• Title/Summary/Keyword: Step-up DC-DC Converter

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Digitally Controlled Single-inductor Multiple-output Synchronous DC-DC Boost Converter with Smooth Loop Handover Using 55 nm Process

  • Hayder, Abbas Syed;Park, Young-Jun;Kim, SangYun;Pu, Young-Gun;Yoo, Sang-Sun;Yang, Youngoo;Lee, Minjae;Hwang, Keum Choel;Lee, Kang-Yoon
    • Journal of Power Electronics
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    • v.17 no.3
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    • pp.821-834
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    • 2017
  • This paper reports on a single-inductor multiple-output step-up converter with digital control. A systematic analog-to-digital-controller design is explained. The number of digital blocks in the feedback path of the proposed converter has been decreased. The simpler digital pulse-width modulation (DPWM) architecture is then utilized to reduce the power consumption. This architecture has several advantages because counters and a complex digital design are not required. An initially designed unit-delay cell is adopted recursively for the construction of coarse, intermediate, and fine delay blocks. A digital limiter is then designed to allow only useful code for the DPWM. The input voltage is 1.8 V, whereas output voltages are 2 V and 2.2 V. A co-simulation was also conducted utilizing PowerSim and Matlab/Simulink, whereby the 55 nm process was employed in the experimental results to evaluate the performance of the architecture.

Design of High Step-up Converter for Auto Rescue Device (Auto Rescue Device를 위한 고승압 컨버터 설계)

  • Han, Sanghun;Cho, Younghoon
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2017.11a
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    • pp.183-184
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    • 2017
  • 엘리베이터의 경우 정전 시 승객을 안전하게 구출하기 위한 장치가 필요하다. 이를 위하여 Auto Rescue Device(ARD) 혹은 Uninterruptible Power Supply(UPS)가 엘리베이터에 설치된다. ARD는 정전 시 배터리의 전압을 승압하여 인버터의 DC 링크 전압을 유지한다. 만약 배터리의 전압보다 DC 링크 전압이 2배 이상 클 경우 일반적인 부스트 컨버터는 효율 등의 문제로 사용이 어렵다. 이에 본 논문에서는 ARD의 특성을 고려한 LLC 공진형 컨버터의 설계 방안에 대하여 서술하였다. 또한 이를 모의실험을 통하여 검증하였다.

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High Step-Up Cascade Synchronous Boost DC-DC Converter with Zero-Voltage Switching (영전압 스위칭을 갖는 고승압 캐스케이드 동기정류 부스트 컨버터)

  • Lee, Sin Woo;Lark, Do Hyun
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2017.11a
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    • pp.1-2
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    • 2017
  • 본 논문은 영전압 스위칭을 갖는 고승압 캐스케이드 동기정류 부스트 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 캐스케이드 부스트 컨버터 기반으로 고승압을 달성하기 위해 결합 인덕터를 적용하였으며 컨버터의 효율 향상을 위해 추가 회로와 동기정류방식을 적용하여 기존 출력 다이오드의 도통 손실이 감소하였으며 영전압 스위칭을 달성하였다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 200[W]급 하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

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Analysis of the Isolated Boost Converter Using Self-Driven Switch (자기구동 스위치를 이용한 절연된 부스트 변환기의 해석)

  • Hong, Soon-Chan;Chae, Soo-Yong;Chung, Dae-Taek;Kim, Hee-Sun
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.24 no.6
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    • pp.89-98
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    • 2010
  • Isolated boost converter is desirable in the dc/dc converter applications where isolation is required and extremely high step up is needed. Transformer used to step up low input voltage into high output voltage must satisfy the volt-sec balance condition. Conventional isolated boost converter is controlled with conducting intervals overlapping. In this case, there is a problem that control circuit is complicated. In this paper, it is proposed and analyzed the isolated boost converter which set up a reset winding for the volt-sec balance of transformer and can construct the control circuit simple by using a self-driven switch. Finally, the validity of the theoretical analyses for the proposed converter is verified by both simulations and experiments on the 10[W] class isolated boost converter.

A Study on the Reliability Analysis in LVDC Distribution System Considering Layout (저압직류 배전계통의 구성 형태를 고려한 공급신뢰도 분석에 관한 연구)

  • Kim, Chung-Mo;No, Chul-Ho;Han, Joon;Oh, Yun-Sik;Kim, Hyun-Soo;Baek, In-Ho;Kim, Chul-Hwan
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.29 no.2
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    • pp.75-81
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    • 2015
  • At the end of the 19th century, Edison's DC power system and Tesla's AC power system was debated in power market. Finally, AC system became the primary system of the power market because both step-up and step-down of voltage by using transformer and long-distance power transmission are easily possible. However, nowadays the power market takes some action for introducing DC system. Both domestic and foreign researchers are conducting the study on the DC system as well. Some researchers have conducted the studies on power quality and economic evaluation of the DC distribution system but DC distribution system is still controversial in terms of the effectiveness and reliability. In this paper, we calculate the reliability indices of the Low Voltage Direct Current(LVDC) distribution system considering arrangement of power electronics, layout of the distribution system, and distance between load points.

Non-isolated High Step-up ZVZCS DC-DC Converter with Low Turn-off Current (낮은 턴오프 전류를 갖는 비절연 고승압 ZVZCS DC-DC 컨버터)

  • Jung, Byoungkil;Choi, Sewan;Park, Yohan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.334-335
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    • 2011
  • 본 논문에서는 절연이 요구되지 않는 고승압 응용에 적합한 비절연 고승압 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 기존의 부스트 컨버터에 비해 약 2배의 승압비를 가지며 스위치와 다이오드의 전압 정격이 1/2로 감소되어 RDS(ON)이 작은 소자를 선정할 수 있다. 또한 스위치의 ZVS 턴온과 ZCS 턴오프가 성취되며 보조 회로의 공진을 이용함으로서 기존 방식에 비해 스위치의 턴오프 전류가 낮아져 스위칭 손실이 감소한다. 2kW의 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

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Topology and Performance analysis for High step-up·High efficiency DC-DC converter of PV MIC (PV MIC의 고승압·고효율을 위한 DC-DC 컨버터 토폴로지 및 성능분석)

  • Min, Byoung-guk;Song, Sung-geun;Oh, Seung-Yeol;Kim, Dae kyung
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.72-73
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    • 2011
  • 본 논문에서는 공진형 액티브 클램핑 플라이백 회로를 구성하여 전력스위칭의 전압 클램핑을 통하여 스위칭 손실을 저감하고자 하였다. 또한, 입력측 대용량 인덕터를 대신하여 공진형 액티브 클램핑 플라이백 회로에 두 개의 변압기를 사용하여 효율개선 및 고승압을 구현하고자 하였으며, 하드웨어 Prototype을 제작하여 타당성을 검증하였다.

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High Step-up Bidirectional Converter for use of Low Propulsion Battery Voltage and High DC link Voltage in Eco-friendly Vehicles (친환경 자동차에서 낮은 구동 배터리 전압과 높은 DC 링크 전압을 위한 고승압 양방향 컨버터)

  • Park, Yo-Han;Choi, Se-Wan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.345-346
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    • 2010
  • 본 논문에서는 친환경자동차의 구동배터리 충 방전을 위한 새로운 고승압 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 작은 듀티로 높은 승압이 가능하고 수동소자의 에너지량이 작아진다. 또한 전압 정격이 출력전압의 약 1/2이 되어 MOSFET의 사용이 가능하게 되어 스위칭주파수를 높일 수 있어 부피저감이 가능하다. 제안한 컨버터를 기존의 하프 브리지 양방향 컨버터와 비교 분석하고 2kW의 시작품을 제작하여 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하였다.

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New Active Snubber Cells for High Step-up Interleaved DC-DC Converters

  • ;Kim, Seon-Ju;;Jeong, Hyeon-Ju;Choe, Se-Wan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.18-20
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    • 2018
  • This paper proposes a new pair of Active Snubber Cells (ASCs) which can fully provide soft switching for a Floating-output Double Boost Converter (FDBC). Besides that, the introduced ASCs are applicable for all basic DC-DC converters. Main switches of the FDBC turn on and off with ZVS. However, the main diodes are ZCS turned off. Furthermore Snubber switches are turned on and off with ZCS and ZVS respectively. It worthy to mention also that the soft switching for snubber diodes of the presented cells is achieved. A 1.5kW, 100kHz prototype of the FDBC with the proposed ASCs was built and evaluated; and the maximum attained efficiency is 97.3%.

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48V-380V Non-isolated High Step-up Soft-Switching DC-DC Converter Using Voltage Multiplier Cells (48V-380V 배전압 셀을 이용한 비절연 고승압 소프트 스위칭 dc-dc 컨버터)

  • Han, Byeonggill;Jeong, Hyeonju;Kim, Sunju;Choi, Sewan
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2017.07a
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    • pp.174-175
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    • 2017
  • 본 논문에서는 배전압 셀을 이용한 비절연 고승압 소프트스위칭 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 동일 듀티로 기존의 하프브리지 컨버터보다 약 2.5배의 승압비를 얻을 수 있고, CCM에서도 스위칭 소자의 소프트 스위칭이 가능하다. 또한, 스위칭 소자와 수동소자의 전압정격이 출력전압의 약 1/3로 감소되어 낮은 도통손실과 스위칭손실을 갖는 스위칭 소자 선정이 가능하며 전체 수동소자 에너지량이 될 수 있다. 1kW급 실험을 통해 동작을 확인하였다.

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