• 제목/요약/키워드: buck-boost converter

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다채널 OLED 조명 시스템 구동용 벅-부스트 컨버터 설계 (Design of Buck-Boost Converter for driving Multi-channel OLED Lighting system)

  • 곽봉우;이진형;김명복
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.443-444
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    • 2012
  • 최근 각광받고 있는 반도체 발광 소자를 이용한 고체 상태 광원(Solid State Lighting)은 기존 광원에 비해 고효율이어서 에너지 절약적 측면에서 대두되고 있다. 점광원인 LED에 비해 면광원인 OLED는 두께를 얇게 구현할 수 있고, 다양한 모양으로 광원의 구현이 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 효율적인 OLED 조명 구동을 위해 넓은 입력전압 범위를 지니는 Buck-Boost 컨버터를 제안한다.

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펄스 폭 변조 제어가 적용된 3레벨 LLC컨버터를 이용한 철도차량용 보조전원장치 (Auxiliary Power Unit for Railway Vehicles Using 3 Level LLC Converter with Pulse Width Modulation Control)

  • 백승우;김학원;조관열
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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    • pp.260-262
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    • 2019
  • 본 논문은 철도 차량용 보조전원 장치의 부피 저감을 위하여 펄스 폭 제어가 포함된 공진형 LLC 컨버터를 제안한다. 철도 차량용 보조전원 장치는 가선에 연결되어 객차의 각종 전원을 공급하는 장치로써 객실 내의 전원과 절연이 필수적이다. 따라서 고효율의 절연형 DC/DC 컨버터인 LLC 컨버터가 적용되어 있으나, 가선의 큰 입력전압 변동에 대응하기 위해 스위칭 주파수의 변조 폭이 넓어질 뿐 아니라 제어 난도가 증가하는 단점을 가진다. 이러한 LLC 컨버터의 단점을 보완하기 위해 Boost+LLC 또는 Buck+LLC 컨버터의 두 단계의 전력변환을 통해 Boost 또는 Buck 컨버터가 LLC 컨버터의 입력전압을 제어하며, LLC 컨버터는 항상 공진 주파수에서 동작하도록 제어하는 시스템이 주로 사용된다. 본 논문은 3레벨 LLC 컨버터에 펄스 폭 변조를 적용하여 입력전압 제어를 달성하며, 이를 통해 기존의 시스템보다 부피 저감을 달성하는 방안을 제안한다. 제안된 방법은 전력변환 모의해석 프로그램인 PSIM 및 Matlab을 통해 검증되었다.

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승강압형 DC - DC 콘버어터에 있어서 제어회로의 보상에 관한 연구 (A Study on the Compensation of the Feedback Circuit in the Buck-boost DC-DC Converter)

  • 김희준;이인환
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.111-117
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    • 1990
  • 본 논문에서는 스위칭 레귤레이터의 한 형태인 승강압형 DC-DC 콘버어터에 있어서 전달함수의 우반면에 존재하는 영점이 안정성에 대하여 미치는 영향을 고찰하였고, 출력전류의 변화에 대한 안정범위를 궤한이득을 통하여 구하였다. 이 결과로부터, 우반면에 영점이 존재하기 때문에 안정성이 저하됨을 알 수 있었다. 궤한제어회로에 극 보상을 하였고, 이경우 유효한 안정성의 범위를 이득대역폭적과 관련지어 구하였으며 실험을 통하여 이를 입증하였다.

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전력변환회로의 디지털 전류모드제어기 설계 (Design of Digital Current Mode Control for Power Converters)

  • 정영석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.162-168
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    • 2005
  • 본 논문에서는 전력변환회로를 위한 디지털 전류모드제어기를 소신호 모델식을 기반으로 하여 설계한다. 다양한 응용 가능성을 내포하고 있는 디지털 제어기를 전류모드제어를 사용하는 전력변환회로의 설계에 응용한다. 전력변환회로의 상태평균화 기법을 적용한 연속 시간 소신호 모델을 이용함으로써 부스트, 벅, 벅-부스트 컨버터에 모두 적용 가능한 디지털 전류모드제어기를 설계하고, 설계한 제어기는 모든 시비율 동작 조건에서 안정함을 확인한다. 16bit DSP 마이크로프로세서인 TMS320LF2406A를 사용하여 설계된 디지털 제어기를 구현하고, 아날로그제어기를 이용한 전류모드제어에서의 동작 조건에 따른 불안정성 문제를 해결할 수 있음을 실험을 통해 확인한다.

Electromagnetic energy harvesting from structural vibrations during earthquakes

  • Shen, Wenai;Zhu, Songye;Zhu, Hongping;Xu, You-lin
    • Smart Structures and Systems
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    • 제18권3호
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    • pp.449-470
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    • 2016
  • Energy harvesting is an emerging technique that extracts energy from surrounding environments to power low-power devices. For example, it can potentially provide sustainable energy for wireless sensing networks (WSNs) or structural control systems in civil engineering applications. This paper presents a comprehensive study on harvesting energy from earthquake-induced structural vibrations, which is typically of low frequency, to power WSNs. A macroscale pendulum-type electromagnetic harvester (MPEH) is proposed, analyzed and experimentally validated. The presented predictive model describes output power dependence with mass, efficiency and the power spectral density of base acceleration, providing a simple tool to estimate harvested energy. A series of shaking table tests in which a single-storey steel frame model equipped with a MPEH has been carried out under earthquake excitations. Three types of energy harvesting circuits, namely, a resistor circuit, a standard energy harvesting circuit (SEHC) and a voltage-mode controlled buck-boost converter were used for comparative study. In ideal cases, i.e., resistor circuit cases, the maximum electric energy of 8.72 J was harvested with the efficiency of 35.3%. In practical cases, the maximum electric energy of 4.67 J was extracted via the buck-boost converter under the same conditions. The predictive model on output power and harvested energy has been validated by the test data.

스위칭 레귤레이터에 있어서 과도응답에 대한 연구 (A Study on the transient response in the switching regulator)

  • 김희준;김순창
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1989년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.235-239
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    • 1989
  • This paper investigated the effect of right half plane zero on the transient response in the buck-boost DC-DC converter. And it is clarified that the damping ratio decreases gradually by increases of the feedback loop gain and the regulation system of the converter becomes unstable. From the result, we obtained the stability region about the duty ratio and the output current by evaluating the feedback loop gain.

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Analysis, Design, Modeling, Simulation and Development of Single-Switch AC-DC Converters for Power Factor and Efficiency Improvement

  • Singh, Bhim;Chaturvedi, Ganesh Dutt
    • Journal of Power Electronics
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    • 제8권1호
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    • pp.51-59
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    • 2008
  • This paper addresses several issues concerning the analysis, design, modeling, simulation and development of single-phase, single-switch, power factor corrected AC-DC high frequency switching converter topologies with transformer isolation. A detailed analysis and design is presented for single-switch topologies, namely forward buck, flyback, Cuk, Sepic and Zeta buck-boost converters, with high frequency isolation for discontinuous conduction modes (DCM) of operation. With an awareness of modem design trends towards improved performance, these switching converters are designed for low power rating and low output voltage, typically 20.25W with 13.5V in DCM operation. Laboratory prototypes of the proposed single-switch converters in DCM operation are developed and test results are presented to validate the proposed design and developed model of the system.

벅 컨버터와 벅-부스트 컨버터의 고장률 비교 (Failure-rate Comparison of Buck Converter and Buck-Boost Converter)

  • 곽윤기;허대호;강필순
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.445-446
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    • 2020
  • 본 논문에서는 동일한 설계조건을 갖는 벅 컨버터와 벅-부스트 컨버터를 신뢰성의 측면에서 비교한다. 신뢰성 분석의 대표적인 지표의 고장률과 평균 고장 시간(Mean time between failure, MTBF)을 도출하기 위해 고장나무 분석(Fault-tree analysis, FTA)을 사용한다. FTA는 컨버터의 동작 특성을 고려하여 고장의 원인과 영향을 나타내는 방법으로 컨버터를 구성하는 부품의 고장률은 MIL-HDBK-217F의 값을 사용한다. FTA를 통해 벅 컨버터의 고장률과 벅-부스트 컨버터의 고장률을 도출하고 고장률 차이의 원인을 분석하며 두 컨버터의 동작 온도별 고장률을 그래프로 나타내어 시각화한다.

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UPF 및 정현파 입력 특성을 가지는 새로운 SRM 구동용 converter (A Choppingless Converter for an SRM with UPF and Sinusoidal Input Current)

  • 임근희;김원호;김은수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1993년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.160-162
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    • 1993
  • This paper proposes a new converter for switched reluctance motors using a Boost converter in conjunction with a Buck converter. The proposed converter has a unity power factor(hereafter referred to an UPF) in the ac input regardless of the load variations. Moreover, compared to the conventional converter topologies, the total system efficiency is improved by introducing choppingless voltage control methods in the machine side converter and an energy recovery snubber in the pre-voltage regulation stage, respectively.

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DSP 디지털 제어기법에 의한 DC-DC 컨버터의 동시제어 (Simultaneous Control of DC-DC Converter by DSP Digital Controller)

  • 박효식;김희준
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제50권12호
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    • pp.609-614
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    • 2001
  • This paper presents a multi output converter system that controls, simultaneously and independently, the separate Buck converter and Boost converter with the different specification by one DSP digital controller. As two separate converters are regulated by only one DSP, it is possible to achieve the simple digital control circuit for regulating multi output DC-DC converter. By setting the software switch state, PI and Fuzzy controller can be applied as a controller for each converter without any change of hardware. Also, it is included the control characteristics comparison between PI and Fuzzy controller. The control characteristics of each PWM DC-DC converter is validated by experimental results.

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