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1
제1 입출력단을 통해 입출력되는 고압의 제1 교류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 정류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 고주파 변압부;제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 정류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 직류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 교류/직류 컨버터; 및 제1 입출력단을 통해 입출력되는 상기 직류 전압과 제2 입출력단을 통해 입출력되는 저압의 제2 교류 전압 사이의 컨버팅을 수행하는 양방향 직류/교류 컨버터를 포함하되, 상기 양방향 고주파 변압부는 직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터를 포함하고, 상기 N개의 공진 컨버터 각각은 변압기; 상기 변압기의 일측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제1 회로; 및 상기 변압기의 타측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제2 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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2 |
2
제1항에 있어서, 상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 및 상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 각각은 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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3 |
3
제2항에 있어서, 상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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4 |
4
제3항에 있어서,상기 제1 스위칭 소자의 일단은 제1 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제4 스위칭 소자의 일단은 제2 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되며, 상기 제1 캐패시터 및 상기 제2 캐패시터에는 상기 제1 교류 전압의 분배된 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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5
제3항에 있어서,상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되는 제6 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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6 |
6
제5항에 있어서,상기 제5 스위칭 소자의 일단은 제3 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제5 스위칭 소자의 타단은 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 일단은 상기 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 타단은 제4 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되며, 상기 공진 컨버터의 공진주파수는 상기 제3 캐패시터 및 상기 제4 캐패시터의 크기와 상기 제1 인덕터의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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7 |
7
제5항에 있어서, 상기 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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8 |
8
제5항에 있어서, 상기 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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9 |
9
제1항에 있어서, 상기 양방향 교류/직류 컨버터는 제7 스위칭 소자; 및 일단이 상기 제7 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제8 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제7 스위칭 소자 및 상기 제8 스위칭 소자는 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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10 |
10
제9항에 있어서,상기 양방향 교류/직류 컨버터는 상기 정류 전압이 입/출력되는 제1 입출력단과 연결되는 제5 캐패시터; 일단이 상기 제5 캐패시터의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제7 스위칭 소자의 타단 및 상기 제8 스위칭 소자의 일단과 연결되는 제2 인덕터; 및 일단이 상기 제7 스위칭 소자의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제8 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제6 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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11
제1항에 있어서,상기 양방향 직류/교류 컨버터는 브리지 형태로 연결되는 제9 스위칭 소자, 제10 스위칭 소자, 제11 스위칭 소자 및 제12 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 변압기
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12
직렬로 연결되는 N(2 이상의 정수임)개의 공진 컨버터를 포함하되, 상기 N개의 공진 컨버터 각각은 변압기; 상기 변압기의 일측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제1 회로; 및 상기 변압기의 타측 코어에 연결되고, 직렬로 연결된 다수의 스위칭 소자가 포함된 제2 회로를 포함하며, 상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 및 상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자 각각은 일단에서 타단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 트랜지스터; 및 상기 타단에서 상기 일단으로의 전류 경로를 제공하기 위한 다이오드를 포함하고, 상기 제1 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되는 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 일단과 연결되는 제3 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 제3 스위칭 소자의 타단과 연결되는 제4 스위칭 소자를 포함하되, 상기 제1 스위칭 소자의 일단은 제1 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제4 스위칭 소자의 일단은 제2 캐패시터를 통해 상기 변압기의 일측 코일의 타단과 연결되며, 상기 제1 캐패시터 및 상기 제2 캐패시터에는 양방향 고주파 공진기의 제1 입출력단을 통해 입출력되는 고압의 제1 교류 전압의 분배된 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기
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제12항에 있어서,상기 제2 회로에 포함된 다수의 스위칭 소자는 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되는 제5 스위칭 소자; 및 일단이 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 타단이 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되는 제6 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기
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16
제15항에 있어서,상기 제5 스위칭 소자의 일단은 제3 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되고, 상기 제5 스위칭 소자의 타단은 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 일단은 상기 제1 인덕터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 일단과 연결되고, 상기 제6 스위칭 소자의 타단은 제4 캐패시터를 통해 상기 변압기의 타측 코일의 타단과 연결되며, 상기 공진 컨버터의 공진주파수는 상기 제3 캐패시터 및 상기 제4 캐패시터의 크기와 상기 제1 인덕터의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기
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제15항에 있어서, 상기 제1 교류 전압이 양의 값을 가지는 경우, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기
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제15항에 있어서, 상기 제1 교류 전압이 음의 값을 가지는 경우, 상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되고, 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 동시에 주기적으로 온/오프되며, 상기 제1 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제3 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터는 항상 온되며,상기 제2 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제6 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간과 상기 제4 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터 및 상기 제5 스위칭 소자에 포함된 트랜지스터가 온되는 시간은 서로 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 양방향 고주파 공진기
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