• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.411-414
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• 2011

본 논문에서는 DPSS 기능을 갖는 3중 모드 DC-DC buck 변환기를 설계하였다. 설계된 buck 변환기는 부하 전류가 큰 경우(80mA~500mA)에는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고, 부하 전류가 작은 경우(1mA~80mA)에는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어 방식을 사용하며, 부하 전류가 1mA 이하인 대기모드(sleep-mode)에서는 LDO(Low Drop Out)를 사용한다. 또한, PFM 제어 방식에서 부하 전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 DPSS(Dynamic Partial Shutdown Strategy) 기법을 사용하였다. 그 결과 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 벅 변환기는 CMOS 0.18um 공정을 이용하여 설계되었다. 3.3V의 입력전압을 받아 2.5V의 출력전압으로 강압시키며, 최대 부하전류는 500mA이고, 스위칭 주파수는 1MHz이다. 최대효율은 97.03 %, 칩 크기는 PAD를 포함하여 $1465um{\times}895um$이다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.30-40
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• 2002

본 논문은 250w 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기의 개발에 관한 연구로써 안정기의 입력 역율은 PFC IC를 이용하여 개선하였고, 벅 Type의 DC-DC 컨버터를 회로에 삽입하여 인버터회로에서 램프의 정격전압만을 공급할 수 있도록 함으로써 인버터 스위칭소자의 스트레스를 줄이게 되었다. 인버터의 형태는 풀 브릿지로 하였고 램프 점등을 구형 저주파에 고주파 성분을 첨가하는 방식으로 음향공명현상을 제거하였다. 또한 LC 회로를 이용한 간단 한 점화기 회로를 개발하였다. 벅 컨버터의 출력 전압을 조절하여 램프의 전압이 가변되는 원리를 이용하여 조광 제어를 할 수 있으며 계절별 및 시간대별로 점등시간과 조도조절이 가능토록 하였다. 벅 컨버터 출력 전압의 조절과 무부하 보호 및 과전류 보호 기능은 마이크로프로세서의 프로그램을 개발하여 수행하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권5호
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• pp.1108-1121
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• 2019

The non-inverting buck-boost converter (NIBB) is a step-up and step-down DC-DC converter suitable for wide-input-voltage-range applications. However, when the input voltage is close to the output voltage, the NIBB needs to operate in the buck-boost mode, causing a significant efficiency reduction since all four switches operates in the PWM mode. Considering both the current stress limitation and the efficiency optimization, a novel design methodology for the optimal phase-shift modulation of a NIBB in the buck-boost mode is proposed in this paper. Since the four switches in the NIBB form two bridges, the shifted phase between the two bridges can serve as an extra degree of freedom for performance optimization. With general phase-shift modulation, the analytic current expressions for every duty ratio, shifted phase and input voltage are derived. Then with the two key factors in the NIBB, the converter efficiency and the switch current stress, taken into account, an objective function with constraints is derived. By optimizing the derived objective function over the full input voltage range, an offline design methodology for the optimal modulation scheme is proposed for efficiency optimization on the premise of current stress limitation. Finally, the designed optimal modulation scheme is implemented on a DSPs and the design methodology is verified with experimental results on a 300V-1.5kW NIBB prototype.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1074-1080
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• 2020

본 논문은 공정, 전압 및 온도에 둔감하며, 출력전압 상태에 따라 3가지 동작모드가 가능한 디지털 제어 벅 변환기를 제안한다. 기존 디지털 제어 방식의 벅 변환기는 A/D 변환기, 카운터 및 딜레이 라인 회로를 사용하여서 정확한 출력 전압을 제어하였다. 정확한 출력 전압 제어를 위해서는 카운터 및 딜레이 라인 비트 수를 증가시켜서 회로 복잡성 증가 문제점을 지니고 있다. 이러한 회로의 복잡성 문제를 해결하기 위해서 제안된 회로에서는 8비트 및 16 비트 양 방향 쉬프트 레지스터를 사용하고 최대 128비트 해상도까지 듀티비 제어가 가능한 벅 변환기를 제안한다. 제안하는 벅 변환기는 CMOS 180 나노 공정 1-poly 6-metal을 사용하여 설계 및 제작하였으며, 2.7V~3.6V의 입력 전압과 0.9~1.8V의 출력 전압을 생성하고, 리플전압은 30mV, 전력 효율은 최대 92.3%, 과도기 응답속도는 4us이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권4호
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• pp.864-870
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• 2017

본 논문은 넓은 부하 전류를 요구하는 휴대 기기에서 사용될 목적으로 주파수 전압 변환을 이용하여 모드 제어 가능한 듀얼 모드 벅 변환기를 설명한다. 기존의 히스테스테릭 벅 변환기의 문제인 저 부하에서의 PLL 보상 및 효율 저하를 제안하는 듀얼 벅 변환기의 개선된 PFM 모드를 통해 해결한다. 또한 기존의 듀얼 모드 벅 변환기의 주요 회로인 모드 제어기에서의 부하 변화 감지의 어려움과 느린 모드 전환 속도를 제안하는 모드 제어기로 개선 시킨다. 제안하는 모드 제어기는 최소 1.5us의 모드 전환 시간을 가진다. 제안하는 DC-DC 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 설계하였으며 칩 면적은 $1.38mm{\times}1.37mm$이다. 기생 소자를 포함한 인덕터와 커패시터를 고려한 후 모의실험 결과는 1~500mA의 부하 전류 범위에서 입력 전압을 2.7~3.3V를 가지며 PFM 모드는 65mV이내, 히스테리틱 모드에서는 고정된 스위칭 주파수 상태에서 16mV의 출력 리플 전압을 가지는 1.2V의 출력 전압을 생성한다. 제안하는 듀얼 모드 벅 변환기의 최대 효율은 80mA에서 95%를 나타내며 해당 전체 부하 범위에서 85% 이상의 효율을 지닌다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.663-664
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• 2012

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1998년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.113-115
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• 1998

This paper present a buck-boost PWM inverter and its application for residential system. The PWM power inverter is realized by driving a inverter constructed with a high frequency buck-boost chopper in the discontinuous conduction mode (DCM)

• 전력전자학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.396-405
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• 2019

Single-phase full-bridge inverters have shoot-through problems. Dead time is an essential way of solving these issues, but it distorts the output voltage and current. Dual-buck inverters are designed to eliminate the abovementioned problems. However, these inverters result in switching power loss and electromagnetic interference due to the diode reverse-recovery problem. Previous studies have suggested reducing the switching power loss from diode reverse-recovery, but their proposed methods have complex circuit configurations and high system costs. To alleviate the switching power loss from diode reverse-recovery, the current work proposes a dual-buck inverter with a coupled inductor. In the structure of the proposed inverter, the current flowing into the original diode is divided into a new diode. Therefore, the switching power loss is reduced, and the efficiency of the proposed inverter is improved. Simulation waveforms and experimental results for a 1.0 kW prototype inverter are discussed to verify the performance of the proposed inverter.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권5호
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• pp.1501-1512
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• 2018

This paper proposes a three-phase three-switch buck-type converter as the MSC of a wind turbine system. Owing to a novel switching modulation scheme that can eliminate the unwanted diode rectifier mode switching state, the proposed system exhibits a satisfying ac voltage and current waveform quality and torque ripple up to the level of a typical current source rectifier even under a wide power factor operating range. The proposed system has been verified through simulations and HILS tests on a PMSG wind turbine model of 5MW/4160V. The proposed converter has been shown to provide a stator current THD of 3.9% and a torque ripple of 1% under the rated power condition. In addition to the inherent advantage of the reduced switch count of three-phase three-switch buck-type converters, the proposed switching modulation technique can make this converter a viable solution for the MSC placed inside of a nacelle, which is under severe volume, weight and mechanical vibration design limits.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권6호
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• pp.1480-1488
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• 2015

In this paper, a revolutionary buck converter is proposed with soft-switching technology, which is realized by a coupled inductor. Both zero-voltage switching (ZVS) of main switch and zero-current switching (ZCS) of freewheeling diode are achieved at turn on and turn off without using any auxiliary circuits by the resonance between the parasitic capacitor and the coupled inductor. Furthermore, the peak voltages of the main switch and the peak current of the freewheeling diode are significantly reduced by the coupled inductor. As a result, the proposed converter has the advantages of simple circuit, convenient control, low consumption and so on. The detailed operation principles and steady-state analysis of the proposed ZVS-ZCS buck converter are presented, and detailed power loss analysis and some simulation results are also included. Finally, experimental results based on a 200-W prototype are provided to verify the theory and design of the proposed converter.