KR20220052454A

KR20220052454A - Converter

Info

Publication number: KR20220052454A
Application number: KR1020200136417A
Authority: KR
Inventors: 김경식; 이홍우; 김영진; 고길수
Original assignee: 김경식; 이홍우; 김영진; 고길수
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-04-28

Abstract

본 발명은, 전원단자(V_{in_VDD})와 접지단자(V_{in_GND})로 구성되는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고 전원단자(V_{out_VDD})와 접지단자(V_{out_GND})로 구성되는 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력하는 컨버터(100)로서, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 유도성소자(L)가 접속되어 있고, 상기 유도성소자(L)와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 제1 트랜지스터(Tr_1)가 접속되어 있으며, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)가 접속되어 있고, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 용량성소자(C1)가 순차적으로 접속되어 있는 컨버터에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 높은 승압 비를 갖는 고효율 컨버터를 제공할 수 있다.In the present invention, power is applied through an input port (V _in ) consisting of a power terminal (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (V _{in_GND} ), and an output port consisting of a power terminal (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (V _{out_GND} ) As a converter 100 for outputting a converted result value through (V _out ), between the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) The inductive element L is connected, the first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the input port V _in ), the variable resistor VR and the second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the input port V _in A first resistor R1, a second resistor R2, and a first capacitive element C1 are sequentially connected between the power terminal V _{in_VDD} and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out It's about converters. According to the present invention, it is possible to provide a high-efficiency converter having a high step-up ratio.

Description

converter {Converter}

본 발명은 컨버터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원단자(V_{in_VDD})와 접지단자(V_{in_GND})로 구성되는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고 전원단자(V_{out_VDD})와 접지단자(V_{out_GND})로 구성되는 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력하면서 높은 승압 비를 갖는 고효율 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a converter, and more _particularly _, a power supply terminal (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (V _{out_VDD} ) and a ground terminal ( It relates to a high-efficiency converter having a high step-up ratio while outputting a converted result value through an output port (V _out ) composed of V _{out_GND} ).

컨버터(converter)란, 어떤 전압의 전원에서 다른 전압의 전원으로 변환하는 전자회로 장치를 말하며, 넓은 뜻으로는 전동기와 발전기를 기계적으로 결합한 것도 포함될 수 있다. 이러한 컨버터는 전원의 승압이 필요한 거의 모든 전자기기 분야에서 활용되고 있다.The converter (converter) refers to an electronic circuit device that converts power of a certain voltage to power of another voltage, and in a broad sense, may include a mechanical combination of an electric motor and a generator. Such converters are being used in almost all electronic device fields that need to boost power.

종래의 컨버터는, 많은 수의 능동소자 및 수동 소자들로 구성되었고, 복잡한 구조의 회로로 형성되었으며, 전압의 승압을 위한 스위칭 동작도 매우 복잡하게 구성되었다.A conventional converter is composed of a large number of active and passive elements, is formed as a circuit having a complex structure, and a switching operation for voltage boosting is also very complicated.

종래의 컨버터는 전압을 승압시키는 과정에서 복잡한 스위칭 동작에 의해 많은 손실이 발생될 수 있다.In the conventional converter, a large amount of loss may occur due to a complicated switching operation in the process of boosting the voltage.

이러한 종래의 컨버터의 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 개념의 컨버터의 개발이 요구되고 있다.The development of a new concept converter capable of solving the problems of the conventional converter is required.

대한민국 등록특허공보 제10-1315143호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1315143

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전원단자(V_{in_VDD})와 접지단자(V_{in_GND})로 구성되는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고 전원단자(V_{out_VDD})와 접지단자(V_{out_GND})로 구성되는 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력하면서 높은 승압 비를 갖는 고효율 컨버터를 제공함에 있다. The problem to be solved by the present invention is that power is applied through an input port (V _in ) composed of a power terminal (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (V _{in_GND} ), and the power is supplied to the power terminal (V _{out_VDD} ) and the ground terminal (V _{out_GND} ) It is to provide a high-efficiency converter having a high step-up ratio while outputting the converted result value through the configured output port (V _out ).

본 발명은, 전원단자(V_{in_VDD})와 접지단자(V_{in_GND})로 구성되는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고 전원단자(V_{out_VDD})와 접지단자(V_{out_GND})로 구성되는 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력하는 컨버터(100)로서, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 유도성소자(L)가 접속되어 있고, 상기 유도성소자(L)와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 제1 트랜지스터(Tr_1)가 접속되어 있으며, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)가 접속되어 있고, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 용량성소자(C1)가 순차적으로 접속되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 상기 가변저항(VR)과 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 사이의 노드(N2)에 접속되어 있고, 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 제어단자는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이의 노드(N1)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컨버터를 제공한다.In the present invention, power is applied through an input port (V _in ) consisting of a power terminal (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (V _{in_GND} ), and an output port consisting of a power terminal (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (V _{out_GND} ) As a converter 100 for outputting a converted result value through (V _out ), between the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) The inductive element L is connected, the first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the input port V _in ), the variable resistor VR and the second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the input port V _in A first resistor R1, a second resistor R2, and a first capacitive element C1 are sequentially connected between the power terminal V _{in_VDD} and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out . , a control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to a node N2 between the variable resistor VR and an input terminal of the second transistor Tr_2, and a control terminal of the second transistor Tr_2 provides a converter, characterized in that it is connected to the node (N1) between the first resistor (R1) and the second resistor (R2).

상기 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})는 상기 컨버터(100)의 외부에서 와이어를 통해 서로 전기적으로 접속되어 있을 수 있다.The ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out may be electrically connected to each other through a wire outside the converter 100 .

상기 제1 저항(R1)의 저항값이 상기 제2 저항(R2)의 저항값보다 큰 것이 바람직하다. Preferably, a resistance value of the first resistor R1 is greater than a resistance value of the second resistor R2.

상기 제1 저항(R1)의 저항값은 상기 제2 저항(R2)의 저항값보다 2∼20배 큰 것이 바람직하다.The resistance value of the first resistor R1 is preferably 2 to 20 times greater than the resistance value of the second resistor R2.

상기 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND}), 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자, 상기 제2 트랜지스터(Tr)의 출력단자 및 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})는 서로 접속되어 있을 수 있다.A ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in , an output terminal of the first transistor Tr_1 , an output terminal of the second transistor Tr, and a ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out ) may be connected to each other.

또한, 본 발명은, 전원단자(V_{in_VDD})와 접지단자(V_{in_GND})로 구성되는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고 전원단자(V_{out_VDD})와 접지단자(V_{out_GND})로 구성되는 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력하는 컨버터(100)로서, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자 사이에 유도성소자(L)가 접속되어 있고, 상기 유도성소자(L)와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 접속되어 있으며, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)가 접속되어 있고, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 용량성소자(C1)가 순차적으로 접속되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 상기 가변저항(VR)과 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 사이의 노드(N2)에 접속되어 있고, 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 제어단자는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이의 노드(N1)에 접속되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자 사이 또는 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 평활회로(110)가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컨버터를 제공한다.In addition, the present invention receives power through an input port (V _in ) composed of a power terminal (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (V _{in_GND} ), and is composed of a power terminal (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (V _{out_GND} ) As a converter 100 for outputting a converted result value through an output port ( _V _out ), an _inductive element ( L) is connected, the first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the input port V _in The variable resistor VR and the second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the power terminal of the input port V _in A first resistor R1, a second resistor R2, and a first capacitive element C1 are sequentially connected between (V _{in_VDD} ) and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out , and the The control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to a node N2 between the variable resistor VR and the input terminal of the second transistor Tr_2, and the control terminal of the second transistor Tr_2 is connected to the node N1 between the first resistor R1 and the second resistor R2, and between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the output terminal of the first transistor Tr_1 or the output port ( _{It provides a converter, characterized in that the smoothing circuit 110 is connected between the power terminal (V out_VDD ) of the V out and the ground terminal (V out_GND} ₎ _of the output port (V _out ).

상기 평활회로(110)는 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2) 및 제2 용량성소자(C2)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 다이오드(D1)는 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 접속되고, 제2 다이오드(D2)는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자 사이에 접속되며, 제2 용량성소자(C2)는 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 접속될 수 있다.The smoothing circuit 110 may include a first diode D1, a second diode D2, and a second capacitive element C2, and the first diode D1 is the first transistor Tr_1. It is connected between the input terminal and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out , and the second diode D2 is connected between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the output terminal of the first transistor Tr_1 . The second capacitive element C2 may be connected between the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out .

상기 제1 다이오드(D1)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자에 접속되고, 상기 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단자는 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})에 접속되며, 상기 제2 다이오드(D2)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자에 접속되고, 상기 제2 다이오드(D2)의 캐소드 단자는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자에 접속되며, 제2 용량성소자(C2)는 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 접속될 수 있다.The anode terminal of the first diode D1 is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1, and the cathode terminal of the first diode D1 is connected to the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out . and the anode terminal of the second diode D2 is connected to the output terminal of the first transistor Tr_1, and the cathode terminal of the second diode D2 is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1, The second capacitive element C2 may be connected between the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out .

본 발명에 의하면, 낮은 배터리 전압을 효율적으로 승압하여 전기자동차 구동용 모터 등을 구동하기 위한 승압형 컨버터로 사용될 수 있다.According to the present invention, it can be used as a step-up converter for efficiently boosting a low battery voltage to drive a motor for driving an electric vehicle or the like.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터는 펄스파를 사용하는 DC 컨버터, 펄스파를 이용한 배전선로 누전점 탐사 컨버터, 펄스파 레이더(P0N 전파형식)의 컨버터, 펄스파를 이용하는 밧데리 재생 컨버터, 펄스파 발생 컨버터, 펄스파를 이용하는 각종 음향기기들의 컨버터 등으로 사용될 수 있다. A converter according to a preferred embodiment of the present invention includes a DC converter using pulse waves, a distribution line leakage point detection converter using pulse waves, a pulse wave radar (PON radio wave type) converter, a battery regeneration converter using pulse waves, and a pulse wave It can be used as a generator converter, a converter of various sound devices using pulse waves, and the like.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터는 전기자동차 밧데리 충전용 DC-DC 컨버터, 리튬이온 밧데리 충전용 DC-DC 컨버터, 전력 성능과 효율을 높이는 DC-DC 컨버터, LED를 사용하는 각종 조명분야의 DC-DC 컨버터, 각종 가로등 및 차량용 전조등의 DC-DC 컨버터, 태양광 발전의 축전을 위한 DC-DC 컨버터 등으로 사용될 수 있다. In addition, the converter according to a preferred embodiment of the present invention is a DC-DC converter for charging an electric vehicle battery, a DC-DC converter for charging a lithium ion battery, a DC-DC converter for improving power performance and efficiency, and various lighting fields using LEDs It can be used as a DC-DC converter of the market, a DC-DC converter of various street lamps and vehicle headlights, and a DC-DC converter for power storage of solar power generation.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 컨버터의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 컨버터의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 컨버터의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 컨버터의 다른 예를 도시한 도면이다.1 is a view showing a converter according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a converter according to a first preferred embodiment of the present invention.
3 is a view showing another example of the converter according to the first preferred embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a converter according to a second preferred embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating another example of a converter according to a second preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are provided so that those of ordinary skill in the art can fully understand the present invention, and can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the examples described below it is not going to be

발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. In the detailed description or claims of the invention, when it is said that any one component "includes" another component, it is not construed as being limited to only the component unless otherwise stated, and other components are further added. It should be understood as being able to include

또한, 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이에 "접속"된다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 어느 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 접속될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. In addition, when "connected" between any one component and another component in the detailed description or claims of the invention, it is not construed as being limited to only the component, unless specifically stated to the contrary. It should be understood that another element may be connected between a component of the .

입출력 전압 승압비를 보다 크게 하기 위한 컨버터의 개발이 시급하다. DC-DC 컨버터는 DC(직류) 입력을 수신하여 DC(직류) 출력을 공급하는 장치이다. AC-DC 컨버터는 AC(교류) 입력을 수신하여 DC(직류) 출력을 공급하는 장치이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터는 DC-DC 컨버터이거나 AC-DC 컨버터일 수 있다.It is urgent to develop a converter to increase the input/output voltage step-up ratio. A DC-DC converter is a device that receives a DC (direct current) input and supplies a DC (direct current) output. An AC-DC converter is a device that receives an AC (alternating current) input and supplies a DC (direct current) output. The converter according to a preferred embodiment of the present invention may be a DC-DC converter or an AC-DC converter.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컨버터는, 전원단자(V_{in_VDD})와 접지단자(V_{in_GND})로 구성되는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고 전원단자(V_{out_VDD})와 접지단자(V_{out_GND})로 구성되는 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력하는 컨버터(100)로서, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 유도성소자(L)가 접속되어 있고, 상기 유도성소자(L)와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 제1 트랜지스터(Tr_1)가 접속되어 있으며, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)가 접속되어 있고, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 용량성소자(C1)가 순차적으로 접속되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 상기 가변저항(VR)과 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 사이의 노드(N2)에 접속되어 있고, 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 제어단자는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이의 노드(N1)에 접속되어 있다.The converter according to a preferred embodiment of the present invention receives power through an input port (V _in ) composed of a power terminal (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (V _{in_GND} ), and receives a power supply terminal (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (V out_VDD ) and a ground terminal ( As a converter 100 that outputs a converted result value through an output port (V _out ) composed of V _{out_GND} ), the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the output port (V _out ) The inductive element L is connected between the power terminal V _{out_VDD} , and the first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out . and a variable resistor VR and a second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , A first resistor (R1), a second resistor (R2) and a first capacitive element (R1), a second resistor (R2) and a first between the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) ( C1) is sequentially connected, the control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the node N2 between the variable resistor VR and the input terminal of the second transistor Tr_2, The control terminal of the second transistor Tr_2 is connected to the node N1 between the first resistor R1 and the second resistor R2.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 컨버터는, 전원단자(V_{in_VDD})와 접지단자(V_{in_GND})로 구성되는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고 전원단자(V_{out_VDD})와 접지단자(V_{out_GND})로 구성되는 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력하는 컨버터(100)로서, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자 사이에 유도성소자(L)가 접속되어 있고, 상기 유도성소자(L)와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 접속되어 있으며, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)가 접속되어 있고, 상기 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 용량성소자(C1)가 순차적으로 접속되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 상기 가변저항(VR)과 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 사이의 노드(N2)에 접속되어 있고, 상기 제2 트랜지스터(Tr_2)의 제어단자는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이의 노드(N1)에 접속되어 있으며, 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자 사이 또는 상기 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 상기 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 평활회로(110)가 접속되어 있다.A converter according to another preferred embodiment of the present invention receives power through an input port (V _in ) composed of a power terminal (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (V _{in_GND} ), and receives a power supply terminal (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (V in_VDD ) and a ground terminal ( A converter 100 that outputs a converted result value through an output port (V _out ) composed of V _{out_GND} , the power supply terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the input of the first transistor (Tr_1) An inductive element L is connected between terminals, and the first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and a ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the input The variable resistor VR and the second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} of the port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the input port ( A first resistor R1, a second resistor R2, and a first capacitive element C1 are sequentially arranged between the power terminal V _{in_VDD} of V _in and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and a control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to a node N2 between the variable resistor VR and an input terminal of the second transistor Tr_2, and the second transistor Tr_2 ) is connected to the node N1 between the first resistor R1 and the second resistor R2, and the input terminal of the first transistor Tr_1 and the output terminal of the first transistor Tr_1 The smoothing circuit 110 is connected between or between the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out .

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터를 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a converter according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

<실시예 1><Example 1>

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a converter according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 컨버터(100)는 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고, 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력한다. 입력포트(V_in)는 전원단자(입력포트의 + 단자)(V_{in_VDD})와 접지단자(입력포트의 - 단자)(V_{in_GND})로 구성될 수 있고, 출력포트(V_out)는 전원단자(출력포트의 + 단자)(V_{out_VDD})와 접지단자(출력포트의 - 단자)(V_{out_GND})로 구성될 수 있다. 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})는 컨버터(100)의 외부에서 서로 전기적으로 접속되어 있다. 와이어(W)는 컨버터(100)의 외부에서 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})를 연결하여 서로 전기적으로 접속되도록 하고 있다. Referring to FIG. 1 , the converter 100 according to the first preferred embodiment of the present invention receives power through an input port V _in , and outputs a converted result value through an output port V _out . The input port (V _in ) may be composed of a power terminal (+ terminal of the input port) (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (- terminal of the input port) (V _{in_GND} ), and the output port (V _out ) is a power terminal ( It may be composed of a + terminal of the output port) (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (the - terminal of the output port) (V _{out_GND} ). The ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out are electrically connected to each other outside the converter 100 . The wire W connects the ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out from the outside of the converter 100 to be electrically connected to each other.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 컨버터의 일 예를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 컨버터의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 2는 트랜지스터로서 NPN형 BJT를 사용한 경우를 보여주고 있다. 도 3은 트랜지스터로서 PNP형 BJT를 사용한 경우를 보여주고 있다. FIG. 2 is a diagram showing an example of a converter according to a first preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing another example of a converter according to a first preferred embodiment of the present invention. 2 shows a case in which an NPN-type BJT is used as a transistor. 3 shows a case in which a PNP type BJT is used as a transistor.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터는 저항(R1, R2), 가변저항(VR), 유도성소자(L), 트랜지스터(Transistor)(Tr_1, Tr_2) 및 용량성소자(C1)를 포함한다. 저항(R1, R2), 가변저항(VR), 유도성소자(L), 트랜지스터(Transistor)(Tr_1, Tr_2) 및 용량성소자(C1)를 포함하는 컨버터(100)는 패키지를 통해 패키징되어 있을 수 있다.2 and 3, the converter according to a preferred embodiment of the present invention is a resistor (R1, R2), a variable resistor (VR), an inductive element (L), a transistor (Transistor) (Tr_1, Tr_2) and a capacitive element (C1). The converter 100 including the resistors R1 and R2, the variable resistor VR, the inductive element L, the transistors Tr_1 and Tr_2, and the capacitive element C1 may be packaged through a package. .

상기 컨버터의 입력단자(V_in)에 연결되는 전원은 다양한 형태의 전원장치로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 DC 전압을 발생시키는 DC 전원장치, AC 전압을 발생시키는 AC 전원장치, 펄스파를 발생시키는 전원장치 등으로 구성될 수 있다.The power connected to the input terminal (V _in ) of the converter may be composed of various types of power devices, preferably a DC power device for generating a DC voltage, an AC power device for generating an AC voltage, and a pulse wave. It may be composed of a power supply device, etc.

물체에 전류가 흐를 때 이 전류의 흐름을 방해하는 요소를 저항이라고 한다. 어떤 도체에 흐르는 전류 I는 도체에 걸린 전위차 V에 비례한다. 이것이 옴의 법칙이며 식으로 V=RI로 나타낼 수 있다. 이때 비례상수 R이 도체의 저항이며 단위는 Ω(옴)이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터에서 R1, R2의 저항 소자를 사용하는 것은 저항 값에 따른 일정한 전압 및 전류의 값을 흐르게 하는 용도로 사용하는 것이다.When a current flows through an object, the element that blocks the flow of this current is called resistance. The current I flowing in any conductor is proportional to the potential difference V across the conductor. This is Ohm's law and can be expressed as V = RI. At this time, the proportionality constant R is the resistance of the conductor and the unit is Ω (ohm). In the converter according to the preferred embodiment of the present invention, the resistance elements of R1 and R2 are used for the purpose of flowing constant voltage and current values according to resistance values.

가변저항은 전기회로의 소자로서 회로에 흐르는 전류를 주어진 범위 내에서 다양하게 변화시킬 수 있는 저항이다. 예컨대, 수도꼭지를 돌려서 수돗물의 양을 조절하듯이 라디오의 볼륨을 돌려 소리 크기를 조절할 수 있다. 수도꼭지를 돌리면, 수도관의 단면적이 변하게 되어 흐르는 물의 양이 크게 또는 작게 조절되는 것과 같이, 라디오 볼륨을 돌리면, 회로에 흐르는 전류의 양을 변화시킬 수 있다. 결국 라디오 회로에 장착된 가변저항을 조절하는 것이다. 전압 ε의 기전력과 저항 R을 갖는 전기 회로에 흐르는 전류 i는 다음과 같다.A variable resistor is an element of an electric circuit, and it is a resistor that can change the current flowing in the circuit in a variety of ways within a given range. For example, just like turning a faucet to adjust the amount of tap water, you can adjust the volume by turning the volume of the radio. Just as turning the faucet changes the cross-sectional area of the water pipe to increase or decrease the amount of water flowing, turning the radio volume changes the amount of current flowing in the circuit. Ultimately, it is to adjust the variable resistor mounted on the radio circuit. The current i flowing in an electric circuit with an electromotive force of voltage ε and resistance R is

[수학식 1][Equation 1]

i=εRi = εR

같은 전압에 대해서 저항을 변화시켜주면 전류의 크기를 바꿀 수 있다. 저항을 단면적이 A이고 길이가 ℓ인 실린더 모양으로 택하면, 저항값 R은 다음과 같이 주어진다.By changing the resistance for the same voltage, the magnitude of the current can be changed. If the resistance is taken in the shape of a cylinder with cross-sectional area A and length ℓ, the resistance value R is given as follows.

[수학식 2][Equation 2]

ㄲ=ρℓAㄲ=ρℓA

여기서 ρ는 비저항으로서 저항을 만드는 물질의 고유 상수이다. 전기가 잘 흐르는 물질일수록 비저항은 작다. 따라서 큰 저항 값을 얻기 위해서는 ℓ을 크게, 또는 A를 작게 만들어주면 된다. where ρ is the resistivity and is the intrinsic constant of the material that makes the resistance. A material that conducts electricity well has a lower resistivity. Therefore, in order to obtain a large resistance value, it is sufficient to make ℓ large or A small.

상기 제1 용량성소자(C1) 및 제2 용량성소자(C2)는 커패시턴스(Capacitance) 값을 가지는 다양한 전자 소자로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 커패시터(Capacitor)로 구현될 수 있다. The first capacitive element C1 and the second capacitive element C2 may be implemented as various electronic elements having a capacitance value, preferably as a capacitor.

커패시터(capacitor)는 전기 회로에서 전기 용량을 전기적 퍼텐셜 에너지로 저장하는 장치이고, 두 개의 단자가 있는 수동소자이다. 커패시터 내부는 두 도체판이 떨어져 있는 구조로 되어 있고, 사이에는 보통 절연체가 들어간다. 각 도체 판의 표면과 절연체의 경계 부분에 전하가 비축되고, 양 표면에 모이는 전하량의 크기는 같지만 부호는 반대이다. 두 도체판 사이에 전압을 걸면 음극에는 (-)전하가, 양극에는 (+)전하가 유도되는데, 이로 인해 전기적 인력이 발생하게 된다. 이 인력에 의하여 전하들이 모여있게 되므로 에너지가 저장된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터에서 커패시터는 AC적층 콘덴서(일명 마일러 콘덴서) 등을 사용할 수 있고, AC적층 콘덴서는 양방향의 특성을 가지는 콘덴서 이다.A capacitor is a device that stores electric capacity as electric potential energy in an electric circuit, and is a passive element having two terminals. Inside the capacitor, two conductor plates are separated, and an insulator is usually inserted between them. Charges are stored at the boundary between the surface of each conductor plate and the insulator, and the magnitude of the charge collected on both surfaces is the same but opposite in sign. When a voltage is applied between the two conductor plates, a (-) charge is induced in the negative electrode and a (+) charge is induced in the positive electrode, thereby generating an electrical attraction. Energy is stored because charges are gathered by this attraction. In the converter according to the preferred embodiment of the present invention, an AC stacked capacitor (aka Mylar capacitor) may be used as the capacitor, and the AC stacked capacitor is a capacitor having bidirectional characteristics.

유도성소자(L)는 인덕턴스(Inductance) 값을 가지는 다양한 전자 소자로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 인덕터(Inductor)로 구현될 수 있다. 전자기유도현상을 이용하여 전류의 시간에 따른 변화로 유도기전력을 형성할 수 있게 고안된 장치를 인덕터이다. 가장 간단한 인덕터로 고리 모양의 도선 또는 코일이 있으며 고리 모양 코일을 여러 개 겹쳐서 감아놓은 솔레노이드는 가장 흔히 쓰이는 인덕터의 한 형태이다. 고리 모양의 도선에 시간에 따라 변하는 전류가 흐르면 고리를 통과하는 자기장또한 시간에 따라 변하게 되므로, 렌츠의 법칙에 따라 이러한 자기장의 변화를 감소시키는 방향으로 유도 자기장을 생성하는 전류를 흐르게 하는 유도기전력(induced electromotive force)이 고리 도선에 생성된다. 이러한 현상을 페러데이의 전자기유도라고 한다. 인덕터에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화와 그로 인하여 유도되는 기전력의 비를 인덕턴스라고 정의하여 인덕터의 특성으로 사용한다. 인덕턴스에는 자체인덕턴스와 상호인덕턴스가 있다. 하나의 인덕터에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화에 의한 유도기전력의 크기를 나타내는 인덕턴스를 자체인덕턴스라고 하고, 두 개의 서로 다른 인덕터가 있어서 그 중 하나의 인덕터에 흐르는 전류의 시간에 따른 변화에 의한 다른 하나의 인덕터에 걸리는 유도기전력의 크기를 나타내는 인덕턴스를 상호인덕턴스라고 한다. 자체인덕턴스의 크기는 전자기유도 현상을 나타내는 회로의 모양에 의해 결정되며 보통 기호 L로 표시한다. 고리 모양의 도선에 전류가 흐르면 도선 주위에 자기장이 생기고 이 자기장은 자체 도선을 통과하므로 이 자기장을 고리 도선에 대하여 면적 적분하면 고리를 통과하는 자기선속(magnetic flux)φ를 계산할 수 있다. 이 자기선속은 자기장의 크기에 비례하고 자기장의 크기는 비오·사바르의 법칙에 의하면 고리 도선에 흐르는 전류의 크기에 비례하므로 자기선속은 전류의 크기에 대한 비례식으로 쓸 수 있다. 이 때의 비례상수가 자체인덕턴스 L이다.The inductive element L may be implemented as various electronic elements having an inductance value, and preferably may be implemented as an inductor. An inductor is a device designed to form an induced electromotive force by changing the current with time using the electromagnetic induction phenomenon. The simplest inductor has a ring-shaped conductor or coil, and a solenoid with multiple ring-shaped coils wound on top is one of the most commonly used inductors. When a time-varying current flows through the loop-shaped conductor, the magnetic field passing through the loop also changes with time, so according to Lenz's law, an induced electromotive force ( An induced electromotive force is generated in the ring conductor. This phenomenon is called Faraday's electromagnetic induction. The ratio of the change in the current flowing through the inductor with time and the resulting electromotive force is defined as the inductance and used as a characteristic of the inductor. Inductance includes self-inductance and mutual inductance. The inductance representing the magnitude of the induced electromotive force due to the time-dependent change of the current flowing through one inductor is called self-inductance, and there are two different inductors, the other The inductance representing the magnitude of the induced electromotive force across the inductor is called mutual inductance. The magnitude of self-inductance is determined by the shape of the circuit that exhibits electromagnetic induction and is usually denoted by the symbol L. When an electric current flows in a loop-shaped conductor, a magnetic field is generated around the conductor, and this magnetic field passes through the conductor itself. This magnetic flux is proportional to the size of the magnetic field, and the magnetic flux is proportional to the size of the current according to the Biot and Savar's law. The proportionality constant at this time is the self-inductance L.

[수학식 3][Equation 3]

φ=LIφ=LI

만약 도선에 흐르는 전류가 시간에 따라 변하면 자기장과 자기선속 또한 시간에 따라 변하게 되므로 렌츠의 법칙에 의하여 도선에는 자기선속의 변화를 상쇄하기 위한 유도기전력이 생긴다. 렌츠의 법칙에 의하면 유도기전력은 자기선속의 시간에 따른 변화에 비례하고 방향은 자기선속의 변화를 상쇄하는 방향이다. 인덕턴스의 단위는 헨리(henry, 기호 H)이다. 전기회로에서 인덕터는 L로 나타내며, 저항(resistor) R, 축전기(capacitor) C와 함께 전기회로의 기본 요소이다. 전기회로에서 인덕터 L은 회로에 전압이 연결되었을 때 이로 인한 전류의 방향에 반대 방향의 기전력을 형성함으로써 전류가 급격하게 변화하는 것을 방지하는 역할을 한다. If the current flowing in the wire changes with time, the magnetic field and magnetic flux also change with time, so according to Lenz's law, an induced electromotive force is generated in the wire to cancel the change of the magnetic flux. According to Lenz's law, the induced electromotive force is proportional to the change with time of the magnetic flux, and the direction is the direction that cancels the change of the magnetic flux. The unit of inductance is the henry (symbol H). In an electric circuit, an inductor is denoted by L, and together with a resistor R and a capacitor C, it is a basic element of an electric circuit. In an electric circuit, the inductor L serves to prevent a sudden change in current by forming an electromotive force opposite to the direction of the current when a voltage is connected to the circuit.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터에서 유도성소자는 회로에 흐르는 전류를 주어진 범위 내에서 다양하게 변화시킬 수 있는 일종의 저항 역활도 하며 동시에 에너지가 충전되면 트랜지스터 2개의 ON, OFF 제어시 인턱터 내의 자기장 변화에 따른 자동적인 역기전력의 발생을 활용하는 것이다.In the converter according to the preferred embodiment of the present invention, the inductive element also serves as a kind of resistance that can variously change the current flowing in the circuit within a given range. It utilizes the automatic generation of back electromotive force according to

트랜지스터는 3단 소자인 BJT(Bipolar Junction Transist), FET(Field Effect Transistor) 등 다양한 형태의 소자로 구현될 수 있다. The transistor may be implemented as a three-stage device, such as a bipolar junction transistor (BJT) or a field effect transistor (FET), in various types of devices.

트랜지스터는 전류나 전압흐름을 조절하여 증폭하거나 스위치 역할을 하는 반도체 소자이다. 외부 회로와 연결할 수 있는 최소 3개 단자를 가지고 반도체 재료로 구성되어 있다. 전압 또는 전류가 한 쌍의 트랜지스터 단자에 인가가 되면 다른 한 쌍의 단자를 통해 전류를 제어한다. 출력된 전력은 입력된 전력보다 높일 수 있기 때문에 트랜지스터는 신호를 증폭하는 것이 가능하다. A transistor is a semiconductor device that controls the flow of current or voltage to amplify it or act as a switch. It has at least three terminals that can be connected to an external circuit and is made of a semiconductor material. When a voltage or current is applied to a pair of transistor terminals, the current is controlled through the other pair of terminals. Since the output power can be higher than the input power, the transistor can amplify the signal.

이러한 트랜지스터는 크게 전기장 효과를 이용한 전계 효과 트랜지스터(Field Effects Transistor; FET)와 접합형 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT)로 구분이 된다. 트랜지스터는 진공관(vacuum tube)과 비교해서 가볍고 작은 전력으로 동작이 가능하다.These transistors are largely divided into a field effect transistor (FET) using an electric field effect and a bipolar junction transistor (BJT). Transistors are lighter and operate with less power than vacuum tubes.

트랜지스터의 본질적인 유용성은 한 쌍의 단자에서 입력되는 신호가 다른 한 쌍의 단자에서 훨씬 큰 신호로 출력되는 능력에서 비롯된다. 더 약한 입력 신호에 비례하는 큰 출력 신호는 전압 또는 전류를 생성할 수 있고, 증폭기로 작동할 수 있다. 또한, 트랜지스터는 전류의 흐름을 키우고 끌 수 있는 전기적으로 제어되는 스위치로 사용이 가능하다. The intrinsic usefulness of transistors comes from their ability to output a signal input at one pair of terminals as a much larger signal at the other pair. A large output signal that is proportional to the weaker input signal can generate a voltage or current and can act as an amplifier. Transistors can also be used as electrically controlled switches that can increase and turn off the flow of current.

트랜지스터에는 두 가지 유형이 있고 회로에서 사용되는 방식에 약간의 차이가 있다. 첫 번째로 접합형 트랜지스터에는 베이스(base), 컬렉터(collector) 그리고 이미터(emitter)라는 단자가 있다. 베이스 단자에서의 전류(베이스와 이미터 사이에 흐르는 전류)는 컬렉터와 이미터 단자 사이에서 훨씬 더 큰 전류를 제어하거나 스위치로서 사용할 수 있다. 두 번째로 전계 효과 트랜지스터 단자에는 게이트(gate), 소스(source), 드레인(drain) 이라는 명칭이 붙은 단자가 있으며, 게이트에 인가되는 전압으로 소스와 드레인 사이의 전류를 제어할 수 있다.There are two types of transistors, with some differences in the way they are used in circuits. First, a junction type transistor has terminals called a base, a collector, and an emitter. The current at the base terminal (the current flowing between the base and emitter) can be used as a switch or control a much larger current between the collector and emitter terminals. Second, the terminal of the field effect transistor has terminals named gate, source, and drain, and the current between the source and the drain can be controlled by a voltage applied to the gate.

접합형 트랜지스터(Bipolar junction transist; BJT)는 p형 반도체와 n형 반도체를 사용해 세 개의 층으로 접합하여 만들어지고, 각 단자에는 이미터(Emitter), 베이스(Base), 컬렉터(Collector)라는 명칭이 붙고, 이미터는 총 전류가 흐르고 베이스에서는 전류흐름을 제어해서 신호를 증폭시켜주면 컬렉터에 증폭된 신호가 출력이 된다. 접합하는 순서에 따라 npn형, pnp형 두가지 형태로 BJT가 나뉜다. 두 개의 차이는 순방향 전류가 흐르는 방향에 차이가 있다. npn형의 경우에 전류는 이미터 쪽으로 들어가는 방향으로 흐르고, pnp형의 경우에는 이미터에서 나가는 방향으로 전류가 흐르게 된다.A bipolar junction transistor (BJT) is made by junctioning three layers using a p-type semiconductor and an n-type semiconductor, and each terminal has the names of emitter, base, and collector. The total current flows through the emitter and the base controls the current flow to amplify the signal, and the amplified signal is output to the collector. BJTs are divided into two types, npn type and pnp type, according to the bonding order. The difference between the two is the direction in which the forward current flows. In the case of the npn type, current flows in the direction toward the emitter, and in the case of the pnp type, the current flows in the direction out of the emitter.

전계효과 트랜지스터(Field effect transistor; FET)에서 드레인-소스 전류는 소스 영역과 트레인 영역을 연결하는 전도된 채널을 통해 흐른다. 전도성은 게이트 단자와 소스 단자 사이에 전압이 가해질 때 생성되는 전계에 의해 변한다. 따라서 드레인과 소스 사이에 흐르는 전류는 게이트와 소스 사이에 인가되는 전압에 의해 제어된다. 이러한 전계효과 트랜지스터는 접합 전계효과 트랜지스터(Junction Field Effect Transistor: JFET)와 절연 게이트를 이용한 트랜지스터(Insulated Gate Field Effect Transistor: IGFET) 두가지로 나뉜다. 일반적으로 IGFET는 금속 산화막 반도체 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor; MOSFET)로 알려져있다. IGFET와 달리 JFET 게이트는 소스와 드레인 사이에 있는 채널과 함께 pn다이오드를 형성한다. 전계효과 트랜지스터(Field effect transistor; FET)는 게이트-소스 전압으로 채널이 켜지거나 꺼지는 여부에 따라 공핍형과 증가형으로 나뉜다. 증가형의 경우 채널은 제로 바이어스에서 오프 상태이고 게이트 전위는 전도도를 향상시킬 수 있다. 공핍형의 경우 채널은 반대로 제로 바이어스에서 켜져 있고 게이트 전위의 채널을 고갈시켜 전도를 감소시킬 수 있다. 두 가지 모드 모두에서 게이트 전압에 양전압을 강하게 걸어줄수록 n채널 디바이스의 경우 더 높은 전류가 흐르고 p채널 디바이스의 경우 더 낮은 전류에 해당한다. 대부분의 JFET은 다이오드가 순방향이기 때문에 공핍형이고, 대부분의 IGFET는 증가형을 따른다.In a field effect transistor (FET), a drain-to-source current flows through a conducted channel connecting the source region and the train region. Conductivity is changed by the electric field generated when a voltage is applied between the gate terminal and the source terminal. Therefore, the current flowing between the drain and the source is controlled by the voltage applied between the gate and the source. The field effect transistor is divided into two types: a junction field effect transistor (JFET) and an insulated gate field effect transistor (IGFET). In general, IGFETs are known as Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs). Unlike IGFETs, JFET gates form a pn diode with a channel between the source and drain. A field effect transistor (FET) is divided into a depletion type and an increase type according to whether a channel is turned on or off with a gate-source voltage. In the case of augmentation, the channel is off at zero bias and the gate potential can improve the conductivity. In the case of depletion, the channel is turned on at zero bias and vice versa and can deplete the channel at the gate potential, reducing conduction. In both modes, the stronger the positive voltage is applied to the gate voltage, the higher the current flows for the n-channel device and the lower the current for the p-channel device. Most JFETs are depletion type because the diode is forward, and most IGFETs follow increasing type.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터에서 트랜지스터는 입력단자, 출력단자 및 제어단자를 포함한다. 상기 트랜지스터가 NPN형 BJT일 경우에, 트랜지스터의 입력단자는 BJT의 컬렉터(collector), 트랜지스터의 출력단자는 BJT의 에미터(emitter), 트랜지스터의 제어단자는 BJT의 베이스(base)가 될 수 있다. 상기 트랜지스터가 PNP형 BJT일 경우에, 트랜지스터의 입력단자는 BJT의 에미터(emitter), 트랜지스터의 출력단자는 BJT의 컬렉터(collector), 트랜지스터의 제어단자는 BJT의 베이스(base)가 될 수 있다. 상기 트랜지스터가 N형 FET일 경우에, 트랜지스터의 입력단자는 FET의 드레인(drain), 트랜지스터의 출력단자는 FET의 소스(source), 트랜지스터의 제어단자는 FET의 게이트(gate)가 될 수 있다. 상기 트랜지스터가 P형 FET일 경우에, 트랜지스터의 입력단자는 FET의 소스(source), 트랜지스터의 출력단자는 FET의 드레인(drain), 트랜지스터의 제어단자는 FET의 게이트(gate)가 될 수 있다. In the converter according to the preferred embodiment of the present invention, the transistor includes an input terminal, an output terminal and a control terminal. When the transistor is an NPN-type BJT, the input terminal of the transistor may be a collector of the BJT, the output terminal of the transistor may be an emitter of the BJT, and the control terminal of the transistor may be the base of the BJT. When the transistor is a PNP type BJT, the input terminal of the transistor may be an emitter of the BJT, the output terminal of the transistor may be a collector of the BJT, and the control terminal of the transistor may be the base of the BJT. When the transistor is an N-type FET, an input terminal of the transistor may be a drain of the FET, an output terminal of the transistor may be a source of the FET, and a control terminal of the transistor may be a gate of the FET. When the transistor is a P-type FET, an input terminal of the transistor may be a source of the FET, an output terminal of the transistor may be a drain of the FET, and a control terminal of the transistor may be a gate of the FET.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터(100)에서 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 유도성소자(L), 가변저항(VR) 및 제1저항(R1)이 병렬 접속되어 있다. 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 유도성소자(L)가 접속되어 있고, 또한 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 가변저항(VR)이 접속되어 있으며, 또한 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 제1 저항(R1)이 접속되어 있다.In the converter 100 according to the preferred embodiment of the present invention, the inductive element L, the variable resistor VR, and the first resistor R1 are connected in parallel to the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in . . The inductive element (L) is connected to the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ), and the variable resistor (VR) is connected to the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ), and also The first resistor R1 is connected to the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in .

입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 유도성소자(L)가 접속되어 있다. 유도성소자(L)의 제1단은 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 접속되고, 유도성소자(L)의 제2단은 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})에 접속된다. The inductive element L is connected between the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out . The first end of the inductive element (L) is connected to the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ), the second end of the inductive element (L) is the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) is connected to

유도성소자(L)와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이 또는 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 제1 트랜지스터(Tr_1)가 접속되어 있다. 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 유도성소자(L)의 제2단과 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})에 접속된다. 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})와 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})에 접속된다. 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 사이의 제2 노드(N2)에 접속되어 가변저항(VR)의 제2단과 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자에 접속된다. 제2 노드(N2)은 가변저항(VR)의 제2단, 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 및 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자에 접속되어 있다. Between the ground terminal (V _{out_GND} ) of the inductive element (L) and the output port (V _out ) or between the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) and the ground terminal (V _{out_GND} ) of the output port (V _out ) A first transistor Tr_1 is connected. The input terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the second terminal of the inductive element L and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out . The output terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out and the ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in . The control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the second node N2 between the variable resistor VR and the input terminal of the second transistor Tr_2, and the second terminal of the variable resistor VR and the second transistor Tr_2 ) is connected to the input terminal. The second node N2 is connected to the second terminal of the variable resistor VR, the input terminal of the second transistor Tr_2 , and the control terminal of the first transistor Tr_1 .

앞서도 설명한 바와 같이, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 BJT의 컬렉터(collector), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 BJT의 에미터(emitter), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 BJT의 베이스(base)가 될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 PNP형 BJT일 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 BJT의 에미터(emitter), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 BJT의 컬렉터(collector), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 BJT의 베이스(base)가 될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 N형 FET일 경우에, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 FET의 드레인(drain), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 FET의 소스(source), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 FET의 게이트(gate)가 될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 P형 FET일 경우에, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 FET의 소스(source), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 FET의 드레인(drain), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 FET의 게이트(gate)가 될 수 있다. As described above, as shown in FIG. 2 , the input terminal of the first transistor Tr_1 is a collector of the BJT, the output terminal of the first transistor Tr_1 is an emitter of the BJT, and the first transistor The control terminal of (Tr_1) may be the base of the BJT. When the first transistor Tr_1 is a PNP type BJT, as shown in FIG. 3 , the input terminal of the first transistor Tr_1 is an emitter of the BJT, and the output terminal of the first transistor Tr_1 is A collector of the BJT and a control terminal of the first transistor Tr_1 may become a base of the BJT. When the first transistor Tr_1 is an N-type FET, the input terminal of the first transistor Tr_1 is the drain of the FET, the output terminal of the first transistor Tr_1 is the source of the FET, and the first The control terminal of the transistor Tr_1 may be a gate of the FET. When the first transistor Tr_1 is a P-type FET, the input terminal of the first transistor Tr_1 is the source of the FET, the output terminal of the first transistor Tr_1 is the drain of the FET, and the first The control terminal of the transistor Tr_1 may be a gate of the FET.

입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 용량성소자(C1)가 순차적으로 접속되어 있다. 제1 저항(R1)의 저항값이 제2 저항(R2)의 저항값보다 큰 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는, 제1 저항(R1)의 저항값은 제2 저항(R2)의 저항값보다 2∼20배 정도, 더욱 바람직하게는 5∼20배 정도인 것이 바람직하다. 예컨대, 제2 저항(R2)의 저항값이 1㏀ 정도인 경우에, 제1 저항(R1)의 저항값이 2∼20㏀ 정도인 것이 바람직하다.A first resistor R1, a second resistor R2, and a first capacitive element C1 between the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out are sequentially connected. Preferably, the resistance value of the first resistor R1 is greater than the resistance value of the second resistor R2. More specifically, the resistance value of the first resistor R1 is preferably about 2 to 20 times that of the second resistor R2, more preferably about 5 to 20 times. For example, when the resistance value of the second resistor R2 is about 1 kΩ, it is preferable that the resistance value of the first resistor R1 is about 2 to 20 kΩ.

입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)가 접속되어 있다. 가변저항(VR)의 제1단은 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 접속되고, 가변저항(VR)의 제2단은 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자에 접속된다. 가변저항(V_R)과 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 제2 트랜지스터(Tr_2)가 접속되어 있는데, 가변저항(VR)의 제2단에 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자가 접속되고 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})에 제2 트랜지스터(Tr_2)의 출력단자가 접속된다. 제2 트랜지스터(Tr_2)의 제어단자는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이의 제1 노드(N1)에 접속된다. 제1 노드(N1)는 제1 저항(R1), 제 저항(R2) 및 제2 트랜지스터(Tr_2)의 제어단자에 접속되어 있다. 제2 트랜지스터(Tr_2)의 출력단자는 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})에 접속된다. The variable resistor VR and the second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out . The first end of the variable resistor VR is connected to the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in , and the second end of the variable resistor VR is connected to the input terminal of the second transistor Tr_2 . A second transistor Tr_2 is connected between the variable resistor V _R and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the second transistor Tr_2 is connected to the second terminal of the variable resistor VR. The input terminal is connected and the output terminal of the second transistor Tr_2 is connected to the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out . The control terminal of the second transistor Tr_2 is connected to the first node N1 between the first resistor R1 and the second resistor R2. The first node N1 is connected to the control terminals of the first resistor R1 , the second resistor R2 , and the second transistor Tr_2 . The output terminal of the second transistor Tr_2 is connected to the ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out .

<실시예 2><Example 2>

본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 컨버터(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력포트(V_in)를 통해 전원을 인가받고, 출력포트(V_out)를 통해 컨버팅된 결과값을 출력한다. 입력포트(V_in)는 전원단자(입력포트의 + 단자)(V_{in_VDD})와 접지단자(입력포트의 - 단자)(V_{in_GND})로 구성될 수 있고, 출력포트(V_out)는 전원단자(출력포트의 + 단자)(V_{out_VDD})와 접지단자(출력포트의 - 단자)(V_{out_GND})로 구성될 수 있다. 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})는 컨버터(100)의 외부에서 서로 전기적으로 접속되어 있다. 와이어(W)는 컨버터(100)의 외부에서 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})를 연결하여 서로 전기적으로 접속되도록 하고 있다. As shown in FIG. 1 , the converter 100 according to the second preferred embodiment of the present invention receives power through an input port V _in , and outputs a converted result value through an output port V _out . do. The input port (V _in ) may be composed of a power terminal (+ terminal of the input port) (V _{in_VDD} ) and a ground terminal (-terminal of the input port) (V _{in_GND} ), and the output port (V _out ) is a power terminal ( It may be composed of a + terminal of the output port) (V _{out_VDD} ) and a ground terminal (the - terminal of the output port) (V _{out_GND} ). The ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out are electrically connected to each other outside the converter 100 . The wire W connects the ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out from the outside of the converter 100 to be electrically connected to each other.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 컨버터의 일 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 컨버터의 다른 예를 도시한 도면이다. 도 4는 트랜지스터로서 NPN형 BJT를 사용한 경우를 보여주고 있다. 도 5는 트랜지스터로서 PNP형 BJT를 사용한 경우를 보여주고 있다. 4 is a view showing an example of a converter according to a second preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing another example of a converter according to a second preferred embodiment of the present invention. 4 shows a case in which an NPN-type BJT is used as a transistor. 5 shows a case in which a PNP type BJT is used as a transistor.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터는 저항(R1, R2), 가변저항(VR), 유도성소자(L), 트랜지스터(Transistor)(Tr_1, Tr_2), 용량성소자(C1, C2) 및 평활회로(110)를 포함한다. 저항(R1, R2), 가변저항(VR), 유도성소자(L), 트랜지스터(Transistor)(Tr_1, Tr_2) 및 용량성소자(C1, C2) 및 평활회로(110)를 포함하는 컨버터(100)는 패키지를 통해 패키징되어 있을 수 있다.4 and 5, the converter according to the preferred embodiment of the present invention is a resistor (R1, R2), a variable resistor (VR), an inductive element (L), a transistor (Transistor) (Tr_1, Tr_2), a capacitive element (C1, C2) and a smoothing circuit (110). The converter 100 including the resistors R1 and R2, the variable resistor VR, the inductive element L, the transistors Tr_1 and Tr_2 and the capacitive elements C1 and C2 and the smoothing circuit 110 is It may be packaged through a package.

저항, 가변저항, 유도성소자, 트랜지스터 및 용량성소자에 대한 각각의 기능 등에 대한 설명은 상기 실시예 1에서와 동일하다. The description of each function of the resistor, the variable resistor, the inductive element, the transistor, and the capacitive element is the same as in the first embodiment.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터(100)에서 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 유도성소자(L), 가변저항(VR) 및 제1저항(R1)이 병렬 접속되어 있다. 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 유도성소자(L)가 접속되어 있고, 또한 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 가변저항(VR)이 접속되어 있으며, 또한 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 제1저항(R1)이 접속되어 있다.In the converter 100 according to the preferred embodiment of the present invention, the inductive element L, the variable resistor VR, and the first resistor R1 are connected in parallel to the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in . . The inductive element (L) is connected to the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ), and the variable resistor (VR) is connected to the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ), and also The first resistor R1 is connected to the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in .

입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})와 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자 사이에 유도성소자(L)가 접속되어 있다. 유도성소자(L)의 제1단은 입력포트(V_in)의 전원단자(V_{in_VDD})에 접속되고, 유도성소자(L)의 제2단은 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자에 접속된다. The inductive element L is connected between the power supply terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the input terminal of the first transistor Tr_1 . The first end of the inductive element L is connected to the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in , and the second end of the inductive element L is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1 .

유도성소자(L)와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 제1 트랜지스터(Tr_1)가 접속되어 있다. 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 유도성소자(L)의 제2단에 접속된다. 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND})와 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})에 접속된다. 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 가변저항(VR)과 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 사이의 제2 노드(N2)에 접속되어 가변저항(VR)의 제2단과 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자에 접속된다. 제2 노드(N2)은 가변저항(VR)의 제2단, 제2 트랜지스터(Tr_2)의 입력단자 및 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자에 접속되어 있다. A first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out . The input terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the second terminal of the inductive element L. The output terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out and the ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in . The control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the second node N2 between the variable resistor VR and the input terminal of the second transistor Tr_2, so that the second terminal of the variable resistor VR and the second transistor Tr_2 are connected. ) is connected to the input terminal. The second node N2 is connected to the second terminal of the variable resistor VR, the input terminal of the second transistor Tr_2, and the control terminal of the first transistor Tr_1.

앞서도 설명한 바와 같이, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 BJT의 컬렉터(collector), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 BJT의 에미터(emitter), 제1 트랜지스터(Trr1)의 제어단자는 BJT의 베이스(base)가 될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 PNP형 BJT일 경우에, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 BJT의 에미터(emitter), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 BJT의 컬렉터(collector), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 BJT의 베이스(base)가 될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 N형 FET일 경우에, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 FET의 드레인(drain), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 FET의 소스(source), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 FET의 게이트(gate)가 될 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(Tr_1)가 P형 FET일 경우에, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자는 FET의 소스(source), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자는 FET의 드레인(drain), 제1 트랜지스터(Tr_1)의 제어단자는 FET의 게이트(gate)가 될 수 있다. As described above, as shown in FIG. 4 , the input terminal of the first transistor Tr_1 is a collector of the BJT, the output terminal of the first transistor Tr_1 is an emitter of the BJT, and the first transistor The control terminal of (Trr1) may be the base of the BJT. When the first transistor Tr_1 is a PNP type BJT, as shown in FIG. 5 , the input terminal of the first transistor Tr_1 is an emitter of the BJT, and the output terminal of the first transistor Tr_1 is A collector of the BJT and a control terminal of the first transistor Tr_1 may become a base of the BJT. When the first transistor Tr_1 is an N-type FET, the input terminal of the first transistor Tr_1 is the drain of the FET, the output terminal of the first transistor Tr_1 is the source of the FET, and the first The control terminal of the transistor Tr_1 may be a gate of the FET. When the first transistor Tr_1 is a P-type FET, the input terminal of the first transistor Tr_1 is the source of the FET, the output terminal of the first transistor Tr_1 is the drain of the FET, and the first The control terminal of the transistor Tr_1 may be a gate of the FET.

평활회로(110)는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자 사이 또는 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 접속되는 것이 바람직하다. 평활회로(110)는 출력전류 또는 출력전압을 평활시키거나 안정화시키는 역할을 하는 회로로서, 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2) 및 제2 용량성소자(C2)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 교류(또는 맥류)를 평활시키거나 안정화시키는 역할을 할 수 있는 회로라면 그 제한이 있는 것은 아니다. The smoothing circuit 110 is between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the output terminal of the first transistor Tr_1 or the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and the ground terminal of the output port V _out It is preferably connected between (V _{out_GND} ). The smoothing circuit 110 is a circuit serving to smooth or stabilize an output current or an output voltage, and may include a first diode D1, a second diode D2, and a second capacitive element C2, The present invention is not limited thereto, and any circuit capable of smoothing or stabilizing alternating current (or pulsating current) is not limited thereto.

다이오드(Diode)는 전류를 한쪽으로는 흐르게 하고 반대쪽으로는 흐르지 않게 하는 정류작용을 하는 전자 부품이다. 따라서 다이오드의 전기 저항은 한쪽 방향의 전류에 대해서는 매우 작지만, 반대쪽 방향에 대해서는 매우 크다. 다이오드에서 전류가 잘 흐르는 방향을 순방향, 반대로 전류가 잘 흐르지 않는 방향을 역방향이라고 한다. 다이오드는 전류를 한쪽으로만 흘리므로 교류(alternating current, AC)를 직류(direct current, DC)로 변환하는데 쓴다. 정류 특성 외에도 다이오드는 비선형 전류-전압 특성으로 인해 훨씬 더 복잡한 특징을 보인다. 가장 많이 쓰는 다이오드는 p-n 접합 다이오드는 반도체 기반의 전자회로를 구성하는 가장 기본 단위가 된다. 전원혹은 바이어스 전압이 연결되지 않은 상태에서 p-n 접합을 만들면, 접합부 근처에서 p형 반도체와 n형 반도체에 각각 존재하는 전하 운반자인 양공과 전자는 상대적 밀도 차이로 인해 서로를 향해서 확산된다. 이렇게 각각의 전하 운반자가 확산하면 접합부 근처의 p형 반도체 쪽에는 (-) 전하를 띈 받개이온, 이와는 반대로 n형 반도체 쪽에는 (+) 전하를 띈 주개이온이 남게 된다. 따라서 p-n 접합부 근처는 더이상 전기적으로 중성이 아니라 전하를 띄게 되므로 이 영역을 공간 전하 영역, 또는 전하 운반자가 결핍된 영역이어서 결핍 영역이라고 부른다. 이로 인하여 접합부 근처에 전위차가 생기는데, 이를 빌트인 퍼텐셜(built-in potential)이라고 부른다. 빌트인 퍼텐셜은 전하 운반자의 확산에 따라 점점 더 커지지만, 그 결과로 형성된 전기장 때문에 전하 운반자는 반대쪽으로 움직이게 된다. 따라서 바이어스 전압을 걸지 않은 상태에서 전하 운반자는 서로 반대쪽으로 움직이게 하려는 두 가지 요인이 평형을 이루는 상태에 도달하고, 그러면 전하는 더 이상 이동하지 않는다. 이러한 p-n 접합에 (+) 전극을 p형 반도체쪽에, (-) 전극을 n형 반도체쪽에 연결하여 바이어스를 걸어주면, n형 반도체에 있는 전자가 p형 반도체에 있는 양공을 채우기 위해 p형 반도체쪽으로 이동한다. 이렇게 이동한 전자는 n형 반도체에 양공을 남기게 되므로, 양공은 p형 반도체에서 n형 반도체로 이동한 것과 같은 효과를 준다. 이렇게 옮겨진 전자와 양공은 전원으로부터 연결된 전극으로 빠져 나가고 p-n 접합 다이오드에 전류가 계속해서 흐를 수 있게 된다. 이렇게 연결된 바이어스전압을 순방향 바이어스라고 한다. 만약 바이어스 전압을 반대 방향으로 연결하면, p형 반도체의 양공과 n형 반도체의 전자가 p-n 접합부를 서로 건너가지 못하여 전류가 흐르지 않게 되기 때문에, 이렇게 연결된 바이어스전압을 역방향 바이어스라고 한다. 이처럼 바이어스 전압의 방향에 따라 전류가 흐르거나 흐르지 않게 되는 작용을 정류작용이라고 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터에서 2개의 사용되는 다이오드는 전류의 방향성을 갖게 하는 것이다.A diode is an electronic component that has a rectifying action that allows current to flow in one direction and not to the other. Therefore, the electrical resistance of a diode is very small for a current in one direction, but very large for the opposite direction. In a diode, the direction in which current flows well is called forward, and the direction in which current does not flow well in a diode is called reverse. Diodes only flow current in one direction, so they are used to convert alternating current (AC) into direct current (DC). In addition to rectifying characteristics, diodes exhibit much more complex characteristics due to their non-linear current-voltage characteristics. The most commonly used diode is the p-n junction diode, which is the most basic unit that composes a semiconductor-based electronic circuit. When a p-n junction is made with no power or bias voltage connected, holes and electrons, which are charge carriers in the p-type semiconductor and the n-type semiconductor, respectively, diffuse toward each other due to the relative density difference near the junction. When each charge carrier diffuses in this way, negatively charged acceptor ions remain on the p-type semiconductor side near the junction, and on the contrary, positively charged donor ions remain on the n-type semiconductor side. Therefore, since the vicinity of the p-n junction is no longer electrically neutral but is charged, this region is called a space charge region, or a depletion region because it lacks charge carriers. This creates a potential difference near the junction, which is called the built-in potential. The built-in potential increases with diffusion of charge carriers, but the resulting electric field causes them to move in the opposite direction. Therefore, in the state where no bias voltage is applied, the charge carriers reach a state in which the two factors that make them move in opposite directions are in equilibrium, and then the charge stops moving. If a bias is applied by connecting the (+) electrode to the p-type semiconductor side and the (-) electrode to the n-type semiconductor side at this p-n junction, electrons in the n-type semiconductor move toward the p-type semiconductor to fill the holes in the p-type semiconductor. Move. Since the electrons moved in this way leave holes in the n-type semiconductor, the holes have the same effect as moving from the p-type semiconductor to the n-type semiconductor. The transferred electrons and holes escape from the power source to the connected electrode, and current can continue to flow in the p-n junction diode. The bias voltage connected in this way is called forward bias. If the bias voltage is connected in the opposite direction, the hole of the p-type semiconductor and the electrons of the n-type semiconductor cannot cross the p-n junction, so that current does not flow, so the connected bias voltage is called reverse bias. In this way, the action in which current flows or does not flow depending on the direction of the bias voltage is called a rectification action. The two diodes used in the converter according to the preferred embodiment of the present invention are to have the directionality of the current.

제2 용량성소자(C2)는 DC 전해콘덴서(DC electrolyticcondenser)를 포함할 수 있다. DC 전해콘덴서(DC electrolyticcondenser)는 교류를 직류로 바꿀 때 완전한 직류를 얻기 위해 사용하는 회로이다. 교류(AC)를 직류(DC)로 바꾸는 여러 과정 가운데 맥류(脈流)를 완전한 직류로 바꾸어주는 전원공급장치이다. 정류회로·정전압회로와 함께 전원공급장치의 핵심이 되는 정류회로의 일부이다. 교류를 직류로 바꾸는 것을 정류라고 하는데, 교류를 직류로 바꿀 때는 여러 전원공급장치가 필요하다. 다시 말해 교류가 단번에 직류로 바뀌는 것이 아니라, 여러 단계를 거쳐야만 완전하고 안전한 직류가 된다. 컴퓨터를 예로 들면, 110~220V의 교류 전압을 컴퓨터 전원으로 쓰기 위해서는 최대 12V 이하의 직류로 바꾸어주어야 한다. 따라서 교류 전압을 낮추어 주어야만 하는데, 이 때 사용하는 감압회로가 감압 트랜스이다. 이어 전압이 낮아진 교류 전원을 정류회로에서 + 전압만 존재하는 맥류로 걸러준다. 맥류란 + 전압만 가진 전류이지만, 전압이 안정되지 않아 아직 완전한 직류가 아닌 전류를 말한다. 맥류는 다이오드를 통해 걸러진다. 이렇게 걸러진 맥류는 다시 완전한 직류로 바뀌는 과정을 거치는데, 이 때 사용되는 회로가 평활회로이다. 평활회로는 전압이 바뀌는 맥류를 일정한 전압으로 바꾸어주는 역할을 한다. 즉 높은 전압은 낮추어 주고, 낮은 전압은 높여서 일정한 전압을 유지할 수 있도록 한다. DC 전해콘덴서는 콘덴서(축전기)와 인덕터(코일)로 이루어져 있고, 전압을 유지시켜주는 역할은 콘덴서가 맡는다. 그러나 평활회로를 거쳤다고 해도 완전한 직류는 아니기 때문에 다이오드나 트랜지스터 등을 통해 실제로 사용되는 완전한 직류로 바꾸어주어야 한다. 이 장치가 정전압회로이다. 이런 몇 가지 과정을 거쳐야만 비로소 교류가 완전한 직류로 바뀐다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨버터에서 DC 전해콘덴서의 역활은 평활회로(smoothingcircuit, 平滑回路)의 역활을 갖게 하는 것이다.The second capacitive element C2 may include a DC electrolytic capacitor. A DC electrolytic capacitor is a circuit used to obtain complete direct current when converting alternating current to direct current. It is a power supply device that converts a pulsating current into a complete direct current among the various processes that change alternating current (AC) to direct current (DC). It is a part of the rectifier circuit that is the core of the power supply along with the rectifier circuit and constant voltage circuit. Changing alternating current to direct current is called rectification, and converting alternating current to direct current requires several power supplies. In other words, alternating current does not change to direct current at once, but complete and safe direct current through several steps. Taking a computer as an example, in order to use an AC voltage of 110~220V as a computer power source, it must be converted to a DC voltage of up to 12V or less. Therefore, the AC voltage must be lowered, and the step-down circuit used at this time is a step-down transformer. Then, the AC power with the lowered voltage is filtered as a pulsating current with only + voltage in the rectifier circuit. A pulsating current is a current that has only + voltage, but is not yet a complete direct current because the voltage is not stable. The pulsating current is filtered through a diode. The filtered pulsating current goes through the process of being converted back to a complete direct current, and the circuit used at this time is a smoothing circuit. The smoothing circuit serves to convert the voltage-varying pulsating current into a constant voltage. That is, a high voltage is lowered and a low voltage is raised to maintain a constant voltage. A DC electrolytic capacitor consists of a capacitor (capacitor) and an inductor (coil), and the capacitor maintains the voltage. However, since it is not a perfect DC even though it has gone through a smoothing circuit, it must be converted into a perfect DC that is actually used through a diode or transistor. This device is a constant voltage circuit. Only after going through these several processes does alternating current change into complete direct current. The role of the DC electrolytic capacitor in the converter according to the preferred embodiment of the present invention is to have the role of a smoothing circuit (平滑回路).

제1 다이오드(D1)는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD}) 사이에 접속된다. 제1 다이오드(D1)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자에 접속되고, 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단자는 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})에 접속된다. 제1 다이오드(D1)의 애노드 단자는 제3 노드(N3)에서 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 유도성소자(L)의 제2단에 접속된다. 제3 노드(N3)는 유도성소자(L)의 제2단, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자 및 제1 다이오드(D1)의 애노드 단자에 접속되어 있다.The first diode D1 is connected between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out . The anode terminal of the first diode D1 is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1 , and the cathode terminal of the first diode D1 is connected to the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out . The anode terminal of the first diode D1 is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1 and the second terminal of the inductive element L at the third node N3. The third node N3 is connected to the second terminal of the inductive element L, the input terminal of the first transistor Tr_1, and the anode terminal of the first diode D1.

제2 다이오드(D2)는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자와 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자 사이에 접속된다. 제2 다이오드(D2)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자에 접속되고, 제2 다이오드(D2)의 캐소드 단자는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자에 접속된다. 제2 다이오드(D2)의 캐소드 단자는 제3 노드(N3)에서 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자, 유도성소자(L)의 제2단 및 제1 다이오드(D1)의 애노드 단자에 접속된다. 제3 노드(N3)는 유도성소자(L)의 제2단, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 입력단자, 제1 다이오드(D1)의 애노드 단자 및 제2 다이오드(D2)의 캐소드 단자에 접속되어 있다. 제2 다이오드(D2)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자, 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 및 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})에 접속된다. The second diode D2 is connected between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the output terminal of the first transistor Tr_1 . The anode terminal of the second diode D2 is connected to the output terminal of the first transistor Tr_1 , and the cathode terminal of the second diode D2 is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1 . The cathode terminal of the second diode D2 is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1 at the third node N3 , the second terminal of the inductive element L, and the anode terminal of the first diode D1 . The third node N3 is connected to the second terminal of the inductive element L, the input terminal of the first transistor Tr_1, the anode terminal of the first diode D1, and the cathode terminal of the second diode D2. . The anode terminal of the second diode D2 is connected to the output terminal of the first transistor Tr_1 , the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , and the ground terminal V _{in_GND} of the input port V _in . .

제2 용량성소자(C2)는 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}) 사이에 접속된다. 제2 용량성소자(C2)의 제1단은 출력포트(V_out)의 전원단자(V_{out_VDD})와 제1 다이오드(D1)의 캐소드 단자에 접속된다. 제2 용량성소자(C2)의 제2단은 출력포트(V_out)의 접지단자(V_{out_GND}), 제2 다이오드(D2)의 애노드 단자, 제1 트랜지스터(Tr_1)의 출력단자 및 입력포트(V_in)의 접지단자(V_{in_GND})에 접속된다. The second capacitive element C2 is connected between the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out . The first end of the second capacitive element C2 is connected to the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and the cathode terminal of the first diode D1 . The second terminal of the second capacitive element C2 is the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out , the anode terminal of the second diode D2 , the output terminal of the first transistor Tr_1 and the input port V _in ) is connected to the ground terminal (V _{in_GND} ).

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those skilled in the art.

100: 컨버터
V_in: 입력포트
V_{in_VDD}: 입력포트의 전원단자
V_{in_GND}: 입력포트의 접지단자
V_out: 출력포트
V_{out_VDD}: 출력포트의 전원단자
V_{out_GND}: 출력포트의 접지단자
R1: 제1 저항
R2: 제2 저항
VR: 가변저항
L: 유도성소자
C1: 제1 용량성소자
C2: 제2 용량성소자
D1: 제1 다이오드
D2: 제2 다이오드100: converter
V _in : input port
V _{in_VDD} : Power terminal of input port
V _{in_GND} : Ground terminal of input port
V _out : output port
V _{out_VDD} : Power terminal of output port
V _{out_GND} : Ground terminal of output port
R1: first resistor
R2: second resistor
VR: variable resistance
L: inductive element
C1: first capacitive element
C2: second capacitive element
D1: first diode
D2: second diode

Claims

Power is applied through the input port (V _in ) composed of the power terminal (V _{in_VDD} ) and the ground terminal (V _{in_GND} ), and the output port (V _out ) composed of the power terminal (V _{out_VDD} ) and the ground terminal (V _{out_GND} ) As a converter 100 for outputting a converted result value through
An inductive element (L) is connected between the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ),
A first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out ,
A variable resistor VR and a second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out ,
A first resistor (R1), a second resistor (R2) and a first capacitive element (R1), a second resistor (R2) and a first between the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) ( C1) is sequentially connected,
The control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the node N2 between the variable resistor VR and the input terminal of the second transistor Tr_2,
A converter, characterized in that the control terminal of the second transistor (Tr_2) is connected to the node (N1) between the first resistor (R1) and the second resistor (R2).

Power is applied through the input port (V _in ) composed of the power terminal (V _{in_VDD} ) and the ground terminal (V _{in_GND} ), and the output port (V _out ) composed of the power terminal (V _{out_VDD} ) and the ground terminal (V _{out_GND} ) As a converter 100 for outputting a converted result value through
An inductive element L is connected between the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the input terminal of the first transistor Tr_1,
The first transistor Tr_1 is connected between the inductive element L and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out ,
A variable resistor VR and a second transistor Tr_2 are connected between the power terminal V _{in_VDD} of the input port V _in and the ground terminal V _{out_GND} of the output port V _out ,
A first resistor (R1), a second resistor (R2) and a first capacitive element (R1), a second resistor (R2) and a first between the power terminal (V _{in_VDD} ) of the input port (V _in ) and the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) ( C1) is sequentially connected,
The control terminal of the first transistor Tr_1 is connected to the node N2 between the variable resistor VR and the input terminal of the second transistor Tr_2,
The control terminal of the second transistor Tr_2 is connected to the node N1 between the first resistor R1 and the second resistor R2,
Between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the output terminal of the first transistor Tr_1 or between the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out and the ground terminal V of the output port V _out _{out_GND} ) A converter, characterized in that the smoothing circuit 110 is connected between.

The method of claim 1 or 2, wherein the ground terminal (V in_GND ) of the input port (V _in ) and the ground terminal (V _{out_GND} ) of the output port (V _out ) _connect the wire from the outside of the converter ( 100 ). Converters, characterized in that electrically connected to each other through.

The converter according to claim 1 or 2, wherein a resistance value of the first resistor (R1) is greater than a resistance value of the second resistor (R2).

5. The converter according to claim 4, wherein a resistance value of the first resistor (R1) is 2 to 20 times greater than a resistance value of the second resistor (R2).

The method according to claim 1 or 2, wherein a ground terminal (V _{in_GND} ) of the input port (V _in ), an output terminal of the first transistor (Tr_1), an output terminal of the second transistor (Tr), and the output port A converter, characterized in that the ground terminal (V _{out_GND} ) of (V _out ) is connected to each other.

According to claim 2, wherein the smoothing circuit 110 comprises a first diode (D1), a second diode (D2) and a second capacitive element (C2),
The first diode D1 is connected between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the power terminal V _{out_VDD} of the output port V _out ,
The second diode D2 is connected between the input terminal of the first transistor Tr_1 and the output terminal of the first transistor Tr_1,
The second capacitive element (C2) is connected between the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) and the ground terminal (V _{out_GND} ) of the output port (V _out ) Converter, characterized in that.

According to claim 2, wherein the anode terminal of the first diode (D1) is connected to the input terminal of the first transistor (Tr_1), the cathode terminal of the first diode (D1) is the power terminal of the output port (V _out ) connected to (V _{out_VDD} ),
The anode terminal of the second diode D2 is connected to the output terminal of the first transistor Tr_1, and the cathode terminal of the second diode D2 is connected to the input terminal of the first transistor Tr_1,
The second capacitive element (C2) is connected between the power terminal (V _{out_VDD} ) of the output port (V _out ) and the ground terminal (V _{out_GND} ) of the output port (V _out ) Converter, characterized in that.