• 제목/요약/키워드: Down-Converter

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소형 전자기기를 위한 스위치드 커패시터 방식의 강압형 DC-DC 변환기 설계 (Design of Step-down DC-DC Converter using Switched-capacitor for Small-sized Electronics Equipment)

  • 권보민;허윤석;송한정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.4984-4990
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    • 2010
  • 기존의 DC-DC Converter에서는 전압 변화 및 에너지 축적소자로서 자성부품인 인덕터를 사용하여 자속 발생에 의한 전력 손실로 효율이 낮아지고, 자성부품의 부피가 크고 무거우며 가격이 비싸 반도체 칩으로 집적화하기에 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 인덕터없는 스위치드 커패시터 방식을 이용한 저전력 강압형 CMOS DC-DC Converter를 제안한다. 제안된 DC-DC Converter는 0.5um 공정을 이용하여 설계하였으며, 설계된 DC-DC 컨버터는 200kHz의 주파수로 동작하며 96%이상의 전력효율을 cadence 시뮬레이션을 통하여 얻을 수 있다.

Bidirectional Power Conversion of Isolated Switched-Capacitor Topology for Photovoltaic Differential Power Processors

  • Kim, Hyun-Woo;Park, Joung-Hu;Jeon, Hee-Jong
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권5호
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    • pp.1629-1638
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    • 2016
  • Differential power processing (DPP) systems are among the most effective architectures for photovoltaic (PV) power systems because they are highly efficient as a result of their distributed local maximum power point tracking ability, which allows the fractional processing of the total generated power. However, DPP systems require a high-efficiency, high step-up/down bidirectional converter with broad operating ranges and galvanic isolation. This study proposes a single, magnetic, high-efficiency, high step-up/down bidirectional DC-DC converter. The proposed converter is composed of a bidirectional flyback and a bidirectional isolated switched-capacitor cell, which are competitively cheap. The output terminals of the flyback converter and switched-capacitor cell are connected in series to obtain the voltage step-up. In the reverse power flow, the converter reciprocally operates with high efficiency across a broad operating range because it uses hard switching instead of soft switching. The proposed topology achieves a genuine on-off interleaved energy transfer at the transformer core and windings, thus providing an excellent utilization ratio. The dynamic characteristics of the converter are analyzed for the controller design. Finally, a 240 W hardware prototype is constructed to demonstrate the operation of the bidirectional converter under a current feedback control loop. To improve the efficiency of a PV system, the maximum power point tracking method is applied to the proposed converter.

휴대기기용 LED 백라이트를 위한 감압형 DC-DC 변환기 설계 (Design of a DC-DC Step-Down Converter for LED Backlight of Mobile Devices)

  • 손현식;이민지;박원경;송한정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.1700-1706
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    • 2014
  • 본 논문에서는 휴대기기용 LED 백라이트를 위한 감압형 DC-DC 변환기를 제안한다. 제안하는 변환기는 4 MHz의 높은 주파수에서 동작하며, 이것은 파워 스테이지와 컨트롤 블록의 수동소자의 면적 감소효과를 가진다. 파워스테이지는 인덕터와 출력 커패시터, 파워트랜지스터, 피드백 저항으로 이루어지며, 컨트롤 블록은 펄스폭 변조기, 오차증폭기, 오실레이터 등으로 이루어진다. 회로는 $0.35{\mu}m$ 1-poly 4-metal BCD 공정을 사용하여 설계 검증 및 레이아웃 하였다. SPICE 모의 실험 결과 시비율이 0.4 이고, 입력전압이 3.7 V 일 때, 1.8 V의 출력 전압을 가지며, 출력전류는 100 mA를 가진다. 제안하는 회로는 기존의 25~50 mA보다 큰 출력을 나타내어 고휘도의 LED 센서 구동이 가능할 것으로 보이며, 4 MHz의 스위칭 주파수를 사용하여, 변환기의 실장 면적이 종래에 비하여 30 % 정도의 감소가능할 것으로 보인다.

High Efficiency Step-Down Flyback Converter Using Coaxial Cable Coupled-Inductor

  • Kim, Do-Hyun;Park, Joung-Hu
    • Journal of Power Electronics
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    • 제13권2호
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    • pp.214-222
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    • 2013
  • This paper proposes a high efficiency step-down flyback converter using a coaxial-cable coupled-inductor which has a higher primary-secondary flux linkage than sandwich winding transformers. The structure of the two-winding coaxial cable transformer is described, and the coupling coefficient of the coaxial cable transformer and that of a sandwich winding transformer are compared. A circuit model of the proposed transformer is also obtained from the frequency-response curves of the secondary short-circuit and of the secondary open-circuit. Finally, the performance of the proposed transformer is validated by the experimental results from a 35W single-output flyback converter prototype. In addition, the proposed two-winding coaxial transformer is extended to a multiple winding coaxial application. For the performance evaluation of the extended version, 35W multi-output hardware prototype of the DC-DC flyback converter was tested.

Single-Phase Z-Source Matrix Converter (SZMC) with Output Voltage Boost Capability

  • Nguyen, Minh-Khai;Jung, Young-Gook;Lim, Young-Cheol
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.234-237
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    • 2008
  • This paper deals with a new single-phase Z-source matrix converter (SZMC) topology. Unlike other conventional configurations, the proposed SZMC is not only a step-up frequency converter but also a step-down frequency converter and a voltage boost capability. Thus, the proposed SZMC is also called a frequency step-up/down and voltage step-up converter. A safe-commutation strategy is used in SZMC as free-wheeling operation to eliminate voltage spikes on switches. The operating principles and experimental results of the proposed SZMC are presented.

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Simulink에서의 SDR을 위한 Digital IF 설계 (Digital IF Designs for SDR in Simulink)

  • 우춘식;김재윤;이창수;유경렬
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2589-2591
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    • 2002
  • 송수신기의 방식에는 직접변환 방식과 기저대역 신호와 LO(Local Oscillator)를 혼합하여 interpolation 기법을 사용하여 중간 주파수 단계까지 up conversion을 하고 두 번째 LO와 IF신호를 혼합하여 RF신호로 변환하여 송신하는 헤테로다인 방식이 존재한다. 본 논문에서는 이런 송수신기 방식 중에서 헤테로다인 방식을 적용하여 QPSK에서의 digital up /down converter를 Simulink 환경에서 설계 및 구현하였다. Up converter는 4배의 interpolation 필터와 4단짜리 cascaded integrate-comb(CIC)필터를 사용하여 입력데이터의 샘플 레이트를 클럭 레이트까지 증가시켰으며, numerically controlled oscillator (NCO)와 mixer를 사용하여 신호를 변조하였다. Down converter의 구조는 up converter와 동일하며 단지 up converter의 반대순서로 구성되어있다. 이런 모든 과정을 Simulink를 이용한 시뮬레이션과 스펙트럼 분석기를 사용하여 검증해 보았다.

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IF 디지털 다운 컨버터의 블록 FIR 필터링 아키텍처 (A Block FIR Filtering Architecture for IF Digital Down Converter)

  • 장영범
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제37권5호
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    • pp.115-123
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    • 2000
  • 본 논문에서는, 고속의 필터링이 요구되는 IF 디지털 다운 컨버터를 위한 새로운 블록 FIR(Finite Impulse Response) 필터링 아키텍처를 제안한다 디지털 다운 컨버터는 디지털 믹서, 데시메이션 필터, 그 리고 다운 샘플러로 구성된다 본 논문이 제안하는 아키텍처는 블록 필터링의 병렬처리 구조를 이용하여 데시메이션 필터를 구성함으후서 블록 필터링 아키텍처에서 구조적으로 생겨나는 업 샘플링이 직렬로 연결되는 다운 샘플러와 상쇄되어 구조가 간략하게 되어짐을 보인다 이와 더불어 블록 FIR 구조를 이용하여 필터계수의 갯수가 블록의 크기의 역비례로 감소되어, 계산량이 그 만큼 감소되어짐을 보인다. 끝으로, 디지털 믹서의 0이 필터의 병렬입력을 0으로 만드는 것을 이용하여 아키텍처의 복잡도가 더욱 감소됨을 보이게된다.

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고역률 스텝 업-다운 절연형 AC-DC 컨버터의 입력전류 파형분석에 관한 연구 (A Study on Input Current Waveform Analysis for Step Up-Down AC-DC Converter of High Power Factor added Electric Isolation)

  • 곽동걸;김춘삼;이봉섭;김상훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.34-36
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    • 2008
  • This paper is given a full detail of mathematical analyses of input current for novel active type power factor correction(PFC) AC-DC converter of step up-down added electric isolation. These are compared with harmonics components of input current for a conventional PFC converter of electric isolation type. The proposed PFC converter is constructed in using a new loss-less snubber circuit to achieve a soft switching of control device. Also the proposed converter for discontinuous conduction mode(DCM) eliminates the complicated circuit control requirement and reduces the size of components. The input current waveform in the proposed converter is got to be a sinusoidal form of discontinuous pulse in proportion to magnitude of ac input voltage under the constant duty cycle switching. Therefore, input power factor is nearly unity and the control method is simple. Particularly, the stored energy of loss-less snubber capacitor is recovered with input side and increases input current from resonant operation. The result is that input power factor of the proposed converter is higher than that of a conventional PFC converter. Some simulative results on computer and experimental results are included to confirm the validity of the analytical results.

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Design of Dual-Mode Digital Down Converter for WCDMA and cdma2000

  • Kim, Mi-Yeon;Lee, Seung-Jun
    • ETRI Journal
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    • 제26권6호
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    • pp.555-559
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    • 2004
  • We propose an efficient digital IF down converter architecture for dual-mode WCDMA/cdma2000 based on the concept of software defined radio. Multi-rate digital filters and fractional frequency conversion techniques are adopted to implement the front end of a dual-mode receiver for WCDMA and cdma2000. A sub-sampled digital IF stage was proposed to support both WCDMA and cdma2000 while lowering the sampling frequency. Use of a CIC filter and ISOP filter combined with proper arrangement of multi-rate filters and common filter blocks resulted in optimized hardware implementation of the front end block in 292k logic gates.

고휘도 Short-Arc 램프용 전자식 안정기 설계 및 제작 (The Design and Fabrication of an Electronic Ballast for High Intensity Short-Arc Lamps)

  • 김일권;박대원;이성근;길경석
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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    • pp.304-309
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    • 2005
  • This paper presents an electronic ballast using a step down converter, a low frequency inverter for high intensity short-arc discharge lamp. The proposed ballast is composed of a full-wave rectifier, a step down converter operated as a current source with power regulation and a low frequency inverter with external ignition circuit. The ignition circuit generates high voltage pulse of $3{\sim}5[kV]$ peak, 130[Hz] periodically. Moreover, it is able to reignite at regular intervals by protective circuit. As experimental results on the test, acoustic resonance phenomenon is eliminated by operating the low frequency square wave voltage and current. Lamp voltage, current and consumption power are measured 123.8[V], 8.1[A] and 1,002[W], respectively. It was confirmed that the designed ballast operate the lamp with a constant power.

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