• 제목/요약/키워드: Zero Voltage Transition

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새로운 액티브 스너버를 이용한 소프트 스위칭 PWM 컨버터의 특성해석 (Characteristics Analysis of Soft Switching PWM Converter Using a New Active Snubber)

  • 조만철;문상필;김칠용;서기영;권순걸
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.44-49
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    • 2007
  • 본 논문은 기존 컨버터에 보조 스위치와 공진 인덕터, 공진 커패시터, 두개의 다이오드를 추가하여 새로운 소프트 스위칭 액티브 스너버회로가 부가된 컨버터를 제안하였다. 제안한 컨버터는 공진 에너지 회생율을 최대화함으로써 전체적인 효율을 증가시켰으며, 모든 스위칭 소자들이 소프트 스위칭 조건에서 턴-온/턴-오프하여 스위칭 손실을 최소화하였다. 그리고 공진 에너지를 완전히 입력으로 회생시켜 전도손실을 저감시켰다. 이러한 결과는 시뮬레이션과 실험을 통하여 증명하였다.

새로운 절연된 영전압 스위칭 PWM 부스트 컨버터 (New Isolated Zero Voltage Switching PWM Boost Converter)

  • 조은진;문건우;정영석;윤명중
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.535-538
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    • 1994
  • In this paper, an isolated ZVS-PWM boost converter is proposed for single stage line conversion. For power factor correction, we used the half bridge topology at the primary side of isolation transformer permitting switching devices to operate under ZVS by using circuit parastics and operating at a fixed duty ratio near 50%. Thus the relatively continuous input current distortion and small size input filter are also achievable. The ZVS-PWM boost operation of the proposed converter can be achieved by using the boost inductor $L_f$, main switch $Q_3$, and simple auxiliary circuit at the secondary side of isolation transformer. The secondary side circuit differ from a conventional PWM boost converter by introduction a simple auxiliary circuit. The auxiliary circuit is actived only during a short switching transition time to create the ZVS condition for the main switch as that of the ZVT-PWM boost converter. With a single stage, it is possible to achieve a sinusoidal line current at unity power factor as well as the isolated 48V DC output. Comparing to the two stage schemes, overall effiency of the proposed converter is highly improved due to the effective ZVS of all devices as well as single stage power conversion. Thus, it can be operated at high switching frequency allowing use of small size input filter. Minimum voltage and current stress make it high power application possible.

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Boost Type ZVS-PWM Chopper-Fed DC-DC Power Converter with Load-Side Auxiliary Resonant Snubber and Its Performance Evaluations

  • Ogura, Koki;Chandhaket, Srawouth;Ahmed, Tarek;Nakaoka, Mutsuo
    • KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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    • 제3B권3호
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    • pp.147-154
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    • 2003
  • This paper presents a high-frequency boost type ZVS-PWM chopper-fed DC-DC power converter with a single active auxiliary edge-resonant snubber at the load stage which can be designed for power conditioners such as solar photovoltaic generation, fuel cell generation, battery and super capacitor energy storages. Its principle operation in steady-state is described in addition to a prototype setup. The experimental results of boost type ZVS-PWM chopper proposed here, are evaluated and verified with a practical design model in terms of its switching voltage and current waveforms, the switching v-i trajectory and the temperature performance of IGBT module, the actual power conversion efficiency, and the EMI of radiated and conducted emissions, and then discussed and compared with the hard switching scheme from an experimental point of view. Finally, this paper proposes a practical method to suppress parasitic oscillation due to the active auxiliary resonant switch at ZCS turn-off mode transition with the aid of an additional lossless clamping diode loop, and can be reduced the EMI conducted emission.

High-Speed Digital/Analog NDR ICs Based on InP RTD/HBT Technology

  • Kim, Cheol-Ho;Jeong, Yong-Sik;Kim, Tae-Ho;Choi, Sun-Kyu;Yang, Kyoung-Hoon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제6권3호
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    • pp.154-161
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    • 2006
  • This paper describes the new types of ngative differential resistance (NDR) IC applications which use a monolithic quantum-effect device technology based on the RTD/HBT heterostructure design. As a digital IC, a low-power/high-speed MOBILE (MOnostable-BIstable transition Logic Element)-based D-flip flop IC operating in a non-return-to-zero (NRZ) mode is proposed and developed. The fabricated NRZ MOBILE D-flip flop shows high speed operation up to 34 Gb/s which is the highest speed to our knowledge as a MOBILE NRZ D-flip flop, implemented by the RTD/HBT technology. As an analog IC, a 14.75 GHz RTD/HBT differential-mode voltage-controlled oscillator (VCO) with extremely low power consumption and good phase noise characteristics is designed and fabricated. The VCO shows the low dc power consumption of 0.62 mW and good F.O.M of -185 dBc/Hz. Moreover, a high-speed CML-type multi-functional logic, which operates different logic function such as inverter, NAND, NOR, AND and OR in a circuit, is proposed and designed. The operation of the proposed CML-type multi-functional logic gate is simulated up to 30 Gb/s. These results indicate the potential of the RTD based ICs for high speed digital/analog applications.

비선형 순시추종형 PWM 제어기법을 적용한 강압형 DC-DC 컨버터 (The Buck DC-DC Convener with Non-Linear Instantaneous Following PWM Control Method)

  • 김상돈;라병훈;이현우;김광태
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.73-80
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    • 2003
  • 제안된 제어 기법은 아날로그 적분기의 적분시간이 적분기 입력전압의 크기에 반비례하는 원리를 이용하여 이 펄스 변조 스위칭 컨버터를 순시 추종 제어하는 방법을 제시한다. 제안된 제어 방법은 정주파수로 동작하며 제어 스위치가 턴 온 되는 시점에서 시작하여 턴 오프 되는 시간을 아날로그 적분기를 사용하여 계산한다. 전력 변환기의 스위칭 시간을 나타내는 듀티비는 스위칭 변수의 평균치에 의하여 결정되며 추종시간은 한 사이클 내에서 이루어진다. 정상 상태는 물론 과도 상태에서도 정확하게 지령치에 추종하며, 제어기는 제어 변수의 평균치와 제어 기준값을 보정하여 제어 오차가 제로가 되게 제어한다. 제안된 제어 방법은 벅 컨버터를 사용하여 실험하였으며 이를 통하여 실험 결과와 이론이 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

CPL을 이용한 저전력 격자 웨이브 디지털 필터의 설계 (Low-power Lattice Wave Digital Filter Design Using CPL)

  • 김대연;이영중;정진균;정항근
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권10호
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    • pp.39-50
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    • 1998
  • 넓은 통과대역과 좁은 천이대역폭을 갖는 디지털 필터는 이동통신 장비의 CODEC이나 의료장비등에 사용된다. 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터는 다른 주파수 특성의 디지털 필터에 비해 계수 및 내부신호의 양자화 영향을 크게 받기 때문에 긴 워드 길이가 요구되며 이로 인해 칩의 면적 및 소모 전력이 증가한다. 본 논문에서는 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터의 저전력 구현을 위하여 CPL (Complementary Pass-Transistor Logic), 격자 웨이브 디지털 필터와 수정된 DIFIR (Decomposed & Interpolated FIR) 알고리듬을 이용한 설계 방법을 제시한다. CPL에서의 단락전류 성분을 줄이기 위하여 PMOS 몸체효과, PMOS latch 및 weak PMOS를 이용하는 3가지 방법에 대해 시뮬레이션을 통하여 비교한 결과 전파지연, 에너지 소모 및 잡음여유 면에서 PMOS latch를 사용하는 방법이 가장 유리하였다. 통찰력을 가지고 CPL 회로를 최적화하기 위해 CPL 기본구조에 대해 시뮬레이션 결과로부터 전파지연과 에너지 소모에 대한 경험식을 유도하여 트랜지스터의 크기를 정하는데 적용하였다. 또한 필터계수를 CSD (Canonic Signed Digit)로 변환하고 계수 양자화 프로그램을 이용하여 필터계수의 non-zero 비트수를 최소화시켜 곱셈기를 효율적으로 구현하였다. 알고리듬 측면에서 하드웨어 비용을 최소화하기 위해 수정된 DIFIR 알고리듬을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 방법의 전력 소모가 기존 방법보다 38% 정도 감소되었다.

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IoT기반 헬스케어 의료기기의 디지털 데이터 전송시간 감소를 위한 압축 바이너리 클러스터의 맨체스터 코딩 전송 (Manchester coding of compressed binary clusters for reducing IoT healthcare device's digital data transfer time)

  • 김정훈
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.460-469
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    • 2015
  • 본 연구는 IoT 기술을 이용한 의료기기에서 송수신되는 대량의 이진데이터의 디지털 변조 과정시 독특한 압축 알고리즘을 적용하여 보다 빠른 시간내에 데이터를 송수신하기 위한 연구이다. 이를 위해 이진데이터 스트리밍을 간단한 규칙에 따라 바이너리 클러스터라는 단위로 구분한 뒤, 각 바이너리 클러스터에 대해 1차 압축바이너리 클러스터를 생성하고 유형별로 추가적인 압축 연산을 통해 1 내지 2비트를 압축한 2차 압축 바이너리 클러스터를 생성한 뒤, 각각의 2차 압축 바이너리 클러스터를 맨체스터 라인코딩 방식으로 전송하였다. 특히 본 연구에서는 각각의 2차 압축바이너리 클러스터들의 구분을 위한 정보로서 휴지 전위를 2차 압축 바이너리 클러스터를 코딩한 맨체스터 코드 사이에 삽입 전송하는 방법을 제안하였다. 이를 통해, 2비트 압축된 바이너리 클러스터의 경우 휴지 전위를 위한 1 전송 단위 시간의 소요를 고려하더라도 추가적으로 1 전송 단위 시간의 시간적 이득을 얻게 됨으로써 전송 속도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대되었다. 휴지 전위는 1개 전송 단위로서만 독립적으로 각각 분리된 압축바이너리 클러스터들의 연결에 사용하므로, 2개 전송단위 시간 이상의 연속된 휴지 전위는 존재하지 않게 되고, 맨체스터 코딩의 기본 규칙을 준수하므로 직류 성분도 존재하지 않게 된다. 특히 이미 정보이론 알고리즘을 이용한 압축된 이진 데이터에 대해서도 본 연구에서 제안한 압축전송 과정을 이용할 경우 전송 속도를 추가적으로 약 12.6% 향상 시킬 수 있음이 예측되었다.