• 전력전자학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.48-58
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• 2023

This paper presents the digital control techniques of a bidirectional CRM(critical-conduction mode) buck(boost) converter, a dead-time design method that optimizes ZVS(zero-voltage switching) and valley-switching operation, and a switching-frequency limitation that ensures stable converter operation. To verify the feasibility of the design, a Si-MOSFET-based bidirectional CRM buck(boost) converter is built with 260-430 V input, 160-240 V output, and 1.0 kW rated capacity. The bidirectional CRM converter achieves an efficiency of up to 99.6% at buck mode and 98.7% at boost mode under rated load conditions.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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• pp.346-351
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• 1998

In design of a digital current controller for a 3-phase (3 ) voltage-source (VS) PWM converter, its conventional model, i.e., stationary or synchronous reference frame model, is used in obtaining its discretized version. It introduces, however, inherent errors since the following practical problems are not taken into consideration: the characteristics of the space vector-based pulse-width modulation (SVPWM) and the time delays in the process of sampling and computation. In this paper, the new hybrid reference frame model of the 3 VS PWM converter is proposed considering these problems. In addition, the direct digital current controller based on this model is designed without any prediction or extrapolation algorithm to compensate the time delay. So the control algorithm is made very simple. It represents no steady-state error in input current control and has the optimized transient responses. The validity of the proposed algorithm is proved by the computer simulation and experimental results.

• Journal of Power Electronics
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• 제10권5호
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• pp.518-527
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• 2010

This paper presents a new technique for directly designing a linear digital controller for a single-phase pulse width modulation (PWM) converter systems, based on closed-loop identification. The design procedure consists of three steps. First, obtain a digital current controller for the inner loop system by using the error space approach, so that the power factor of the supply is close to one. The outer loop is composed of a voltage controller, a current control loop including a current controller, a PWM converter, and a capacitor. Then, all the components, except the voltage controller, are identified by a discrete-time equivalent linear model, using the closed-loop output error (CLOE) method. Based on this equivalent model, a proper digital voltage controller is then directly designed. It is shown through PSim simulations and experimental results that the proposed method is useful for the practical design of PWM converter controllers.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.577-582
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• 2016

전류 컨베이어를 사용하는 카운터 타입의 동기형 시간-디지털 변환기를 공급전압 3volts에서 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 비동기 시간-디지털 변환기의 단점을 보완하기 위해 클록은 시작신호가 인가되면 시작신호와 동기화되어 생성된다. 비동기형 시간-디지털 변환기에서 디지털 출력 값의 에러는 클록주기인 $-T_{CK}$에서 $T_{CK}$이다. 그러나 동기형 시간-디지털 변환기의 경우 에러는 0에서 $T_{CK}$이다. 시작신호와 클록의 동기화로 인하여 시간간격 신호를 디지털 값으로 변환할 때 출력 값의 에러 범위는 감소한다. 또한 고주파의 외부 클럭을 사용하지 않음에 따라 회로의 구성이 간단하다. 설계된 시간-디지털 변환기의 동작은 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권12호
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• pp.70-78
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• 2000

새로운 램프-적분을 이용한 용량차-시간차 변환기를 제안했다. 제안된 회로는 상하대칭으로 두개의 전류 미러, 두 개의 슈미트 트리거, 그리고 제어 논리-회로로 구성된다. 전체 회로를 개별 소자들로 꾸며, 실험한 결과, 제안된 변환기의 센서 커패시터가 295㎊에서 375㎊까지의 커패시턴스 변화에서 1%보다 작은 시간간격(펄스 폭)의 선형 오차를 가진다는 것을 알았다. 제안된 변환기가 335㎊의 센서 커패시턴스를 가질 때, 측정된 용량차와 시간차는 각각 40㎊와 0.2ms이었다. 이 시간차를 빠르고 안정된 클럭으로 카운트함으로써 고 분해능을 제공한다는 것을 알았다. 새로운 램프-적분을 이용한 용량차-시간차변환기를 사용하여 디지털 습도 조절기를 설계하고 실험하였다. 제안된 회로는 전원 전압이나 온도 변화에도 불구하고 용량차에는 거의 영향을 받지 않는다. 또한, 제한된 회로는 적은 수의 MOS 소자로 실현되므로, 작은 칩 면적 위에 집적화 할 수 있는 특징을 갖는다. 따라서 이 회로는 온-칩(on-chip) 인터페이스 회로로 적합하다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제6권3호
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• pp.375-383
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• 2011

This paper describes a real-time hardware simulator for a grid-tied Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) wind power system, which consists of an anemometer, a data logger, a motor-generator set with vector drive, and a back-to-back power converter with a digital signal processor (DSP) controller. The anemometer measures real wind speed, and the data is sent to the data logger to calculate the turbine torque. The calculated torque is sent to the vector drive for the induction motor after it is scaled down to the rated simulator power. The motor generates the mechanical power for the PMSG, and the generated electrical power is connected to the grid through a back-to-back converter. The generator-side converter in a back-to-back converter operates in current control mode to track the maximum power point at the given wind speed. The grid-side converter operates to control the direct current link voltage and to correct the power factor. The developed simulator can be used to analyze various mechanical and electrical characteristics of a grid-tied PMSG wind power system. It can also be utilized to educate students or engineers on the operation of grid-tied PMSG wind power system.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1619-1626
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• 2021

증분형 아날로그 디지털 변환기는 전통적인 델타 시그마 아날로그 디지털 컨버터와 달리 리셋 동작을 통한 입력과 출력의 1:1 매핑이 가능하며 이는 멀티플렉싱에 매우 용이하게 사용될 수 있다. 또한, 증분형 아날로그 디지털 변화기는 전통적인 델타 시그마 변환기에 비해 간단한 디지털 필터 설계가 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 아날로그 디지털 컨버터 설계에 기본이 되는 딜레이가 있는 적분기와 딜레이가 없는 적분기의 시간 영역에서의 분석을 시작으로 2차 입력 피드 포워드, 확장된 카운팅, 2+1 매쉬, 2+2 매쉬 구조를 갖는 증분형 아날로그 디지털 변환기의 설계 방정식을 유도한다. 이를 통해 설계 이전에 증분형 아날로그 디지털 변환기의 성능을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 각각의 아날로그 디지털 변화기에 적합한 디지털 필터를 설계할 수 있다. 또한, 아날로그 디지털 변환기의 정확도를 향상 시키기 위한 확장된 카운팅, MASH의 설계 기술들을 제안하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.135-137
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• 2007

A phase shifted full-bridge PWM converter (PSFBC) has been used as the most popular topology for many applications. But, for the reasons of the cost and performance, the control circuits for the PSFBC have generally been implemented using analog circuits. The studies on the digital control of the PSFBC were recently presented. However, they considered only the digital implementation of the analog controller. This paper presents the modeling and design of the digital controller for the PSFBC in the discrete time domain. The discretized PSFBC model is first derived considering the sampling effect. Based on this model, the digital controller is directly designed in discrete time domain. The simulation and experimental results are provided to verify the proposed modeling and controller design.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.520-521
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• 2017

일반적인 카운터 타입의 시간-디지털 변환기에서 시간간격 신호와 클록신호의 비동기로 인하여 디지털 변환에러가 발생한다. 클록의 주기를 $T_{CLOCK}$라고 하면, 시간간격 신호의 시작신호와 클록의 비동기로 인하여 최대 $T_{CLOCK}$의 변환에러가 발생한다. 그리고 시간간격 신호의 멈춤신호와 클록의 비동기로 인하여 최대 $-T_{CLOCK}$의 변환에러가 발생한다. 그러나 시작신호와 클록을 동기화하고 클록을 시간간격 신호동안 발생시킬 경우 디지털 변환에러의 범위는 0에서 $(1/2)T_{CLOCK}$이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.88-90
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• 2012

본 논문은 rail-to-rail 입력 범위를 가지는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 (SAR: successive approximation register) 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)를 제안한다. 제안된 SAR ADC는 커패시터 디지털-아날로그 변환기 (DAC: digital-to-analog converter), SAR 로직, 그리고 비교기로 구성된다. 외부에서 공급되는 클럭의 주파수를 낮추기 위해 SAR 로직과 비교기에 의해 비동기로 생성된 내부 클럭을 사용한다. 또한 높은 해상도를 구현하기 위해 오프셋 보정기법이 적용된 시간-도메인 비교기를 사용한다. 면적과 전력소모를 줄이기 위해 분할 캐패시터 기반 차동DAC를 사용한다. 설계된 비동기 SAR ADC는 0.18-um CMOS 공정에서 제작되며, core 면적은 $420{\times}140{\mu}m^2$이다. 1.8 V의 공급전압에서 0.818 mW의 전력 소모와 91.8 fJ/conversion-step의 FoM을 가진다.