• 제목/요약/키워드: Thermal Voltage Converter

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열전압변환기와 교류측정표준을 사용한 감쇠기 평탄도 특성 분석 기법 (Flatness Characteristics Analysis Technique of Attenuator Using Thermal Voltage Converter and AC Measurement Standard)

  • 차윤배;김부일
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.330-337
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    • 2018
  • 본 논문은 열전압변환기와 교류측정표준을 사용하여 10Hz에서 50MHz 대역의 감쇠기 평탄도 특성을 1kHz를 기준으로 분석하는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 TVC를 사용하여 측정 주파수별 감쇠기의 입력전압을 1kHz와 동일하게 공급한 후, 교류측정표준에서 지시되는 전압 변화량으로 감쇠기의 평탄도 특성분석을 수행하였다. 감쇠기 평탄도 특성분석의 결과는 1dB에서 70dB까지 최대 $866{\mu}V/V$의 불확도로 측정이 가능하며, 기존 회로망 측정방법을 사용한 2.31mV/V 보다 약 37%의 불확도가 감소된 것을 확인하였다. 향상된 감쇠기 평탄도 특성 값은 교류측정표준의 저전압 2.2V에서 2.2mV까지 주파수 평탄도 교정에 적용할 수 있다.

고효율 5A용 동기식 DC-DC Buck 컨버터 (High Efficiency 5A Synchronous DC-DC Buck Converter)

  • 황인환;이인수;김광태
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.352-359
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    • 2016
  • This paper presents high efficiency 5A synchronous DC-DC buck converter. The proposed DC-DC buck converter works from 4.5V to 18V input voltage range, and provides up to 5A of continuous output current and output voltage adjustable down to 0.8V. This chip is packaged MCP(multi-chip package) with control chip, top side P-CH switch, and bottom side N-CH switch. This chip is designed in a 25V high voltage CMOS 0.35um technology. It has a maximum power efficiency of up to 94% and internal 3msec soft start and fixed 500KHz PWM(Pulse Width Modulation) operations. It also includes cycle by cycle current limit function, short and thermal shutdown protection circuit at 150℃. This chip size is 2190um*1130um includes scribe lane 10um.

플랫 판넬표시장치용 DC-DC 컨버터 집적회로의 설계 (A Integrated Circuit Design of DC-DC Converter for Flat Panel Display)

  • 이준성
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권10호
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    • pp.231-238
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    • 2013
  • 본 논문은 플랫판넬 디스플레이 장치에 사용할 DC-DC 변환기의 설계에 관한 것이다. 6~14[V]의 단일 DC 전원전압으로부터 플랫 판넬 백바이어스용 -5[V] DC 전압 발생회로(Negative DC Voltage Generator)와 승압된 15[V], 23[V] DC 전압 발생회로, 그리고 강압된 3.3[V] DC를 얻기 위한 회로를 설계하였다. 또한 기준 전압원으로 사용하기 위한 밴드갭 회로와 발진기, 레벨변환기 회로, 고온보호 회로 등을 설계하였다. 제작공정은 부(-)전압으로 동작하는 회로와 기타 회로를 분리하기 위해서 트리플-웰(Triple-Well)구조가 적용된 공정 내압 30[V], 최소선폭 0.35[${\mu}m$], 2P_2M CMOS 공정을 사용하였다. 설계된 모든 회로는 시뮬레이션으로 검증하여 동작을 확인하였으며 원 칩으로 제작하여 플랫판넬 디스플레이 장치에 응용할 수 있도록 기능을 확보하였다.

Bi-Sb 다중접합 열전변환기의 교류-직류 변환 특성 (AC-DC Transfer Characteristics of a Bi-Sb Multijunction Thermal Converter)

  • 김진섭;이현철;함성호;이종현;이정희;박세일;권성원
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권11호
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    • pp.46-54
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    • 1998
  • 직선 또는 필라멘트 모양의 NiCr 박막 히터 및 Bi-Sb 박막 열전퇴(thermopile)로 구성되는 평면형 Bi-Sb 다중접합 열전변환기를 제작하고, 10 Hz에서부터 10 ㎑까지의 교류 입력신호에 대한 변환기의 교류-직류 변환 특성을 논의하였다. 변환기의 열감도를 증가시키고 또한 교류-직류 변환오차를 감소시키기 위하여, NiCr 히터 및 Bi-Sb 열전퇴의 고온 접합부를 열차단막 역할을 하는 Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ 다이아프램위에 각각 형성하였고, 열전퇴의 저온 접합부는 방열판 역할을 하는 실리콘 림(rim)에 의해 지지되는 Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ 박막위에 형성하였다. 단일 bifilar NiCr 히터가 내장된 변환기의 열감도는 공기 및 진공중에서 각각 약 14.0 ㎷/㎽ 및 54.0 ㎷/㎽였고, 교류-직류 전압 및 전류 변환 오차범위는 공기중에서 각각 약 ±0.60 ppm 및 ±0.11 ppm이었다. 변환기의 교류-직류 변환 정확도가 상용 3차원 구조의 다중접합 열전변환기의 것보다 훨씬 더 높게 개선되었으나, 시간에 따른 출력 열기전력의 변화는 비교적 높게 나타났다.

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Performance Evaluation of GaN-Based Synchronous Boost Converter under Various Output Voltage, Load Current, and Switching Frequency Operations

  • Han, Di;Sarlioglu, Bulent
    • Journal of Power Electronics
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    • 제15권6호
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    • pp.1489-1498
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    • 2015
  • Gallium nitride (GaN)-based power switching devices, such as high-electron-mobility transistors (HEMT), provide significant performance improvements in terms of faster switching speed, zero reverse recovery, and lower on-state resistance compared with conventional silicon (Si) metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFET). These benefits of GaN HEMTs further lead to low loss, high switching frequency, and high power density converters. Through simulation and experimentation, this research thoroughly contributes to the understanding of performance characterization including the efficiency, loss distribution, and thermal behavior of a 160-W GaN-based synchronous boost converter under various output voltage, load current, and switching frequency operations, as compared with the state-of-the-art Si technology. Original suggestions on design considerations to optimize the GaN converter performance are also provided.

디지털 샘플링 방법을 사용한 교류전압과 전류의 (Traceable AC Voltage and Current Measurements Using Digital Sampling Technique)

  • 위제싱허;박영태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.686_687
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    • 2009
  • The traceability maintenance system for the AC voltage and current has been developed at the frequency range of 20 Hz to 100 Hz without using any compensation technique which is used at thermal converter (TC) ac-dc transfer system at low frequencies. The system uses a digital voltmeter (DVM) as a data acquisition system of the input waveform and stored data in memory. The developed algorithm acquires and processes the sampling data to calculate the root mean square (rms) value of the input voltage of DVM which operates at DC 10 V range for better accuracy. The best uncertainty of the AC voltage measurements is $3 {\mu}V/V$ within the frequency range. The best uncertainty of the AC current measurements is better than the $5 {\mu}A/A$ and mainly depend on the current to voltage converter, ac-dc current shunt or Current Transformer (CT), used for the measurement

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E-mobility용 고밀도 전원장치의 PCB방열 특성해석에 관한 연구 (A study on PCB Heat Dissipation Characteristics of High Density Power Supply for E-mobility)

  • 김종해
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.528-533
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    • 2021
  • 본 논문은 전기자동차용 고밀도 DC-DC 컨버터의 PCB 방열특성에 대해 나타낸다. 본 논문은 또한 고밀도 DC-DC 컨버터의 방열구조를 분석하고 열해석 시뮬레이션을 통해 고밀도 전원장치의 PCB 방열 설계를 최적화한다. 따라서 본 논문에서는 열전달 이론을 바탕으로 일반적인 전자기기의 방열 경로를 분석하고 열저항 등가 회로를 모델링한다. 또한 본 논문의 연구 대상인 500[W]급 동기식 벅 컨버터의 열저항 등가 회로를 모델링 하여 방열 성능 향상을 위한 구조적인 방열 경로를 제시한다. 입력전압 72[V], 출력전압 12[V]의 500[W]급 동기식 벅 컨버터에 다면 방열 구조를 적용하여 열해석 시뮬레이션결과와 시작품의 실험을 통해 제안 구조의 타당성을 검증한다.

개선된 소프트 스위칭 Two-transistor forward converter (An Improved Soft Switching Two-transistor Forward Converter)

  • Kim, Marn-Go
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.137-140
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    • 2000
  • This paper proposes an improved soft switching two-transistor forward converter which uses a novel lossless snubber circuit to effectively control the turn-off dv/dt rate of the main transistors. In the proposed soft switching implementation the turn-off voltage traces across the main two transistors are almost the same contributing to reduce the total capacitive turn-on loss and the snubber current is divided into the two transistors resulting in distributed thermal stresses

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GaN MOSFET을 이용한 고밀도, 고효율 48V 버스용 3-출력 Buck Converter 설계 (A High Efficiency, High Power-Density GaN-based Triple-Output 48V Buck Converter Design)

  • 이상민;이승환
    • 전력전자학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.412-419
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    • 2020
  • In this study, a 70 W buck converter using GaN metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) is developed. This converter exhibits over 97 % efficiency, high power density, and 48 V-to-12 V/1.2 V/1 V (triple output). Three gate drivers and six GaN MOSFETs are placed in a 1 ㎠ area to enhance power density and heat dissipation capacity. The theoretical switching and conduction losses of the GaN MOSFETs are calculated. Inductances, capacitances, and resistances for the output filters of the three buck converters are determined to achieve the desired current, voltage ripples, and efficiency. An equivalent circuit model for the thermal analysis of the proposed triple-output buck converter is presented. The junction temperatures of the GaN MOSFETs are estimated using the thermal model. Circuit operation and temperature analysis are evaluated using a circuit simulation tool and the finite element analysis results. An experimental test bed is built to evaluate the proposed design. The estimated switch and heat sink temperatures coincide well with the measured results. The designed buck converter has 130 W/in3 power density and 97.6 % efficiency.

하이브리드 자동차 보조전원 공급용 DC-DC 컨버터 개발 (Development of DC-DC Converter for Ancillary Power Supply in Hybrid Electric Vehicle)

  • 김종철;최덕관;박해우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.261-265
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    • 2005
  • 본 논문에서는 하이브리드 자동차용 보조전원 공급이 목적인 DC-DC Converter에 대하여 기술하였다. DC-DC Converter는 차량 내의 헤드램프, 오디오, 각종 ECU등 전기/전자 부하에 전력을 공급하며 또한 12V 보조 배터리를 충전하는데 사용된다. 고주파 동작 조건하에서 유기되는 전자파 노이즈와 스위칭 손실을 저감하기 위하여 컨버터 토폴로지로 위상천이 영전압 풀브리지 방식을 적용하였으며 제어기의 용이한 보상 및 안정된 시스템 응답 특성을 위하여 슬로프 보상이 포함된 전류 모드 제어방식을 사용하였다 정전압/정전류 충전 제어 방식은 전기부하에 안정적인 전원공급과 보조 배터리의 안정적인충전을 보장한다. 초기의 회로 파라메타 설정 및 하드웨어 디버깅을 위하여 시뮬레이션 툴로 PSIM 6.0을 사용하였으며. DC-DC Converter에서 스위칭 소자의 발열문제는 Thermo Tracer 장비를 사용하여 개선하였다.

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