• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
• /
• pp.404-407
• /
• 2011

본 논문은 전류모드에서 동작하는 PWM/PFM DC-DC Boost 변환기의 설계를 하였다. 부하전류가 클 때는 PWM으로 동작하고, 부하 전류가 작을 때는 PFM으로 동작함으로써 높은 효율을 유지할 수 있게 설계하였다. DC-DC Boost 변환기는 $0.35{\mu}m$ 공정으로 설계되었으며, 500KHz의 주파수에 동작하고, 최대 효율은 92.1%이다. 그리고 부하 전류가 최대 600mA까지 구동 할 수 있다. 전체 칩의 크기는 패드를 포함하여 $1300{\mu}m{\times}1070{\mu}m$이다. 따라서 작은 칩 면적으로 넓은 부하전류를 구동할 수 있는 DC-DC Boost 변환기를 설계하였다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.89-98
• /
• 2010

절연된 부스트 변환기는 전기적인 절연과 매우 높은 승압을 필요로 하는 응용분야에 적합한 변환기이다. 낮은 입력전압을 높은 출력전압으로 승압하기 위해 필요한 변압기는 volt-sec 평형 조건을 만족하여야 한다. 기존의 절연된 부스트 변환기는 도통구간을 오버랩하여 제어하였으며 이 경우 제어회로가 복잡해지는 문제가 있다. 본 논문에서는 변압기의 volt-sec 평형을 위해 리셋권선을 설치하고 자기구동 스위치를 이용하여 제어회로를 간단하게 구성할 수 있는 절연된 부스트 변환기를 제안하고 해석한다. 마지막으로 출력 10[W]급의 절연된 부스트 변환기를 구성하여 시뮬레이션하고 실험을 수행하여 제안한 변환기의 이론적 해석의 타당성을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
• /
• pp.285-288
• /
• 2012

기존의 DC-DC Boost 변환기에 사용되는 일반적인 non-overlapping gate driver는 dead-time이 고정되어 있기 때문에 body-diode conduction loss 또는 charge-sharing loss가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 loss에 의한 효율 감소를 줄이기 위해 dead-time 적응제어 기능을 갖는 PWM DC-DC Boost 변환기를 설계하였다. 또한, 부하전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 power switching 회로를 사용하였다. 그 결과 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 DC-DC Boost 변환기는 CMOS 0.18um공정으로 설계하였다. 2.5V의 입력전압을 받아서 3.3V의 출력전압을 얻는다. 스위칭 주파수는 500kHz이며, 최대효율은 97.8%이다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.441-450
• /
• 2010

리튬전지는 다양한 전자기기의 구동전원으로 널리 사용되고 있으며, 충전과 방전 동작을 수차례 반복하는 화성공정은 이러한 리튬전지의 생산에 필수적이다. 본 논문에서는 충전동작과 방전동작을 하나의 장치로 수행할 수 있는 리튬전지 충방전용 직류-직류 변환기를 제안하고 설계한다. 제안한 변환기는 리튬전지의 충방전 특성을 고려하여 설계하였으며, 충전모드에서는 포워드 변환기로 동작하고 방전모드에서는 절연된 부스트 변환기로 동작한다. 해석을 바탕으로 설계조건에 부합하는 변압기의 권선 수, 인덕터, 커패시터 및 스위칭 소자를 설계하였다. 끝으로 설계한 변수를 적용한 시뮬레이션과 실험을 통하여 본 논문에서 제안한 변환기 설계의 타당성을 입증하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.203-210
• /
• 2012

기존의 DC-DC 부스트 변환기에 사용되는 non-overlapping gate driver는 dead-time이 고정되어 있기 때문에 body-diode conduction loss 또는 charge-sharing loss가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 loss에 의한 효율 감소를 줄이기 위해 본 논문에서는 dead-time 적응제어 기능을 갖는 PWM DC-DC 부스트 변환기를 설계하였다. 제안된 DC-DC 부스트 변환기는 CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 설계되었고, 입력전압 2.5V를 받아서 3.3V의 출력전압으로 승압시킨다. 스위칭 주파수는 500kHz이며, 최대효율은 97.3%이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
• /
• pp.267-270
• /
• 2014

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 출력된 신호를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 이용하였다. 또한 진동소자로부터 최대전력을 수확하기 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 기능을 적용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $530um{\times}325um$이다. 설계된 회로의 성능을 검증한 결과 AC-DC 변환기와 DC-DC 부스트 변환기의 최대 효율은 각각 97.7%와 89.2%이며, 전체회로의 최대 효율은 87.2%이다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제40권9호
• /
• pp.1693-1698
• /
• 2015

본 논문은 이중 펄스 폭을 지닌 PFM(Pulse-Frequency Modulator) 부스트 변환기를 제안한다. 부스트 변환기의 구동 회로 구조는 밴드 갭 기준 전압 발생 회로와 이를 이용해 여러 가지의 기준 전압을 생성하는 기준 전압 발생 회로, 소프트 시동 회로, 에러 증폭기, 고속 전압 비교기, 인덕터 전류 센싱 회로, 펄스 폭 발생 회로로 구성되어있다. 변환기는 부하 전류 상태에 따라 서로 다른 최대 인덕터 전류 값을 갖도록 구성해 부하 범위를 넓히고, 출력 전압 리플을 감소하도록 했다. 제안된 PFM 부스트 변환기는 입력 전압으로 3.7V를 받고, 18V의 출력 전압을 생성한다. 구동 가능한 부하 전류는 0.1~300mA의 범위를 가진다. 모의실험 결과 저 부하 전류 동작 구간에서 0.43%, 고 부하 전류 동작 구간에서는 0.79%의 출력 전압 리플을 보였다. 변환기는 저 부하 구간에서 85%의 효율을 나타내며 20mA에서 86.4%로 최대의 효율을 나타냈다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.89-93
• /
• 2017

본 논문은 Buck-Boost DC-DC 변환기를 이용하여 다중 대역으로 존재하는 RF 신호를 수집하여 에너지를 생성하는 에너지 수집 시스템에 대하여 소개한다. 수집된 전기에너지를 사용하는 부하의 저항이 지속적으로 변하는 환경에서는 부하 저항이 변하여도 DC-DC 변환기의 입력저항이 변하지 않는 Buck-Boost DC-DC 변환기를 사용하였다. 입력으로 들어오는 RF 신호의 주파수 대역이 다양하므로 다중대역을 다 처리 할 수 있도록 정류기를 대역별로 설계하고 정류기 앞에 각 대역별로 매칭 회로를 추가하였다. 크기가 매우 작은 RF 신호를 효과적으로 수집하기 위한 정류기를 위하여 각 대역에서 수집하여 발생시킨 전압을 계속 누적하여 축적하는 방법을 고안하여 매우 작은 크기의 입력 신호에도 일정한 전압이 출력되게끔 회로를 설계하였다. 입력이 -20 dBm의 크기를 가진 RF 신호에도 출력 효율이 20% 정도까지 낼 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제43권9호
• /
• pp.23-30
• /
• 2006

본 논문은 전류 감지 feedback 기법을 사용한 고효율 CMOS DC-DC boost 변환기의 설계에 관한 것이다. 펄스-폭 변조 방식의 스위칭 동작을 위해 인덕터를 통해 흐르는 전류의 양을 감지하는 고해상도 전류 감지 회로를 설계하였다. 이를 통하여 외부 소자나 큰 면적을 차지하는 주파수 보상 회로 없이 안정적으로 동작하는 변환기 성능을 얻을 수 있다. 또한 외부 저항 열을 사용하여 다양한 입력/출력 전압 특성을 얻을 수 있다. 설계한 DC-DC 변환기는 thick gate oxide 옵션이 포함된 0.18-um CMOS 표준 공정으로 제작하였다. 부하 전류 200mA 이상에 대하여 3.3V의 출력을 얻는 변환기에서 최대 효율은 90% 이상, load regulation은 100mA의 변화에 대하여 1.15%의 특성을 나타낸다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.29-36
• /
• 2010

본 논문에서는 새로운 변조방식을 사용한 단상 인버터 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 buck-boost 변환기와 인버터로 구성되며 새로운 변조방식인 PWAM(Pulse Width/Amplitude Modulation)방식을 사용하여 제어한다. PWAM방식은 PWM(Pulse Width Modulation)방식과 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식이 혼합된 새로운 변조방식이며 인버터의 입력단에 위치한 buck-boost 변환기는 일정한 직류전압을 입력으로 받아 가변 직류전압으로 변환한다. 인버터는 buck-boost 변환기에서 출력된 가변 직류전압을 입력으로 하며, PWM 구간에서는 PWM 스위칭을 하고 PAM 구간에서는 인버터가 스위칭을 하지 않음으로써 정현 교류전압으로 변환한다. 제안한 PWAM방식을 사용한 단상 인버터 시스템은 PAM 구간에서 스위칭 동작을 하지 않으므로 기존의 방식에 비해 스위칭 횟수가 감소하여 스위칭 손실을 줄일 수 있다.