A power system designer may have difficulties in choosing a suitable multiple-input converter topology for a specific target application because each multiple-input converter topology presented in the literature has its own advantages and disadvantages. In this perspective, this paper presents a systematic topology selection method for multiple-input converters with three comparison criteria including cost-saving effect, modularity potential and flexibility. Based on these criteria, this paper proposes a strategic flow chart example for choosing a proper multiple-input converter topology. This flow chart will provide a powerful selection tool to a power system designer when he or she chooses a specific multiple-input converter for a given application.
In hybrid renewable power systems, the use of a multiple-input dc/dc converter (MIC) leads to simpler circuit and lower cost, when compared to the conventional use of several single-input converters. This paper proposed a novel three-input buck/boost/buck-boost converter, which can be used in applications with various values of input voltage. The energy sources in this converter can deliver power to the load either simultaneously or individually in one switching period. The steady relationship, the power management strategy and the small-signal circuit model of this converter have been derived. With decoupling technology, modeling and regulator design can be obtained under multi-loop control modes. Finally, three generating methods of a multiple-input buck/boost/buck-boost converter is given, and this method can be extended to the other multiple-input dc/dc converters.
Using a current-mode multiple reset, a current-to-voltage(I-V) converter with a wide dynamic range was produced. The converter consists of a trans-impedance amplifier(TIA), an analog-to-digital converter(ADC), and an N-bit counter. The digital output of the I-V converter is composed of higher N bits and lower bits, obtained from the N-bit counter and the ADC, respectively. For an input current that has departed from the linear region of the TIA, the counter increases its digital output, this determines a reset current which is subtracted from the input current of the I-V converter. This current-mode reset is repeated until the input current of the TIA lies in the linear region. This I-V converter is realized using 0.35 ${\mu}m$ LSI technology. It is shown that the proposed I-V converter can increase the maximum input current by a factor of $2^N$ and widen the dynamic range by $6^N$. Additionally, the I-V converter is successfully applied to a photometric sensor.
A non-isolated Multiple Input Converter (MIC) with an input port, two storage ports and a load port is proposed. The synthesis of the proposed four port converter with its switch realization is presented. A steady state analysis of each operating mode with a small-signal model is derived, and a stability analysis is done. A mode selection controller is proposed to automatically choose a specific operating mode based on the voltage levels of the different source and storage units. In addition, a voltage control loop is used to regulate the output voltage. A 200W prototype is built with a TMS320F28027 DSP controller to test the feasibility of the operating modes. Simulation and experimental results show the ability of the proposed converter to handle multiple inputs either individually or simultaneously.
Electric vehicles (EV) demands for greater acceleration, performance and vehicle range in pure electric vehicles plus mandated requirements to further reduce emissions in hybrid electric vehicles (HEV) increase the appeal for combined on-board energy storage systems and generators. And the power electronics plays an important role in providing an interface between fuel cells (FC) and loads. This paper deals with a multiple input DC-DC power converter devoted to combine the power flowing of multi-source on energy systems. The multi-source is composed of (i) FC system as a prime power demands, (ii) super capacitor banks as energy storage devices for high and intense power demands, (iii) superconducting magnetic energy storage system (SMES), (iv) multiple input DC-DC power converter and (v) a three phase inverter-fed permanent magnet synchronous motor as a drive. In this system, It is used super capacitor banks and superconducting magnetic energy replaces from the battery system. The modeling and transient performance simulation is effective for reducing transient influence caused by sudden charge of effective load. The main purpose of power electronic converters is to convert the DC power output from the fuel cell and other to a suitable AC voltage, which can be connected to electric loads directly (PMSM). The fuel cell and other output is connected to the DC-DC converter, which regulates the DC link voltage.
A new multiple-output dc-to-dc converter based on a switched capacitor circuit is proposed. The proposed converter offers multiple outputs that can be individually regulated by a direct output voltage feedback or indirect cross regulations. The performance of the new converter is demonstrated using a 10W experimental converter that delivers 5V/1A output and 3.3V/1A output from a 10∼15V input source.
Kim, Chong-Eun;Yi, Kang-Hyun;Moon, Gun-Woo;Lee, Buem-Joo;Kim, Sang-Man
Proceedings of the KIPE Conference
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2005.07a
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pp.439-441
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2005
A new LLC resonant converter with multiple outputs is proposed for high efficiency and low cost plasma display panel (PDP) power module. In the proposed converter, ZVS turn-on of the primary MOSFETs and ZCS nun-off of the secondary diodes are guaranteed in the overall input voltage and output load range. Moreover, the primary MOSFETs and the secondary diodes have low voltage stresses clamped to input and the output voltage, respectively. Therefore, the proposed converter shows the high efficiency due to the minimized switching and conduction losses. In addition, by employing the transformer, which has the two and more secondary side, the proposed converter can have multiple outputs and they show the great cross-regulation characteristics. As a result, the proposed converter can be implemented with low cost and compact size. The 500W prototype is implemented, which integrates the sustaining and addressing power supplies of PDP power module. The maximum efficiency is 96.8% and the respective output voltages are well regulated. Therefore, the proposed converter is suitable for high efficiency and low cost PDP power module.
In this paper, we designed 12Bit DAC(Digital to Analog Converter) that applied to multiple-valued logic system to Binary system. The proposed D/A Converter structure consists of the Binary to Quaternary Converter(BQC) and Quaternary to Analog Converter(QAC). The BQC converts the two input binary signals to the one Digit Quaternary output signal. The QAC converts the Quaternary input signal to the Analog output signal. The proposed DAC structure can implement voltage mode DAC that high resolution low power consumption with reduced chip area. And also, it has advantage of the easy expansion of resolution and fast settling time.
This paper presents a switched capacitor (SC) based bidirectional dc-dc converter topology for high voltage gain applications. The proposed converter is able to operate with multiple integral voltage conversion ratios based on user input. The architecture of a user-friendly, inductor-less multi-voltage-gain bidirectional dc-dc converter is proposed in this study. The inductor-less or magnetic-less design of the proposed converter makes it effective in higher temperature applications. Furthermore, the proposed converter has a reduced component count and lower voltage stress across its switches and capacitors when compared to existing SC converters. An output impedance analysis of the proposed converter is presented and compared with popular existing SC converters. The proposed converter is simulated in the OrCAD PSpice environment and the obtained results are presented. A 200 W hardware prototype of the proposed SC converter has been developed. Experimental results are presented to validate the efficacy of the proposed converter.
Kim Chong-Eun;Moon Gun-Woo;Lee Jun-Young;Oh Kwan-Il;Kwon Joong-Yeol
Proceedings of the KIPE Conference
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2006.06a
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pp.71-74
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2006
A new multi-output LLC resonant converter is proposed for high efficiency and low cost plasma display panel (PDP) power module. In the proposed converter, zero-voltage (ZV) turn-on of the primary MOSFETs and zero-voltage (ZC) turn-on and turn-off of the secondary diodes are guaranteed in the overall input voltage and output load ranges. In addition, the primary MOSFETs and the secondary diodes have the low voltage stresses clamped to input and the output voltages, respectively. Therefore, the proposed converter shows the high efficiency due to the minimized switching and conduction losses. Moreover, by employing the transformer with multiple secondary windings, the proposed converter can have multiple outputs, which show the great crossregulation characteristics. Therefore, the proposed converter is suitable for high efficiency and low cost PDP power module.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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