본 논문에서는, 휴대폰 플래시용 전원을 위한 PWM 전류모드 DC-DC 부스트 컨버터를 제안 하였다. 제안하는 DC-DC 부스터 컨버터는 5 Mhz의 스위칭 주파수로 구동되며, 인덕터와 커패시터의 실장면적을 줄여 휴대전화 소형화에 적합하도록 하였다. 전류모드 DC-DC 부스트 컨버터는 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터, 귀환저항 등으로 이루어지는 파워단 부분과 펄스폭 변조기, 오실레이터, 에러증폭기 등으로 이루어지는 제어부 블록으로 구성된다. 제안하는 회로는 $0.5\;{\mu}m$ 1-poly 2-metal CMOS 공정으로 설계 및 검증 하였다. 설계된 회로는 모의실험결과 듀티비가 0.15일 때 3.7 V 입력 전압 조건에서 출력 전압이 4.26 V가 나타났고, 출력 전류는 100 mA로 기존의 25 ~ 50 mA 보다 큰 출력을 얻었다. 본 논문의 DC-DC 컨버터는 휴대폰의 카메라 플래시를 고효율로 구동시키며 휴대전화의 소형화에도 기여 할 수 있을 것으로 사료된다.
This paper presents a design and simulation of bi-directional DC/DC boost converter for a fuel cell system. In this paper, we analyze the equivalent model of both a boost converter and a buck converter. Also we propose the controller of bi-directional DC-DC converter, which has buck mode of charging a capacitor and boost mode of discharging a capacitor. In order to design a controller, we draw bode plots of the control-to-output transfer function using specific parameters and incorporate proper compensator in a closed loop. As a result, it has increased PM(Phase Margin) for better dynamic performance. The proposed bi-directional DC-DC converter's 3pole-2zero compensation method has been verified with computer simulation and simulation results obtained demonstrates the validity of the proposed control scheme.
종래의 충전기 및 통신용 전원장치에 있어서 입력 역률을 개선시키기 위해 고 역률 컨버터(Power Factor Correction Circuit)가 제안되어 적용되고 있고, 이들 대부분 회로는 Hard Switching을 이용한 정류회로로, 입력역률 1제어와 입력전류를 정현파형을 만들 수 있지만 Switching Noise에 의한 전자파장해(EMI)와 스위칭손실 등의 문제를 안고 있다. 또한, 절연된 DC 출력전압을 얻기 위해서는 고 역률 컨버터 후단에 절연된 DC/DC 컨버터가 적용되어야 함으로써, 주 회로 및 제어회로가 다단으로 구성되는 등 복잡화되는 단점이 있었다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 역률보정회로(PFC)를 갖는 절연된 Single Stage 무손실 스너버적용 고주파 소프트 스위칭 컨버터를 제안하고자 한다.
Recently international regulations governing the amount of harmonic currents(e.g IEC 61000-3-2) became mandatory and active Power factor correction (PFC) pre-regulator circuit became inevitable for the AC/DC converters. Among these topologies, the boost topology represents an optimum solution for a PFC pre-regulation in a high power application. This paper propose improved ZVT(Zero Voltage Transition) AC/DC PFC Boost using the average current control employing a soft-switching technique of the auxiliary switch with a minimum number of components. The conventional ZVT PFC Boost Converter has a disadvantage that the auxiliary switch turns off hard, which influences the overall efficiency and the EMI problem. In this paper, an improved ZVT PFC Boost converter using active snubber is proposed to minimize the switching loss of the auxiliary. The prototype of 100kHz, 640W system was implemented to show the improved performance.
This paper suggests anon-isolated high-gain boost converter using voltage-stacking cell. The voltage gain can be increased by adjusting number of voltage-stacking cells and transformer turns-ratio. Test results with 1kW prototype converter show that the voltage gain is three or four times higher than conventional boost converter at unity transformer turns-ratio and about 90% of efficiency is recorded under full load condition.
This paper presents a zero-voltage-switching (ZVS) boost converter using a coupled inductor. It utilizes an additional winding to the boost inductor and an auxiliary diode. The ZVS characteristic of the proposed converter reduces the switching losses of the active power switches and raises the power conversion efficiency. The principle of operation and a system analysis are presented. The theoretical analysis and performance of the proposed converter were verified with a 100W experimental prototype operating at a 107 kHz switching frequency.
Kim, Seong-Hye;Kim, Han-Tae;Park, Jin-Soo;Kang, Feel-Soon
Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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제2권2호
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pp.190-196
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2013
It presents a unification of buck-boost and flyback converter for driving a cascaded H-bridge multilevel inverter with a single independent DC voltage source. Cascaded H-bridge multilevel inverter is useful to make many output voltage levels for sinusoidal waveform by combining two or more H-bridge modules. However, each H-bridge module needs an independent DC voltage source to generate multi levels in an output voltage. This topological characteristic brings a demerit of increasing the number of independent DC voltage sources when it needs to increase the number of output voltage levels. To solve this problem, we propose a converter combining a buck-boost converter with a flyback converter. The proposed converter provides independent DC voltage sources at back-end two H-bridge modules. After analyzing theoretical operation of the circuit topology, the validity of the proposed approach is verified by computer-aided simulations using PSIM and experiments.
본 논문은 SoC 전원 관리를 위한 고성능 DC-DC 부스트 변환기 설계에 관한 것이다. DC-DC 변환기에서 일반적으로 전하 축전용으로 사용되는 인덕터와 커패시터를 칩 안에 집적하기 위해 그 크기를 크게 감소시키고, 스위칭 주파수를 100MHz로 하였다. 고속 동작에서 전압 방식의 제어를 선택하여 신뢰성을 높였으며 적절한 주파수 보상으로 안정적인 동작 특성을 확보하였다. 설계한 DC-DC 변환기는 thick gate oxide 옵션이 포함된 0.18${\mu}m$ CMOS 표준 공정으로 제작하였다. 내부 필터 커패시터를 포함한 칩의 면적은 8.1$mm^2$ 이고, 제어기가 차지하는 면적은 1.15$mm^2$ 이다. 부하 전류 300mA 이상에 대하여 4V의 출력을 얻는 변환기의 최대 효율은 76% 이상, load regulation은 100mA의 변화에 대하여 0.012% (0.5mV) 의 특성을 갖는다.
The isolated boost DC-DC converter based on three switches in fuel cell applications is presented in this paper. The major advantages of the proposed converter are as follows: continuous input current; decrease one active switch and no use snubber circuit. The operating principles and analysis of the proposed converter have been discussed. A 400 W prototype has been tested in the laboratory to verify the performance of the proposed converter and a PID controller was used to clarify the DC output voltage at 400 V. The simulation and experimental results are shown to validate the theoretical analysis.
Design of single state AC-DC converter with high power factor for low level applications is proposed. The proposed converter is obtained from the integration of a buck-boost converter and the half-bridge DC-DC converter. This converter gives the good power factor correction low line current harmonic distortions and tight output voltage regulations. This converter also has a high efficiency by employing an soft switching method and synchronous rectifier. The modelling and detailed analysis for the proposed converter are performed. To verify the performance of the proposed converter a 100W converter has been designed
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[게시일 2004년 10월 1일]
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