일반기술

절연형 디씨/디씨 전력변환기 및 이를 이용한 무정전전원공급 장치

* 구성 및 원리 본 기술은 DC/DC 전력변환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커패시터를 이용하여 고주파 인버터의 스위칭 손실을 저감시킬 수 있는 절연형 DC/DC 전력변환기 및 이를 이용한 무정전 전원공급 장치에 관한 것이다. 본 기술은 교류상용전원을 정류하여 출력하는 전원 입력단의 양 단자 사이에 직렬로 결합된 인덕터 및 제1스위치가 설치되고, 제1스위치의 양 단자 사이에 직렬로 결합된 다이오드 및 커패시터가 설치되고, 커패시터의 일 단자가 1차측 권선의 센터 탭에 접속되는 변압기가 설치되고, 변압기의 1차측 권선의 일측 탭과 커패시터의 타 단자 사이에 접속되는 제2스위치가 설치되고, 변압기의 1차측 권선의 일측 탭과 커패시터의 타 단자 사이에 접속되는 제3스위치가 설치되고, 변압기의 2차측 출력 단에 연결된 정류 회로가 설치된 구성으로 이루어진다. * 기술적 배경 반도체 스위치 소자를 이용한 전력 변환에 있어서 그 발전 방향은 소형 경량화와 고 효율화에 관심이 집중되고 있다. 이러한 측면에서 고주파 인버터와 고주파 변압기를 이용한 다양한 방법이 개발되어 소개되고 있다. 이러한 경우 직류 전압을 고주파 인버터를 이용하여 고주파 교류 전압으로 변환한 후, 고주파 변압기를 거쳐 다이오드로 정류시킴으로써 입력과 절연된 직류 전압을 얻는 구조가 대표적이라 할 수 있다. 변압기의 설계에 있어서 공통적으로 문제가 되는 것이 누설 인덕턴스이다. 이러한 누설 인덕턴스는 변압기의 구조상 발생하는 문제로 0으로 가져가는 것이 불가능하며 이 수치를 작게 하기 위한 많은 노력이 진행되고 있다.* 독창성 및 우수성 본 기술은 변압기에서 발생되는 누설 인덕턴스와 커패시터의 직렬 공진 현상을 이용하여 영전류 부근에서 스위치 소자의 스위칭이 가능하다는 점에서 기술적 독창성과 우수성이 있다고 할 수 있다.* 적용제품 및 관련시장 본 기술은 전력변환기 및 무정전 전원공급장치에 적용될 것이다. 전력변환기와 무정전 전원공급장치는 날로 시장이 확대되고 있는 실정이므로 시장 성공가능성도 높다고 판단된다. * 특징 및 장점 본 기술은 다음과 같은 특징 및 장점이 있다. 첫째, 변압기에서 발생되는 누설 인덕턴스와 커패시터의 직렬 공진 현상을 이용하여 영전류 부근에서 스위치 소자의 스위칭이 가능하여 전력 변환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 둘째, 교류상용전원으로부터 다이오드 정류기를 통해 출력된 직류 전압을 절연형 DC/DC 변환기의 입력으로 사용하는 경우 교류 입력 전류를 전원 전압과 동 위상의 정현파 전류 또는 임의의 전류 값으로 제어함으로써, 무정전 전원공급 장치의 역률을 개선할 수 있는 효과가 있다.