로를 적용함으로써 높은 출력 전압 조건하에서도 비교적 낮은 내압의 다이오드 및캐패시터들을 선정하여 적용할 수 있게 된다. 전압 체배기를 적용한 Ringing Choke Converter 방식은 비교적 적은 소자 수로 구성되고 회로 구조가 간단하여, 수 W 급의 낮은 전력 용량의 고압 전원 장치에 널리 사용되고 있다.
고압 전원장치를 위한 종래의 회로 구성은어떠한가? 은 종래의 고압 전원 장치를 위한 극성 반전 형 DC/DC 컨버터 회로의 블록도를 나타낸다. 종래의 회로는 반도체 스위치 하나와 고압 변환 트랜스포머 하나에 다수의 다이오드와 캐패시터로 전력단이 구성되어 있으며, 이른바 Ringing Choke Converter [1]의 회로 구조에 전압 체배기(Voltage Multiplier) 회로[2]를 적용한 구조이다. Ringing Choke Converter 를 사용함으로써, 별도의 제어 IC가 필요하지 않으므로 회로구성이 간단한 저가격의 전원 회로를 만들 수 있다.
Ringing Choke Converter 방식의 단점은? 하지만, 고압 트랜스포머를 사용함으로써 자기 소자의 부피 및 크기가 커지게 되고, 높은 턴 비로 인한 2차 측의 포유용량 캐패시턴스가 1차 측에 크게 보여 설계상의 어려움이 있으며, 전압 체배기를 구성하는 다이오드와 캐패시터의 전압 스트레스가 커져, 고 내압의 소자를 적용해야 하므로, 고압 전원 장치의 소형화와 경량화 그리고 원가 저감에 장애 요소가 된다.
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