• 전기학회논문지
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• 제61권7호
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• pp.982-987
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• 2012

The power supply devices applied to the electric vehicle are required for high efficiency and high power density. This paper presents a bidirectional ZVS DC-DC converter. A bidirectional DC-DC converter using the planar transformer has advantages of high efficiency, simple circuit, and lightweight. The operating principle, theoretical analysis, and design guidelines are provided in this paper. The simulation waveforms of the proposed converter are shown to verify its feasibility.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.169-176
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• 2005

본 논문에서는 능동 클램프 풀브릿지 Boost 컨버터에 관한 DC 모델링과 AC 모델링 과정에 대하여 기술한다. 동작 원리로부터 이 컨버터의 교류 부분을 등가의 직류 부분으로 바꾸고 반도체 스위치를 재배치하여 개념적인 등가 회로가 유도된다. 유도된 등가회로는 CCM(Continuous conduction mode) Boost 컨버터와 DCM(Discontinuous conduction mode) Buck 컨버터로 표현된다. 유도된 등가회로의 각 스위치 부분을 PWM 스위치 모델로 대체하여 DC 모델 및 AC 모델이 완성된다. 이론적인 DC 및 AC 모델링 결과는 실험이나 SIMPLIS 시뮬레이션을 통해 검증된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2747-2753
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• 2011

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.

• Journal of Power Electronics
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• 제10권1호
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• pp.27-33
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• 2010

This paper presents a bidirectional DC-DC converter suitable for low-voltage super capacitor-based electric energy storage systems. The DC-DC converter presented here consists of a full-bridge circuit and a current-fed push-pull circuit with a high frequency (HF) transformer-link. In order to reduce the device-conduction losses due to the large current of the super capacitor as well as unnecessary ringing, synchronous rectification is employed in the super capacitor-charging mode. A wide range of voltage regulation between the battery and the super capacitor can be realized by employing a Phase-Shifting (PS) Pulse Width Modulation (PWM) scheme in the full-bridge circuit for the super capacitor charging mode as well as the overlapping PWM scheme of the gate signals to the active power devices in the push-pull circuit for the super capacitor discharging mode. Essential performance of the bidirectional DC-DC converter is demonstrated with simulation and experiment results, and the practical effectiveness of the DC-DC converter is discussed.

• Journal of Power Electronics
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• 제10권5호
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• pp.477-484
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• 2010

A pulse width modulation-voltage source inverter (PWM-VSI) is used for variable speed permanent magnet synchronous motor (PMSM) drives. The PWM-VSI fed PMSM has two major disadvantages. Firstly, the PWM-VSI DC-link voltage limits the magnitude of the PMSM terminal voltage. As a result, the motor speed is restricted. Secondly, in a low speed range, the PWM-VSI modulation index declines. This is caused by a high DC-link voltage and a low terminal voltage ratio. As a result, the distortion of the voltage command and the stator current are increased. This paper proposes an optimal pulse amplitude modulation (PAM) control which can adjust the inverter DC-link voltage by using a buck-boost DC-DC converter. At a low speed range, the proposed system can reduce the distortion of the voltage command, which improves the stator current waveform. Also, the allowable speed range is extended. In order to verify the proposed method, experimental results are provided to confirm the simulation results.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.384-394
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• 1999

This paper deals with a fixed frequency full-bridge inverter type DC-DC high-power converter with high frequency high voltage(HFHV) transformer-coupled stage, which operates under quasi-resonant ZVS transition priciple in spite of a wide PWM-based voltage regulation processing and largely-changed load conditions. This multi-resonant(MR) converter topology is composed of a series capacitor-connected parallel resonant tank which makes the most of parasitic circuit reactive components of HFHV transformer and two additional quasi-resonant pole circuits incorporated into the bridge legs. The soft-switching operation and practical efficacy of this new converter circuit using the latest IGBTs are actually ascertained through 50kV trially-produced converter system operating using 20kHz/30kHz high voltage(HV) transformers which is applied for driving the diagnostic HV X-ray tube load in medical equipments. It is proved from a practical point of view that the switching losses of IGBTs and their electrical dynamic stresses relating to EMI noise can be considerably reduced under a high frequency(HF) switching-based phase-shift PWM control process for a load setting requirements.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.134-142
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• 2011

본 논문에서는 3중 모드 고효율 DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 설계된 벅 변환기는 부하 전류가 큰 경우(100mA~500mA)에는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고, 부하 전류가 작은 경우(1mA~100mA)에는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어 방식을 사용하며, 부하 전류가 1mA 이하인 대기모드(sleep mode)에서는 LDO(Low Drop Out)를 사용한다. 또한, PFM 모드에서 부하 전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 DPSS(Dynamic Partial Shutdown Strategy) 기법을 사용하였다. 그 결과 설계된 변환기는 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 벅 변환기는 CMOS 0.18um공정을 이용하여 설계되었다. 최대 효율은 96.4% 이고, 최대 부하 전류는 500mA이다. 입력과 출력 전압은 각각 3.3V와 2.5V이며, 칩 크기는 PAD를 포함하여 1.15mm ${\times}$ 1.10mm이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.411-414
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• 2011

본 논문에서는 DPSS 기능을 갖는 3중 모드 DC-DC buck 변환기를 설계하였다. 설계된 buck 변환기는 부하 전류가 큰 경우(80mA~500mA)에는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고, 부하 전류가 작은 경우(1mA~80mA)에는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어 방식을 사용하며, 부하 전류가 1mA 이하인 대기모드(sleep-mode)에서는 LDO(Low Drop Out)를 사용한다. 또한, PFM 제어 방식에서 부하 전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 DPSS(Dynamic Partial Shutdown Strategy) 기법을 사용하였다. 그 결과 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 벅 변환기는 CMOS 0.18um 공정을 이용하여 설계되었다. 3.3V의 입력전압을 받아 2.5V의 출력전압으로 강압시키며, 최대 부하전류는 500mA이고, 스위칭 주파수는 1MHz이다. 최대효율은 97.03 %, 칩 크기는 PAD를 포함하여 $1465um{\times}895um$이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.470-475
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• 2002

Instantaneous following PWM control technique is pulsed nonlinear dynamic control method. This new control technique using analog integrator is proposed to control the duty ratio D of do-dc converter. In this control method, the duty ratio of a switch is exactly equal In or proportional to the control reference in the steady state or in a transient. Proposed control method compensates power source perturbation in one switching cycle, and the average value of the dynamic reference in one switching cycle. There is no steady state error nor dynamic error between the control reference and the average value of the switched variable. Experiments with buck converter have demonstrated the robustness of the control method and verified theoretical prediction. The control method is very general and applicable to all type PWM

• Journal of Power Electronics
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• 제14권4호
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• pp.695-703
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• 2014

In this paper, a fault detection scheme for DC-link voltage sensor and its fault tolerant control strategy for three-phase AC/DC/AC PWM converters are proposed, where the Luenberger observer is applied to estimate the DC-link voltage. The Luenberger observer is based on a converter model, which is derived from the voltage equations of a grid-side converter and the power balance on a DC link. A fault of the voltage sensor is detected by comparing the measured value of the DC-link voltage with the estimated one. When a sensor fault is detected, a fault tolerant control strategy is performed, where the estimated DC-link voltage is used for the feedback control. The estimation error from the observer is about 1.5 V, which is sufficiently accurate for feedback control. In addition, it is shown that the observer performance is robust to parameter variations of the converter. The validity of the proposed method has been verified by simulation and experimental results.