• Title/Summary/Keyword: 3-level power converter

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A High-Speed CMOS A/D Converter Using an Acquistition-Time Minimization Technique) (정착시간 최소화 기법을 적용한 고속 CMOS A/D 변환기 설계)

  • 전병열;전영득;이승훈
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics C
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    • v.36C no.5
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    • pp.57-66
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    • 1999
  • This paper describes a 12b, 50 Msample/s CMOS AID converter using an acquisition-time minimization technique for the high-speed sampling rate of 50 MHz level. The proposed ADC is implemented in a $0.35\mu\textrm{m}$ double-poly five-metal n-well CMOS technology and adopts a typical multi-step pipelined architecture to optimize sampling rate, resolution, and chip area. The speed limitation of conventional pipelined ADCs comes from the finite bandwidth and resulting speed of residue amplifiers. The proposed acquisition-time minimization technique reduces the acquisition time of residue amplifiers and makes the waveform of amplifier outputs smooth by controlling the operating current of residue amplifiers. The simulated power consumption of the proposed ADC is 197 mW at 3 V with a 50 MHz sampling rate. The chip size including pads is $3.2mm\times3.6mm$.

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Parallel Operation of Three 3 level Neutral-Point-Clamped Converter/Inverters (3 레벨 NPC 컨버터/인버터의 3 병렬 운전)

  • Lee, Seung-Yong;Sul, Seung-Ki
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.434-435
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    • 2010
  • 본 논문에서는 배전급 고전압(1kV~7.2kV) 계통 연계가 가능한 새로운 3 병렬 3 레벨 NPC(Neutral-Point-Clamped) 컨버터/인버터 회로방식을 제안한다. 이 회로방식은 정격 용량의 1/3 크기를 가지는 NPC 컨버터/인버터 모듈을 3 병렬로 구성하면서 직류단 캐패시터를 병렬 연결하여 중성점 전위 변동을 저감할 수 있는 특징을 가진다. 제안된 3 병렬 3 레벨 NPC 컨버터/인버터는 기존의 NPC 컨버터의 장점을 가지면서 동시에 용량 확장이 가능하고, 하나의 모듈이 고장 상태가 되더라도 부분 운전이 가능하여 시스템의 신뢰성을 증대시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 중성점 전압 제어 전략을 실험을 통하여 검증한다. 정밀한 중성점 전압 제어를 위한 중성점 전류 제어 방법이 3병렬 구조에서 안정적으로 동작함을 컴퓨터 모의 실험을 통해 검증한다.

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Vector Control of Induction Motor Drive Using Photovoltaic Generation (태양광 발전을 이용한 유도전동기 드라이브의 벡터제어)

  • Jung, Byung-Jin;Ko, Jae-Sub;Choi, Jung-Sik;Kim, Do-Yeon;Jung, Dong-Hwa
    • Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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    • 2008.10a
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    • pp.307-310
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    • 2008
  • This paper is proposed the vector control of 3-phase induction motor drive system by photovoltaic generation. For performance of vector control using a current control voltage source inverter(CC-VSI). CC-VSI is controlled by torque and flux producing component of motor current, relating with current and voltage value of photovoltaic arrays at maximum power point that varies follow different level of insolation. The MPPT using a DC-DC converter controlled the duty cycle to track maximum power from PV under different insolation conditions. The simulation results are shown that the characteristics and performance of drive system, which varies as each conditions of light by expresses in voltage($V_{dq}$), current($I_{dq}$), speed of motor and torque.

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Design of The 10bit 80MHz CMOS D/A Converter with Switching Noise Reduction Method (스위칭 잡음 감소기법을 이용한 10비트 80MHz CMOS D/A 변환기 설계)

  • Hwang, Jung-Jin;Seon, Jong-Kug;Park, Li-Min;Yoon, Kwang-Sub
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.47 no.6
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    • pp.35-42
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    • 2010
  • This paper describes a 10 bit 80MHz CMOS D/A converter for wireless communication system. The proposed circuit in the paper is implemented with a $0.18{\mu}m$ CMOS n-well 1-poly 6-metal process. The architecture of the circuit consists of the 4bit LSB with binary decoder, and both the 3bit ULSB and the 3bit MSB with the thermometer decoder. The measurement results demonstrates SFDR of 60.42dBc at sampling frequency 80MHz, input frequency 1MHz and ENOB of 8.75bit. INL and DNL have been measured to be ${\pm}$0.38LSB and ${\pm}$0.32LSB and glitch energy is measured to be 4.6$pV{\cdot}s$. Total power dissipation is 48mW at 80MHz(maximum sampling frequency) with a single power supply of 1.8V.

Magnetic Design of Flyback Type Snubber for IGCT Applications

  • Shirmohammadi, Siamak;Lama, Amreena;Suh, Yongsug
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2016.07a
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    • pp.367-368
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    • 2016
  • 10kV IGCT has been recently developed and has the potential to push wind turbine systems to higher power and voltage rating. Converters employing IGCTs need snubber and OVP circuit to limit the rate of current's rising and peak over voltage across IGCT during turn on and off state, respectively. The conventional RCD snubber which is used in such power converter dissipates a significant amount of power. In order to reduce the amount of energy lost by conventional RCD snubber, this paper proposes flyback type snubber comprising two coils wound on a magnetic core. The flyback snubber not only meets all of the IGCTs characteristics during on and off-state but also significantly saves the power loss. Modern magnetic model using permeance-capacitance analogy leads to more accurate loss analysis of flyback type di/dt snubber circuit in 3-level NPC type back-to-back VSC. In turns, the comparison between conventional and flyback type snubber yield the effectiveness of proposed snubber in wind turbine systems.

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A Study on the Design of Binary to Quaternary Converter (2진-4치 변환기 설계에 관한 연구)

  • 한성일;이호경;이종학;김흥수
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.40 no.3
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    • pp.152-162
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    • 2003
  • In this paper, Binary to Quaternary Converter(BQC), Quaternary to Binary Converter(QBC) and Quaternary inverter circuit, which is the basic logic gate, have been proposed based on voltage mode. The BQC converts the two bit input binary signals to one digit quaternary output signal. The QBC converts the one digit quaternary input signal to two bit binary output signals. And two circuits consist of Down-literal circuit(DLC) and combinational logic block(CLC). In the implementation of quaternary inverter circuit, DLC is used for reference voltage generation and control signal, only switch part is implemented with conventional MOS transistors. The proposed circuits are simulated in 0.35 ${\mu}{\textrm}{m}$ N-well doubly-poly four-metal CMOS technology with a single +3V supply voltage. Simulation results of these circuit show 250MHz sampling rate, 0.6mW power consumption and maintain output voltage level in 0.1V.

Development of 10kW 3-Level DC-DC Converter for Modular Fast Charger for both EV and NEV (EV와 NEV 겸용 모듈형 급속충전기를 위한 10kW급 3레벨 DC-DC 컨버터 개발)

  • Kim, Yeonwoo;Kim, Minjae;Choi, Sewan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2016.07a
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    • pp.265-266
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    • 2016
  • 본 논문에서는 EV와 NEV 겸용 모듈형 급속충전기를 위한 10kW급 3레벨 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 600V 정격의 MosFET로 고속스위칭을 위하여 3레벨 컨버터를 채용하였고 순환전류를 최소화하기 위하여 커플인덕터를 적용한 듀티제어방식의 풀브릿지 컨버터로서 스위치의 ZVS 턴 온과 다이오드의 ZCS 턴 오프를 성취하였다. 또한 EV(200~500V)와 NEV(50~100V)의 넓은 충전전압 범위에서 고효율을 달성하기 위해 하이브리드 스위칭기법을 적용하였다. 10kW 시작품 개발을 통해 정격부하 효율 97.32%, 최고효율 97.43%를 달성하였다.

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A New Zero-Voltage Switching Three-Level Converter with Reduced Rectifier Voltage Stress (결합 인덕터를 사용하여 정류단 전압 스트레스를 낮춘 영전압 스위칭 3레벨 컨버터)

  • Kim, Keon-Woo;Moon, Gun-Woo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.195-197
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    • 2018
  • 3레벨 컨버터는 높은 입력을 갖는 어플리케이션에서 널리 사용되고 있다. 3레벨 컨버터는 스위치의 전압 스트레스를 입력전압의 절반으로 줄일 수 있다는 장점을 가지지만 경부하에서 영전압 스위칭을 할 수 없다는 단점을 갖고 있다. 이 논문에서는 경부하 조건에서도 영전압 스위칭을 할 수 있는 새로운 3레벨 컨버터를 제안한다. 또한 제안하는 컨버터는 1차측의 환류전류를 없애고, 정류단 다이오드의 전압 스트레스를 낮추어 도통손실을 저감할 수 있다. 따라서 1차측 스위치의 영전압 스위칭을 통해 경부하의 높은 효율을 달성하고, 1차측 회로와 2차측 정류단의 도통손실을 감소시켜 중부하의 높은 효율을 달성할 수 있다. 제안하는 컨버터는 입력전압 540-600V, 출력파워 750W(48V/15.625A) 조건에서 실험을 진행하였다.

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Improved Switching Algorithm for Balancing Neutral Pointed Voltage of Three-Level NPC-Based Dual Active Bridge DC-DC Converter (3-레벨 NPC Dual Active Bridge DC-DC 컨버터의 중성점 전압 제어를 위한 향상된 스위칭 알고리즘)

  • Lee, Jun-Young;Choi, Hyeon-Jun;Cho, Jin-Tae;Jung, Jee-Hoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2017.07a
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    • pp.235-236
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    • 2017
  • 본 논문에서는 저압 직류 배전 시스템에 사용되는 3-레벨 NPC DAB 컨버터의 중성점 전압 제어를 위한 향상된 스위칭 알고리즘을 제안한다. 3-레벨 NPC DAB 컨버터는 구조상 정격전압 감소를 위해 중성점을 기준으로 DC-link 단에 두 개의 캐패시터가 사용되기 때문에 중성점으로 들어오는 전류에 불균형이 발생하며 중성점 전압이 흔들리는 문제점이 나타난다. 중성점 전압이 흔들릴 경우 불균형한 전압이 변압기에 형성되며 이로 인해 전류 Offset과 실효 전류의 증가에 따른 전력 손실증가 등 전체적인 컨버터의 동작에 악영향을 준다. 따라서 본 논문에서는 3-레벨 NPC DAB 컨버터의 동작원리 및 기존 스위칭 패턴을 분석하고, 향상된 스위칭 패턴을 적용시켜 중성점 전압을 제어하는 알고리즘의 타당성을 모의시험을 통해 검증하고자 한다.

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Comparative Analysis and Implementation of Single-Phase and Three-Level Boost Converter Applied to PV System (태양광 발전 시스템에 적용되는 단상 및 3-레벨 부스트컨버터의 특성 비교 분석 및 구현)

  • Kim, Cheol-Min;Kim, Hyo-Sung;Kim, Jong-Soo
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.07a
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    • pp.287-288
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    • 2019
  • 본 논문에서는 태양광 발전 시스템에 적용되는 단상 및 3-레벨 부스트 컨버터의 특성을 비교 분석 및 구현한다. 기존의 전통적인 단상 부스트 컨버터와 3-레벨 부스트 컨버터를 전력밀도와 효율 측면에서 비교 분석하고 이를 Simulation 및 20kW급 프로토 타입 구현을 통해 검증한다. 실험을 통해 3-레벨 부스트 컨버터가 단상 부스트 컨버터에 비해 0.5% 높은 효율과 17% 높은 전력밀도를 가지는 것을 확인하였다.

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