In this paper, a discontinuous conduction mode (DCM) frequency control algorithm is proposed to reduce the input current ripple of a multi-phase interleaved boost converter. Unlike conventional variable duty and constant frequency control, the proposed algorithm controls the switching frequency to regulate the output voltage. By fixing the duty ratio at 1/N in the N-phase interleaved boost converter, the input current ripple can be minimized by ripple cancellation. Furthermore, the negative effects of the diode reverse recovery current are eliminated because of the DCM characteristic. A frequency controller is designed to employ the proposed algorithm considering the magnetic permeability change. The proposed algorithm is analyzed in the frequency domain and verified by a 600 W three-phase boost converter prototype that achieved 57% ripple current reduction.
Most LED drivers uses current control method to adjust LED current. Using AC power grid such as off-line converter, Buck topology is popular because input voltage of LED driver is much higher than LED output voltage. Normally DCM current control is more popular than CCM current mode control in the range of below 50W, But DCM characteristics are dependent on the input voltage variation. This paper deals with what should be considered in DCM for LED driver with valley fill circuit.
This paper studies a novel boost DC-DC converter operated high efficiency for discontinuous current mode (DCM) control. The converter worked in DCM eliminates the complicated circuit control requirement, reduces a number of components, and reduces the used reactive components size. In the general DCM converter, the switching devices are turned-on the zero current switching (ZCS), and the switching devices must be switched-off at a maximum reactor current. To achieve the zero voltage switching (ZVS) at the switching turn-off, the proposed converter is constructed by using a new loss-less snubber circuit. Soft-switched operation of the proposed boost converter is verified by digital simulation and experimental results. A new boost converter achieves the soft-switching for all switching devices without increasing their voltage and current stresses. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of boost DC-DC converter is high.
Input current ripple and harmonic components of the power device are main causes of electromagnetic interference (EMI). Although the discontinuous conduction mode (DCM) operation can reduce harmonic components of the power device by reducing reverse recovery current of diode and turn-off voltage spikes of the switch, input current ripple increases due to high peak to peak inductor current. Therefore, in this paper, frequency control algorithm is proposed to reduce the input current ripple of DCM operated interleaved boost converter. In the proposed algorithm, duty ratio is fixed either 0.33 or 0.67 to minimize the input current ripple and the switching frequency is controlled according to operating conditions. 600 W 3-phase interleaved boost converter prototype system is built to verify proposed algorithm.
This paper presents a improved control technique to overcome disadvantage when the inductor current of boost converter in PV system becomes DCM(Discontinuous Conduction Mode) due to the low insolation. MPPT(Maximum Power Point Tracking) output reference voltage could not be exactly followed by conventional dual-loop PI control method used typically because of the error between the actual current and measured current. Therefore, in this paper, Hybrid controller that changes the control method in DCM and CCM(Continuous Conduction Mode), and single state feedback controller are used to compensate that problem. The proposed control technique was verified by simulation using PSIM 9.0 and experiments.
본 논문에서는 영전압 스위칭(ZVS)과 전류불연속 모드(DCM)에 의한 새로운 고효율의 DC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 일반적으로 고효율의 컨버터를 만들기 위해서는 전력변환기내에 사용된 반도체 스위칭 소자의 손실을 최소화하여 이루어진다. 제안한 컨버터는 DCM에 의하여 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭(ZCS)으로 만들고, 또한 새로운 유사공진 회로를 접목하여 컨버터의 고효율을 실현시킨다. 제안한 컨버터에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 유사공진 기법에 의해 소프트 스위칭, 즉 ZVS와 ZCS으로 동작시키고, 이에 따른 제어용 스위칭 소자들은 전압과 전류의 스트레스 없이 동작한다. 그 결과 제안한 컨버터는 스위칭 손실의 저감에 의해 고효율로 구동된다. 제안한 DCM-ZVS 컨버터의 소프트 스위칭 동작과 시스템 효율은 디지털 시뮬레이션과 실험결과를 통해 그 타당성이 입증된다.
PFC(Power Factor Correction) converters are commonly designed for CCM(Continuous Conduction Mode). However, DCM(Discontinuous Conduction Mode) appears in the input current near the ZCP(Zero Crossing Point) at light loads, resulting in input current distortion. It is caused by inaccurate average current values obtained in DCM. This paper studies a simple digital control scheme that can be operated in both CCM and DCM with minimal changes to the CCM average current control structure.
Generally, power factor correction (PFC) techniques play an important role in the power supply technology. Many new circuit topologies and control strategies for PFC have been proposed. Among them, the brideless PFC (BPFC) reduces the number of switching devices and the losses and improves the power density as well. Moreover, by implementing the improved topology in the discontinous conduction mode (DCM) it ensures almost unity power factor in a simple and effective manner. In the DCM operation gives additional advantages such as zero-current turn-on in the power switches, zero-current turn-off in the output diode and reduces the complexity of the control circuitry. In this paper, a new control strategy for the BPFC is proposed. Also, the performance of the proposed system is demonstrated through experiments.
본 논문에서는 고효율과 고역률을 위한 새로운 DCM-ZVS 스텝 업-다운 AC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 제안한 DCM-ZVS 컨버터에 사용된 스위칭 소자들은 새로운 유사공진 회로에 의해 소프트 스위칭 기법으로 동작되고, 펄스폭변조(PWM) 방식에 의한 전류불연속모드(DCM)로 구동된다. 제안한 컨버터의 유사공진 회로는 스텝 업-다운 인덕터와 무손실 스너버 커패시터로 구성되고, 또한 DCM에 의해 제어회로 기법과 제어회로 구성이 간단한 장점이 주어진다. 입력 교류 전류파형은 일정 스위칭 주파수에 의한 교류 입력전압의 크기에 비례한 유사 정현파형으로 된다. 그 결과, 제안한 DCM-ZVS 컨버터는 낮은 스위칭 손실과 고효율을 얻을 수 있으며, 컨버터의 입력역률은 거의 단위역률로 된다. 해석적 결과의 타당성은 다양한 컴퓨터 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 입증된다.
This paper is studied on a novel buck-boost isolated converter for high efficiency and high power factor. The switching devices in the proposed converter are operated by soft switching technique using a new quasi-resonant circuit, and are driven with discontinuous conduction mode (DCM) according to pulse width modulation (PWM). The quasi-resonant circuit makes use of a step up-down inductor and a loss-less snubber capacitor. The proposed converter with DCM also simplifies the requirement of control circuit and reduces a number of control components. The input ac current waveform in the proposed converter becomes a quasi sinusoidal waveform in proportion to the magnitude of input ac voltage under constant switching frequency. As a result, it is obtained by the proposed converter that the switching power losses are low, the efficiency of the converter is high, and the input power factor is nearly unity. The validity of analytical results is confirmed by some simulation results on computer and experimental results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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