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KR101434497B1 - An apparatus and a method for power conversion - Google Patents

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KR101434497B1
KR101434497B1 KR1020120131170A KR20120131170A KR101434497B1 KR 101434497 B1 KR101434497 B1 KR 101434497B1 KR 1020120131170 A KR1020120131170 A KR 1020120131170A KR 20120131170 A KR20120131170 A KR 20120131170A KR 101434497 B1 KR101434497 B1 KR 101434497B1
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서기봉
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주식회사 동아일렉콤
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Abstract

본 발명은 동기 정류 기능을 갖는 전력 변환 장치에 있어서 출력 특성에 따라 제어 신호의 주파수와 펄스 폭을 동시에 변경하여 스위칭 손실이 적고 고효율 운전이 가능한 전력 변환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power conversion apparatus having a synchronous rectification function and simultaneously changing a frequency and a pulse width of a control signal according to an output characteristic so that switching loss is small and high efficiency operation is possible.

Description

전력 변환 장치 및 방법{AN APPARATUS AND A METHOD FOR POWER CONVERSION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power conversion apparatus,

본 발명은 동기 정류 기능을 갖는 전력 변환 장치에 있어서 출력 특성에 따라 제어 신호의 주파수와 펄스 폭을 동시에 변경하여 스위칭 손실이 적고 고효율 운전이 가능한 전력 변환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power conversion apparatus having a synchronous rectification function and simultaneously changing a frequency and a pulse width of a control signal according to an output characteristic so that switching loss is small and high efficiency operation is possible.

먼저, 본 발명에 관한 선행 문헌으로는 다음을 들 수 있다.First, the prior art related to the present invention is as follows.

- 대한민국 공개특허공보 제 2012-0035911 호- Korean Patent Publication No. 2012-0035911

- 대한민국 공개특허공보 제 2012-0072800 호
- Korean Patent Publication No. 2012-0072800

DC-DC 컨버터의 스위칭 제어 방식에는 제어 신호의 주파수를 조정하는 펄스 주파수 변조 (PFM; Pulse Frequency Modulation) 와 제어 신호의 폭을 조정하는 펄스 폭 변조 (PWM; Pulse Width Modulation) 가 있고, 그 정류 방식은 다이오드 정류 방식과 스위치를 사용한 동기 정류 방식을 사용한다.The switching control method of the DC-DC converter includes pulse frequency modulation (PFM) for adjusting the frequency of the control signal and pulse width modulation (PWM) for adjusting the width of the control signal. Uses a diode rectification method and a synchronous rectification method using a switch.

절연형 DC/DC 컨버터에서는 주로 펄스 폭 변조 방식을 사용하지만 펄스 주파수 변조 방식은 효율 향상을 위해 공진 특성을 이용한 소프트 스위칭(Soft-Switching)에 많이 사용한다.In the isolated DC / DC converter, the pulse width modulation method is mainly used. However, the pulse frequency modulation method is widely used for the soft switching using the resonance characteristic in order to improve the efficiency.

종래에는 펄스 주파수 변조 방식의 문제점을 해결하기 위하여 부하와 출력 전압 등의 조건에 따라 펄스 주파수 변조와 펄스 폭 변조를 전환하는 방식이 사용되었다.Conventionally, in order to solve the problem of the pulse frequency modulation method, a method of switching the pulse frequency modulation and the pulse width modulation according to the conditions such as the load and the output voltage has been used.

이와 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제 2012-0035911 호에서는, 부하 조건에 따라 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 를 천이하는 방법을 개시하고 있고, 대한민국 공개특허공보 제 2012-0072800 호에서는, 단락이 발생하는 경우, 펄스 주파수 변조 (PFM) 에서 펄스 폭 변조 (PWM) 로 전환하는 방법이 개시되어 있다.In this connection, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0035911 discloses a method of changing the pulse frequency modulation (PFM) and the pulse width modulation (PWM) according to the load condition, and Korean Patent Publication No. 2012-0072800 Discloses a method of switching from pulse frequency modulation (PFM) to pulse width modulation (PWM) when a short circuit occurs.

그런데, 공진 특성을 이용한 펄스 주파수 변조 방식은 주변 부품 및 설계상의 이유로 효율적으로 사용 가능한 스위칭 주파수의 한계가 발생한다.However, the pulse frequency modulation method using the resonance characteristics has a limitation on the switching frequency that can be efficiently used for peripheral components and design reasons.

펄스 주파수 변조에서는 경부하 또는 낮은 출력 전압으로 제어하기 위하여 전압 이득이 낮은 고주파 대역으로 스위칭 주파수를 제어하는데, 고주파 대역에서는 스위칭 주파수를 크게 증가시키더라도 전압 이득이 크게 낮아지지 않아 출력 전압을 제어함에 있어 한계가 발생하는 문제가 있었다.In pulse frequency modulation, the switching frequency is controlled to a high frequency band where the voltage gain is low to control the output voltage under light load or low. In the high frequency band, the voltage gain is not significantly lowered even if the switching frequency is greatly increased. There was a problem that limitations occurred.

또한, 펄스 주파수 변조에서는 펄스 폭을 고정한 상태에서 주파수를 가변하여 전력 변환을 수행하는데, 이 때 DC 링크 전압에 실려 있는 저주파 리플 (ripple) 성분이 변압기의 권선비에 의해 2차 코일 측에 그대로 전달되는 문제를 가지고 있다. 종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해 커패시터 용량 증대 또는 LC 필터를 추가로 사용하나, 이러한 경우, 부피가 증가하고 회로가 복잡해져 원가가 상승하고 소형화가 어려운 문제가 있었다.In the pulse frequency modulation, the frequency is varied to change the power while the pulse width is fixed. At this time, the low-frequency ripple component carried on the DC link voltage is directly transmitted to the secondary coil side by the winding ratio of the transformer I have a problem. Conventionally, in order to solve such a problem, a capacitor capacity increase or an LC filter is additionally used. However, in this case, there is a problem that the volume increases and the circuit becomes complicated, and the cost increases and miniaturization becomes difficult.

한편, 절연형 DC-DC 컨버터의 2차 정류부에서는 일반적으로 다이오드 정류 방식을 사용하였으나, 다이오드 정류 방식은 순방향 전압 손실에 의한 전력 손실이 매우 커서, 최근 회로의 고속화에 따른 고효율, 소형화에 대응하지 못하는 문제가 있었다. 이에 따라, 전원의 고효율화를 위하여 동기 정류 방식을 사용하게 되었는데, 이는 순방향 손실이 큰 다이오드 대신 작은 저항의 파워 스위칭 소자를 사용하여, 이들의 스위칭을 동기시켜 정류하는 방식이다.On the other hand, in the secondary rectification part of the isolated DC-DC converter, a diode rectification method is generally used. However, in the diode rectification method, power loss due to forward voltage loss is very large, There was a problem. Accordingly, a synchronous rectification method has been used for the high efficiency of the power source. This is a method of rectifying the switching of the power by using a small-resistance power switching element instead of a diode having a large forward loss.

이러한 동기 정류 방식에 있어서, 절연형 DC-DC 컨버터의 변압기의 1차 스위칭부와 2차 정류부 스위치들의 스위칭 주파수 및 펄스 폭을 동일하게 사용하는데, 특히, 고주파에서 동작 시 Dead time이 부족하거나 제어 상의 지연 (delay) 이 발생하는 경우 스위칭 소자가 파손되는 문제점이 있다. LLC 공진 컨버터의 경우, 스위칭 주파수가 공진 주파수보다 낮으면 공진 전류에 의한 2차 역전류에 의해 스위칭 소자가 파손되는 문제도 있다.In this synchronous rectification method, the switching frequency and the pulse width of the primary switching unit and the secondary rectifying unit of the transformer of the isolated DC-DC converter are used equally. Particularly, when operating at a high frequency, There is a problem that the switching element is broken when a delay occurs. In the LLC resonant converter, if the switching frequency is lower than the resonant frequency, there is a problem that the switching element is damaged by the secondary reverse current due to the resonant current.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하여, 넓은 출력 전압 가변 범위와 넓은 부하 범위에서 원하는 목표 전압과 전류를 안정적으로 출력할 수 있는 전력 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power conversion apparatus capable of reliably outputting a desired target voltage and current over a wide output voltage variable range and a wide load range by solving the problems as described above.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 를 동시에 사용하여 전압 이득을 조절한다. 이로써, 경부하 또는 낮은 출력 전압 조건에서도 원하는 목표 전압을 능동적으로 제어할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention adjusts a voltage gain by using pulse frequency modulation (PFM) and pulse width modulation (PWM) simultaneously. This makes it possible to actively control the desired target voltage under light load or low output voltage conditions.

또한, 본 발명은, 스위칭 전 구간에서 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 를 동시에 사용한다. 이에 따라, 추가적인 커패시터 용량 증대 또는 LC 필터를 추가로 사용하지 않고도 DC 링크 전압에 실려 있는 저주파 노이즈가 변압기의 2차측에 그대로 전달되는 문제를 해결할 수 있다.Further, the present invention uses both pulse frequency modulation (PFM) and pulse width modulation (PWM) in the entire switching period. Thus, it is possible to solve the problem that the low frequency noise carried on the DC link voltage is directly transmitted to the secondary side of the transformer without using an additional capacitor capacity increase or an LC filter.

그리고, 본 발명은, 2차측 동기 정류에 있어서 1차측과 스위칭 주파수는 동일하지만 2차측의 펄스 폭을 작거나 같게 제어한다. 이로써, 부품의 파손을 방지하여 신뢰성을 확보할 수 있다.In the present invention, the secondary side synchronous rectification controls the pulse width of the secondary side to be equal to or smaller than the switching frequency of the primary side. Thus, breakage of parts can be prevented and reliability can be ensured.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 장치는, 입력 전원을 소정의 출력 전압으로 변환하는 전력 변환부로서, 변압기의 1차 측에 접속되는 스위칭부와 상기 변압기의 2차 측에 접속되는 정류부를 구비하는, 상기 전력 변환부; 및 상기 스위칭부의 스위치 및 상기 정류부의 스위치를 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력하고, 상기 출력 전압이 피드백 (feedback) 으로 입력되며, 출력 전류를 감지하는, 제어부를 포함하고, 상기 제어 신호의 주파수와 펄스 폭은 동시에 변경될 수 있다.A power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention includes a switching unit connected to a primary side of a transformer and a rectifying unit connected to a secondary side of the transformer, The power conversion unit comprising: And a control unit for generating and outputting a control signal for controlling the switch of the switching unit and the switch of the rectifying unit and receiving the output voltage as feedback and sensing an output current, The pulse width can be changed at the same time.

일 실시예에 의하면, 스위칭부의 스위치는 제 1 제어 신호에 의해 제어되고, 정류부의 스위치는 제 2 제어 신호에 의해 제어될 수 있다.According to one embodiment, the switch of the switching section is controlled by the first control signal, and the switch of the rectifying section is controlled by the second control signal.

일 실시예에 의하면, 제 1 제어 신호와 제 2 제어 신호는 서로, 주파수는 동일하고, 펄스 폭은 상이할 수 있고, 특히, 제 2 제어 신호의 펄스 폭은 제 1 제어 신호의 펄스 폭 이하일 수 있다.According to an embodiment, the first control signal and the second control signal may be the same in frequency and the pulse width may be different from each other, and in particular, the pulse width of the second control signal may be equal to or shorter than the pulse width of the first control signal have.

일 실시예에 의하면, 제어부는 디지털 제어기, 즉, DSP나 MICOM이 될 수 있고, 전력 변환부는 플라이백 (Flyback), 포워드 (Forward), 푸쉬-풀 (Push-Pull), 하프-브릿지 (Half-Bridge), 및 풀-브릿지 (Full-Bridge) 중 어느 한 종류의 DC-DC 컨버터일 수 있으며, 정류부는 동기 정류기일 수 있고, 전력 변환부 내의 스위치들은 전력 손실이 적은 스위치일 수 있다.According to one embodiment, the control unit may be a digital controller, i.e., a DSP or a MICOM, and the power conversion unit may be a flyback, a forward, a push-pull, a half- Bridge, and Full-Bridge, and the rectification part may be a synchronous rectifier, and the switches in the power conversion part may be switches with little power loss.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환 방법은, 입력 전원을 소정의 출력 전압으로 변환하는 단계로서, 변압기의 1차 측에 서 스위칭하는 단계와 상기 변압기의 2차 측에서 정류하는 단계를 구비하는, 상기 변환하는 단계; 상기 스위칭하는 단계의 스위칭 및 상기 정류하는 단계의 스위칭을 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력하는 단계; 및 상기 제어 신호를 생성하기 위해 상기 출력 전압을 피드백 (feedback) 하고 출력 전류를 감지하는 단계를 포함하고, 상기 제어 신호의 주파수와 펄스 폭은 동시에 변경될 수 있다.A power conversion method according to an embodiment of the present invention includes the steps of converting an input power source to a predetermined output voltage and switching at a primary side of a transformer and rectifying at a secondary side of the transformer , The converting step; Generating and outputting a control signal for controlling switching of the switching step and switching of the rectifying step; And feedbacking the output voltage and sensing an output current to generate the control signal, wherein the frequency and the pulse width of the control signal can be changed at the same time.

일 실시예에 의하면, 스위칭하는 단계의 스위칭은 제 1 제어 신호에 의해 제어되고, 정류하는 단계의 스위칭은 제 2 제어 신호에 의해 제어될 수 있다.According to one embodiment, the switching of the switching step is controlled by the first control signal, and the switching of the step of rectifying can be controlled by the second control signal.

일 실시예에 의하면, 스위칭하는 단계의 제 1 제어 신호와 정류하는 단계의 제 2 제어 신호는 서로, 주파수는 동일하고, 펄스 폭은 상이할 수 있고, 특히, 제 2 제어 신호의 펄스 폭은 제 1 제어 신호의 펄스 폭 이하일 수 있다.According to an embodiment, the first control signal of the switching step and the second control signal of the rectifying step may be the same in frequency and different in pulse width, and in particular, the pulse width of the second control signal may be 1 pulse width of the control signal.

일 실시예에 의하면, 제어 신호는 디지털 제어기, 즉, DSP나 MICOM에 의해 생성될 수 있고, 변환하는 단계는 플라이백 (Flyback), 포워드 (Forward), 푸쉬-풀 (Push-Pull), 하프-브릿지 (Half-Bridge), 및 풀-브릿지 (Full-Bridge) 중 어느 한 종류의 DC-DC 컨버터에 의해 변환할 수 있으며, 정류하는 단계는 동기 정류 방식으로 정류하는 것일 수 있으며, 스위칭에 이용되는 스위치들은 전력 손실이 적은 스위치일 수 있다.According to one embodiment, the control signal may be generated by a digital controller, i. E., A DSP or MICOM, and the step of converting may be a flyback, a forward, a push- A DC-DC converter of any one of a bridge, a half bridge and a full-bridge, and the step of rectifying may be a rectification by a synchronous rectification method, The switches may be switches with low power loss.

본 발명에서 개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The technique disclosed in the present invention can have the following effects. It is to be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, as it is not meant to imply that a particular embodiment should include all of the following effects or only the following effects.

일 실시예에 따른 본 발명은, 펄스 주파수 변조와 펄스 폭 변조를 동시에 사용하여, 전 부하에서 출력의 동작 조건에 상관없이 안정된 범위로 작동할 수 있다.The present invention according to one embodiment can operate in a stable range regardless of the operating conditions of the output at full load, using pulse frequency modulation and pulse width modulation at the same time.

또한, 본 발명은, 동기 정류기를 구비하여 소프트 스위칭 기술을 사용하기 때문에 스위칭 손실이 적어 고효율 운전이 가능하며, 전압과 전류 정보를 모두 이용하여 펄스 주파수 변조와 펄스 폭 변조 방식을 동시에 사용함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the present invention employs a soft switching technique using a synchronous rectifier, it is possible to operate at a high efficiency with a small switching loss. By using pulse voltage modulation and pulse width modulation using both voltage and current information, Reliability can be improved.

그리고, 본 발명은, 넓은 출력 전압 가변 범위와 넓은 부하 범위에서 원하는 목표 전압과 전류를 안정적으로 조절할 수 있다. 또한 동기 정류부의 듀티 (duty) 를 1차 펄스 폭보다 같거나 작게 제어함으로써 동작에 있어서 파손 등의 위험을 제거하여 제품의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.And, the present invention can stably adjust a desired target voltage and current in a wide output voltage variable range and a wide load range. Further, by controlling the duty of the synchronous rectification section to be equal to or smaller than the primary pulse width, there is an effect that the risk of breakage or the like in operation can be eliminated and the stability of the product can be ensured.

도 1은 공진 컨버터에서 부하 변화에 따른 주파수에 대한 전압 이득 특성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LLC 공진 컨버터의 회로도이다.
1 shows voltage gain characteristics with respect to a frequency according to a load change in a resonant converter.
2 is a circuit diagram of an LLC resonant converter according to an embodiment of the present invention.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may take place differently from the stated order unless explicitly stated in a specific order in the context. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

일반적으로 LLC 공진 컨버터는 출력 전압을 제어하기 위하여 펄스 주파수 변조 (PFM; Pulse Frequency Modulation) 를 사용한다. 이 때, 주변 부품 및 설계 상의 이유로, 효율적으로 사용 가능한 스위칭 주파수의 한계가 발생한다. 이에 관하여, 이하에서 도 1을 참조하여 설명한다.In general, the LLC resonant converter uses pulse frequency modulation (PFM) to control the output voltage. At this time, due to peripheral components and design reasons, there is a limitation of the usable switching frequency. This will be described below with reference to Fig.

도 1은 공진 컨버터에서 부하 변화에 따른 주파수에 대한 전압 이득 특성을 나타낸다.1 shows voltage gain characteristics with respect to a frequency according to a load change in a resonant converter.

도 1에 나타낸 바와 같이, 스위칭 주파수 (fs) 가 감소하면 전압 이득은 증가하고, 스위칭 주파수 (fs) 가 증가하면 전압 이득은 감소한다. 또한, 부하가 작으면 스위칭 주파수가 증가하여 전압 이득이 감소하고 부하가 크면 스위칭 주파수가 감소하여 전압이득은 증가한다. 특히, 부하가 작거나 또는 낮은 출력 전압으로 제어하고자 하는 경우, 전압 이득이 낮은 고주파 대역의 스위칭 주파수를 사용한다.As it is shown in Figure 1, if you decrease the switching frequency (f s) increases the voltage gain and increasing the switching frequency (f s) a voltage gain is reduced. Also, if the load is small, the switching frequency increases and the voltage gain decreases. When the load is large, the switching frequency decreases and the voltage gain increases. In particular, when the load is controlled to a low or low output voltage, a high frequency band switching frequency having a low voltage gain is used.

그러나, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고주파 대역에서, 즉, 도 1에서 스위칭 주파수가 큰 경우, 주파수에 대한 전압 이득 특성 곡선의 기울기가 감소한다. 따라서, 부하가 작거나 또는 낮은 출력 전압으로 제어하고자 하는 경우, 스위칭 주파수의 증가에 따른 전압 이득 감소의 폭이 작기 때문에, 스위칭 주파수를 크게 증가시켜도 전압 이득은 크게 감소하지 않으므로, 출력 전압을 제어함에 있어 전압이 제어되지 않는 한계가 발생하게 된다.However, as shown in Fig. 1, in the high frequency band, that is, when the switching frequency is large in Fig. 1, the slope of the voltage gain characteristic curve with respect to the frequency decreases. Therefore, when the load is controlled to a low or low output voltage, the voltage gain is not greatly reduced even if the switching frequency is greatly increased, because the width of the voltage gain decreases with the increase of the switching frequency. So that the voltage can not be controlled.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 공진 컨버터는, 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 을 동시에 사용하여 전압 이득을 조절할 수 있도록 하였다. 이로써, 부하가 작거나 또는 낮은 출력 전압조건이라도, 원하는 목표 전압의 출력을 능동적으로 제어할 수 있다.In order to solve such a problem, the resonance converter according to the embodiment of the present invention can control the voltage gain by using pulse frequency modulation (PFM) and pulse width modulation (PWM) simultaneously. As a result, the output of the desired target voltage can be actively controlled even under a low or low output voltage condition.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LLC 공진 컨버터의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an LLC resonant converter according to an embodiment of the present invention.

도 2에서, 변압기 (TX1) 의 1차 코일 측에는 LLC 공진 탱크 (Lm, LR, CR) 를 포함하는 스위칭부 (101) 가 연결되고, 스위치 (Q1, Q2) 가 제어부 (103) 의 제어 신호에 의해 스위칭된다. 또한, 변압기 (TX1) 의 2차 코일 측에는 동기 정류부 (102) 가 연결된다.2, the switching unit 101 including the LLC resonant tanks L m , L R , and C R is connected to the primary coil side of the transformer TX 1 and the switches Q 1 and Q 2 are connected to the primary coil side of the transformer TX 1. And is switched by a control signal. A synchronous rectification part 102 is connected to the secondary coil side of the transformer TX1.

도 2의 본 발명의 일 실시예에 따른 LLC 공진 컨버터는, 전력 변환을 위한 스위칭 소자로서 스위치 (Q1, Q2, Q3, Q4) 를 사용하며, 이들 스위치의 게이트 신호를 조정하여 스위칭한다.The LLC resonant converter according to the embodiment of FIG. 2 uses switches Q1, Q2, Q3, and Q4 as switching elements for power conversion, and switches and regulates the gate signals of these switches.

도 2에서, 전력 변환을 위한 스위칭 소자로 사용된 스위치 (Q1, Q2, Q3, Q4) 의 게이트 신호를 제어하기 위한 제어 신호를 제어부에서 생성하여 출력하고, 동시에 출력 전압 (Vout) 이 제어부로 피드백 (feedback) 되어 입력되며, 출력 전류가 감지된다. 2, a control signal for controlling the gate signals of the switches Q1, Q2, Q3 and Q4 used as switching elements for power conversion is generated and outputted by the control unit, and at the same time, the output voltage Vout is fed back to the control unit and the output current is sensed.

본 발명은, 이러한 스위칭 소자에 대한 제어 신호의 생성에 있어, 종래 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 를 부하나 출력 조건에 따라 전환하던 방법 대신, 이들 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 를 동시에 사용하는 것이다. 이에 따라, 상기 스위칭 소자에 대한 제어 신호의 주파수와 펄스 폭을 동시에 변경하는 것이다.The present invention is not limited to the conventional method of switching the pulse frequency modulation (PFM) and the pulse width modulation (PWM) according to the output condition in the generation of the control signal for such a switching element, Pulse width modulation (PWM). Accordingly, the frequency and the pulse width of the control signal for the switching element are simultaneously changed.

다만, 이와 같이 스위칭 소자에 대한 제어 신호의 주파수와 펄스 폭을 동시에 변경하고자 하는 경우, 비선형성으로 인하여 제어 신호의 주파수와 펄스 폭을 설정하는 것이 어렵기 때문에, 종래에는, 제어 신호의 펄스 폭을 그대로 둔 채 주파수만을 변경하거나, 제어 신호의 주파수를 고정하고 펄스 폭만을 변경하는 방법이 사용되었던 것이다.However, in the case where the frequency and the pulse width of the control signal for the switching element are changed at the same time, it is difficult to set the frequency and the pulse width of the control signal due to the non-linearity. A method of changing only the frequency while keeping it as it is, or fixing the frequency of the control signal and changing only the pulse width was used.

그러나, 본 발명에 따른 일 실시예에서는 도 1에 나타낸 바와 같은 전압 이득 곡선의 기울기를 고려하여 이러한 기울기의 변화에 따라 제어 신호의 주파수와 펄스 폭을 설정하여 이를 부하와 출력 조건에 따라 동시에 변경한다.However, in the embodiment of the present invention, the frequency and the pulse width of the control signal are set according to the slope of the voltage gain curve as shown in FIG. 1, and are simultaneously changed according to the load and the output condition .

한편, 펄스 주파수 변조 (PFM) 는 펄스 폭을 고정한 상태로 주파수를 가변하는 방식으로서, 입력단의 DC 링크 전압에 실려 있는 저주파 리플 (ripple) 성분이 변압기의 권선비에 따라 변압기의 2차 측 전압에 그대로 전달되는 문제를 가지고 있다.On the other hand, the pulse frequency modulation (PFM) is a method of varying the frequency with the pulse width fixed, in which a low-frequency ripple component loaded on the DC link voltage of the input terminal is directly connected to the secondary voltage of the transformer according to the winding ratio of the transformer It has a problem to be delivered.

즉, 도 2를 참조하면, 펄스 주파수 변조 (PFM) 방식에서는 입력 전압 (Vin) 에 저주파 리플 성분이 포함되어 있고, 이러한 저주파 리플 성분은 변압기 (TX1) 의 권선비에 따라 변압기 (TX1) 의 2차 코일 측 전압에 그대로 전달되는 문제가 발생한다.2, in the pulse frequency modulation (PFM) method, a low-frequency ripple component is included in the input voltage Vin, and the low-frequency ripple component of the low- There is a problem that the voltage is directly transmitted to the coil side voltage.

종래에는, 이러한 문제를 해결하기 위하여 커패시터 용량 증대 또는 LC 필터를 추가로 사용하였으나, 본 발명의 일 실시예에서는 도 1의 전압 이득 곡선에서 스위칭 주파수에 관계 없이 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 를 동시에 사용한다. 이로써, 종래에 사용하던 방법인 커패시터 용량 증대 또는 LC 필터의 추가 없이도 이러한 저주파 리플 성분이 전달되는 문제를 해결할 수 있다.Conventionally, in order to solve such a problem, a capacitor capacity increase or an LC filter is additionally used. However, in an embodiment of the present invention, pulse frequency modulation (PFM) and pulse width modulation (PWM) at the same time. Thus, it is possible to solve the problem that such a low frequency ripple component is transmitted without increasing the capacitor capacity or adding the LC filter, which is conventionally used.

한편, 절연형 DC-DC 컨버터의 2차 정류부에서 정류 방식으로서 기존의 다이오드 방식 대신 효율이 높은 동기 정류 방식을 사용하는데, 이는 저저항의 전력 손실이 적은 스위치를 스위칭 소자로 사용하고, 이들 스위칭 소자를 동기시켜 교대로 턴-온 (Turn-on) / 턴-오프 (Turn-off) 하도록 하는 것이다.On the other hand, in the secondary rectification part of the isolated DC-DC converter, a synchronous rectification method with high efficiency is used instead of the conventional diode method as a rectification method. This uses a switch with low power loss with low resistance as a switching element, (Turn-on) / turn-off (turn-off) alternately.

이러한 동기 정류 방식을 사용함에 있어, 소프트 스위칭 (Soft Switching) 기술이 사용되는데, 이는 통상의 스위칭 (하드 스위칭) 에서 스위칭 제어 신호가 이상적인 구형파가 아닌 무너진 사다리형이기 때문에 온/오프가 반복될 때 스위칭 제어 신호의 파형의 일부가 겹쳐져 스위칭 손실이 발생하는 것에 대하여, 소프트 스위칭은 이러한 스위칭 제어 신호가 겹쳐지지 않도록 하는 것이다.In this synchronous rectification method, a soft switching technique is used. In the normal switching (hard switching), since the switching control signal is not an ideal rectangular wave but a collapsed ladder type, A part of the waveform of the control signal overlaps to generate a switching loss, whereas the soft switching prevents such switching control signals from overlapping.

본 발명에 따른 일 실시예에서는, 도 2에서 정류부 (102) 에 해당하는 스위치 (Q3, Q4) 를 이용하여 스위칭하는 동기 정류 방식이 사용된다.In an embodiment according to the present invention, a synchronous rectification system for switching by using the switches Q3 and Q4 corresponding to the rectifying unit 102 in Fig. 2 is used.

이러한 동기 정류 방식에 있어서, 절연형 DC-DC 컨버터의 변압기의 1차 스위칭부와 2차 정류부 스위치들의 스위칭 주파수 및 펄스 폭을 동일하게 사용하는데, 특히, 고주파에서 동작시 데드 타임 (Dead time) 이 부족하거나 제어 상의 지연 (delay) 이 발생하는 경우 스위칭 소자가 파손되는 문제점이 있다. LLC 공진 컨버터의 경우, 스위칭 주파수가 공진 주파수보다 낮으면 공진 전류에 의한 2차 역전류에 의해 스위칭 소자가 파손되는 문제도 발생한다.In such a synchronous rectification method, the switching frequency and the pulse width of the primary switching unit and the secondary rectifying unit switches of the transformer of the isolated DC-DC converter are the same. Particularly, in case of operating at a high frequency, dead time There arises a problem that the switching element is broken when a shortage or a delay in control occurs. In the LLC resonant converter, if the switching frequency is lower than the resonant frequency, the switching element may be damaged due to the secondary reverse current due to the resonant current.

이에 대하여, 본 발명에 따른 일 실시예에서는, 도 2를 참조하면, 변압기의 1차 스위칭부의 스위치 (Q1, Q2) 와 2차 정류부의 스위치 (Q3, Q4) 에 대한, 스위칭 제어 신호의, 스위칭 주파수는 동일하게 하나, 그 펄스 폭을 상이하게 한다.Referring to FIG. 2, in an embodiment according to the present invention, switching of switching control signals for the switches Q1 and Q2 of the primary switching unit of the transformer and the switches Q3 and Q4 of the secondary rectifying unit, The frequencies are the same, but their pulse widths are different.

특히, 변압기의 1차 스위칭부의 스위치 (Q1, Q2) 와 2차 정류부의 스위치 (Q3, Q4) 에 대한 스위칭 제어 신호의, 스위칭 주파수를 동일하게 하면서, 2차 정류부의 스위치 (Q3, Q4) 에 대한 스위칭 제어 신호의 펄스 폭을, 1차 스위칭부의 스위치 (Q1, Q2) 에 대한 스위칭 제어 신호의 펄스 폭에 비해, 작거나 같게 한다. 즉, 2차 정류부의 스위칭 신호의 듀티 (duty) 를 1차 스위칭부의 스위칭 신호의 듀티보다 작거나 같게 하는 것이다. 이로써, 고주파에서 동작시 데드 타임 (Dead time) 이 부족하거나 제어 상의 지연 (delay) 이 발생하는 경우 스위칭 소자가 파손되는 문제를 해결하고, 스위칭 주파수가 공진 주파수보다 작은 경우에 공진 전류에 의한 2차 역전류에 의해 발생할 수 있는 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있다.Particularly, the switching control signals for the switches Q1 and Q2 of the primary switching unit of the transformer and the switching control signals for the switches Q3 and Q4 of the secondary rectifying unit are made equal to the switching frequency of the switches Q3 and Q4 of the secondary rectifying unit The pulse width of the switching control signal for the first switching unit is made smaller or equal to the pulse width of the switching control signal for the switches Q1 and Q2 of the primary switching unit. That is, the duty of the switching signal of the secondary rectification part is made smaller than or equal to the duty of the switching signal of the primary switching part. This solves the problem that the switching element is broken when the dead time is short or the control delay occurs when operating at a high frequency and when the switching frequency is smaller than the resonance frequency, It is possible to prevent breakage of the switching element which may be caused by reverse current.

이와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 LLC 공진 컨버터에서 동기 정류에 사용되는 스위칭 소자의 스위칭 주파수가 공진 주파수보다 작은 경우에, 펄스 주파수 변조 (PFM) 와 펄스 폭 변조 (PWM) 를 동시에 사용하고, 동기 정류에 사용되는 스위치들의 펄스 폭을 더 작거나 같게 함으로써, 부품의 파손을 방지하여 신뢰성을 확보할 수 있다.As described above, when the switching frequency of the switching element used in the synchronous rectification in the LLC resonant converter according to the embodiment of the present invention is smaller than the resonant frequency, pulse frequency modulation (PFM) and pulse width modulation (PWM) By making the pulse width of the switches used for the synchronous rectification smaller or equal, it is possible to prevent the parts from being damaged and ensure the reliability.

한편, 본 발명에 따른 일 실시예의 LLC 공진 컨버터는 변압기를 사용한 절연형 DC-DC 컨버터로서, 구체적으로, 절연형 DC-DC 컨버터인, 플라이백 (Flyback), 포워드 (Forward), 푸쉬-풀 (Push-Pull), 하프-브릿지 (Half-Bridge), 및 풀-브릿지 (Full-Bridge) 중 어느 한 종류일 수 있다.Meanwhile, the LLC resonant converter according to an embodiment of the present invention is an isolated DC-DC converter using a transformer. Specifically, the LLC resonant converter is an isolated DC-DC converter such as a flyback, a forward, Push-Pull, Half-Bridge, and Full-Bridge.

상기에서는 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill 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 following claims. It will be understood.

100: 전력 변환 장치
101: 스위칭부
102: 정류부
103: 제어부
100: power converter
101:
102: rectification part
103:

Claims (14)

전력 변환 장치로서,
입력 전원을 소정의 출력 전압으로 변환하는 전력 변환부로서, 변압기의 1차 측에 접속되는 스위칭부와 상기 변압기의 2차 측에 접속되는 정류부를 구비하는, 상기 전력 변환부; 및
상기 스위칭부의 스위치 및 상기 정류부의 스위치를 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력하고, 상기 출력 전압이 피드백 (feedback) 으로 입력되며, 출력 전류를 감지하는, 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 펄스 주파수 변조 (Pulse Frequency Modulation; PFM) 와 펄스 폭 변조 (Pulse Width Modulation; PWM) 를 동시에 사용하고,
상기 제어 신호의 주파수와 펄스 폭은 동시에 변경되고,
상기 스위칭부의 스위치는 제 1 제어 신호에 의해 제어되고,
상기 정류부의 스위치는 제 2 제어 신호에 의해 제어되고,
상기 전력 변환부는 DC-DC 컨버터이고,
상기 DC-DC 컨버터는 LLC 공진형 컨버터인, 전력 변환 장치.
1. A power conversion apparatus comprising:
A power conversion unit for converting input power to a predetermined output voltage, the power conversion unit including a switching unit connected to a primary side of a transformer and a rectifying unit connected to a secondary side of the transformer; And
And a control unit for generating and outputting a control signal for controlling the switch of the switching unit and the switch of the rectifying unit and receiving the output voltage as feedback and sensing an output current,
Wherein the controller uses a pulse frequency modulation (PFM) and a pulse width modulation (PWM) simultaneously,
The frequency and the pulse width of the control signal are simultaneously changed,
Wherein the switch of the switching unit is controlled by a first control signal,
The switch of the rectifying section is controlled by a second control signal,
Wherein the power converter is a DC-DC converter,
Wherein the DC-DC converter is an LLC resonant converter.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호와 상기 제 2 제어 신호는 서로, 주파수는 동일하고, 펄스 폭은 상이한, 전력 변환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first control signal and the second control signal are the same in frequency and different in pulse width from each other.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 제어 신호의 펄스 폭은 상기 제 1 제어 신호의 펄스 폭 이하인, 전력 변환 장치.
The method of claim 3,
Wherein a pulse width of the second control signal is equal to or less than a pulse width of the first control signal.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 디지털 제어기인, 전력 변환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit is a digital controller.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 변환부는, 하프-브릿지 (Half-Bridge), 및 풀-브릿지 (Full-Bridge) 중 어느 한 종류의 LLC 공진형 컨버터인, 전력 변환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the power conversion unit is an LLC resonant converter of any one of a half-bridge and a full-bridge.
제 1 항에 있어서,
상기 정류부는 동기 정류기인, 전력 변환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the rectifying unit is a synchronous rectifier.
전력 변환 방법으로서,
입력 전원을 소정의 출력 전압으로 변환하는 단계로서, 변압기의 1차 측에 서 스위칭하는 단계와 상기 변압기의 2차 측에서 정류하는 단계를 구비하는, 상기 변환하는 단계;
상기 스위칭하는 단계의 스위칭 및 상기 정류하는 단계의 스위칭을 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력하는 단계; 및
상기 제어 신호를 생성하기 위해 상기 출력 전압을 피드백 (feedback) 하고 출력 전류를 감지하는 단계를 포함하고,
상기 스위칭은 펄스 주파수 변조 (Pulse Frequency Modulation; PFM) 와 펄스 폭 변조 (Pulse Width Modulation; PWM) 를 동시에 사용하여 제어되고,
상기 제어 신호의 주파수와 펄스 폭은 동시에 변경되고,
상기 스위칭하는 단계의 스위칭은 제 1 제어 신호에 의해 제어되고,
상기 정류하는 단계의 스위칭은 제 2 제어 신호에 의해 제어되고,
상기 변환하는 단계는 DC-DC 컨버터에 의해 변환하고,
상기 DC-DC 컨버터는 LLC 공진형 컨버터인, 전력 변환 방법.
A power conversion method comprising:
Converting the input power to a predetermined output voltage, comprising the steps of: switching at the primary side of the transformer and rectifying at the secondary side of the transformer;
Generating and outputting a control signal for controlling switching of the switching step and switching of the rectifying step; And
Feedbacking the output voltage and sensing an output current to generate the control signal,
The switching is controlled by using both Pulse Frequency Modulation (PFM) and Pulse Width Modulation (PWM)
The frequency and the pulse width of the control signal are simultaneously changed,
Wherein the switching of the switching step is controlled by a first control signal,
The switching of the rectifying step is controlled by a second control signal,
Wherein the converting step is performed by a DC-DC converter,
Wherein the DC-DC converter is an LLC resonant converter.
삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호와 상기 제 2 제어 신호는 서로, 주파수는 동일하고, 펄스 폭은 상이한, 전력 변환 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the first control signal and the second control signal have the same frequency and different pulse widths from each other.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 제어 신호의 펄스 폭은 상기 제 1 제어 신호의 펄스 폭 이하인, 전력 변환 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein a pulse width of the second control signal is equal to or less than a pulse width of the first control signal.
제 8 항에 있어서,
상기 제어 신호는 디지털 제어기에 의해 생성되는, 전력 변환 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the control signal is generated by a digital controller.
제 8 항에 있어서,
상기 변환하는 단계는, 하프-브릿지 (Half-Bridge), 및 풀-브릿지 (Full-Bridge) 중 어느 한 종류의 LLC 공진형 컨버터에 의해 변환하는, 전력 변환 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the converting is performed by an LLC resonant converter of any one of a half-bridge and a full-bridge.
제 8 항에 있어서,
상기 정류하는 단계는 동기 정류 방식으로 정류하는, 전력 변환 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the step of rectifying is rectified in a synchronous rectification manner.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6504739B2 (en) 2001-05-18 2003-01-07 Astec International Limited Simple control circuit for synchronous rectifiers used in ZVS phase shifted full bridge converter
US20080055942A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 Delta Electronics, Inc. Resonance converter and synchronous rectification driving method thereof
US20110103097A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Delta Electronics Inc. Method and apparatus for regulating gain within a resonant converter
KR101066093B1 (en) 2009-09-16 2011-09-20 전남대학교산학협력단 Uninterruptible Power Supply with Two-Way Power Delivery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6504739B2 (en) 2001-05-18 2003-01-07 Astec International Limited Simple control circuit for synchronous rectifiers used in ZVS phase shifted full bridge converter
US20080055942A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 Delta Electronics, Inc. Resonance converter and synchronous rectification driving method thereof
KR101066093B1 (en) 2009-09-16 2011-09-20 전남대학교산학협력단 Uninterruptible Power Supply with Two-Way Power Delivery
US20110103097A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Delta Electronics Inc. Method and apparatus for regulating gain within a resonant converter

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