This paper proposes a 250 mV supply voltage digital low-dropout (LDO) regulator. The proposed LDO regulator reduces the supply voltage to 250 mV by implementing with all digital circuits in a$0.11{\mu}m$ CMOS process. The fast current tracking scheme achieves the fast settling time of the output voltage by eliminating the ringing problem. The over-voltage and under-voltage detection circuits decrease the overshoot and undershoot voltages by changing the switch array current rapidly. The switch bias circuit reduces the size of the current switch array to 1/3, which applies a forward body bias voltage at low supply voltage. The fabricated LDO regulator worked at 0.25 V to 1.2 V supply voltage. It achieved 250 mV supply voltage and 220 mV output voltage with 99.5% current efficiency and 8 mV ripple voltage at $20{\mu}A$ to $200{\mu}A$ load current.
This paper proposes a design and control method for a high-voltage direction current modular multilevel converter (HVDC-MMC) considering the capacitor voltage ripple of the submodule (SM). The capacitor voltage ripple consists of the line frequency and double-line-frequency components. The double line- frequency component does not fluctuate according to the active power, whereas the line-frequency component is highly influenced by the grid-side voltage and current. If the grid voltage drops, a conventional converter increases the current to maintain the active power. A grid voltage drops, current increment, or both occur with a capacitor voltage ripple higher than the limit value. In order to reliably control an MMC within a limit value, the SM capacitor should be designed on the basis of the capacitor voltage ripple. In this paper, the capacitor voltage ripple according to the grid voltage and current are analyzed, and the proposed control method includes a current limitation method considering the capacitor voltage ripple. The proposed design and control method are verified through simulation using PSCAD/EMTDC.
The severity of electric shock is entirely dependent on body resistance. When the human body becomes a part of electric circuit, the body resistance is given as a function of shock scenario. Factors which consist of applied voltage, shock duration, body current path and contact area, etc.. The body resistance is defined as the voltage applied to subjects divided by the body current. To secure safety of the subjects, the experiment is conducted on 10 subjects, the body current is limited to 4mA. And only three factors under many shock scenario conditions are used to determine the body resistance. The three factors are the applied voltage, the current pathway and the contact area. The object of this work is to estimate the dynamic resistance of the human body as a function of applied voltage using the body current at low-voltage levels. The data of the body current at low-voltage levels are extrapolated to high-voltage levels using two analytic functions with specified constants calculated by numerical method. Also we can provide permissible body voltage for various copper electrodes on the basis of the data determined with the dynamic resistance and the body current.
Capacitor is basically used for the power-factor compensation and sometimes as the passive filter to reduce harmonics of nonlinear load. Since the impedance of capacitor is inversely proportional to the frequency. The harmonic current may result in the problems of voltage distortion and resonance. Capacitor has easily fall under by two harmonic components, a nonlinear load and a distorted utility voltage. The amplified harmonic current and voltage may damage power capacitor. Hence the pre-investigation of harmonic is needed before designing and application the power factor for reducing fault rate. In this paper, we analyzed that voltage and current with harmonics components act on the capacitor under the resonance condition. we concluded that both voltage and current harmonics have an bad effect on the capacitor and current harmonics is a bitter rather than effect by voltage harmonics.
Grounding systems set the reference voltage level of electric circuits and suppress the Ground Potential Rise (GPR) by flowing fault currents to the ground safely. There are several parameters which evaluate the performance of grounding systems as ground resistance, touch voltage and step voltage. The touch and step voltages, which is called "risk voltage", are especially important to ensure the safety of human body. This paper dealt with the influence of current sources with the different frequency components on the touch and the step voltages. Three types of current sources as commercial frequency, square wave, and surge with the fast risetime of $50\;ns{\sim}500\;ns$ were used to analyze the risk voltages in a grounding system. The risk voltages showed remarkable difference in the same current amplitude depending on the current sources, and increased linearly with the current amplitude in the same current source. From the experimental results, it was confirmed that the risk voltages can be evaluated by a small current application in large-scale grounding systems and the possible largest risk voltage can be calculated by a surge current with the risetime of 200 ns or a current source with the same frequency component as the surge current.
When a PWM rectifier has a low DC-link voltage during startup, the output voltage vector cannot be high enough to regulate the input current. This lack of a PWM rectifier output voltage vector can cause an unregulated inrush current when the rectifier operation starts. This paper presents a PWM rectifier start-up current control algorithm for when it starts operation with a lower DC-link voltage than unloaded condition case. To avoid the unregulated inrush current caused by a lack of DC-link voltage, the proposed control scheme regulates the one phase current with one switch chopping and it generates the current command considering the uncontrolled current magnitude information, which is calculated in advance. Simulation and experiment results support the validity of the proposed method.
Choi, Myoung-Hwan;Kao, Tzu-Jen;Isaacson, David;Saulnier, Gary J.;Newell, Jonathan C.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제6권4호
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pp.613-619
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2008
A method to produce a desired current pattern in a multiple-source EIT system using voltage sources is presented. Application of current patterns to a body is known to be superior to the application of voltage patterns in terms of high spatial frequency noise suppression, resulting in high accuracy in conductivity and permittivity images. Since current sources are difficult and expensive to build, the use of voltage sources to apply the current pattern is desirable. An iterative algorithm presented in this paper generates the necessary voltage pattern that will produce the desired current pattern. The convergence of the algorithm is shown under the condition that the estimation error of the linear mapping matrix from voltage to current is small. Simulation results are presented to illustrate the convergence of the output current.
전자회로에서 부하가 제너다이오드일 경우, 입력전압에 의해 부하의 전류를 제어하고자 할 때 제너다이오드의 항복전압 특성에 따라 제어하고자 하는 출력전류가 변하기 때문에 기존의 전압제어 전류 생성 방법을 적용할 수 없다. 이 논문에서는 입력전압을 이용하여 정격치보다 큰 전류를 제너다이오드에 인가하여 부품의 수명시험을 할 때, 제너다이오드가 경년열화에 의하여 항복전압의 특성이 변하여 부하전압이 달라져도 이에 관계없이 동일한 전류를 낼 수 있는 회로를 개발하였다. 이 방법으로 구성된 회로를 실증하기 위해 각 블럭의 부품 값을 적용하고 시뮬레이션 하여 입력전압으로 출력전류를 선형적으로 제어하는 결과를 확인하였다. 결과에 의하면 우리가 측정하고자 하는 항복전압 이상의 입력전압에 대해서 출력전류가 선형적으로 변하며 제너다이오드의 경년열화에 의한 항복전압의 변화와 관계없이 일정한 전류가 흐르는 것을 확인하였다.
Faced with unbalanced grid operation mode, the high voltage direct current (HVDC) based on voltage source converter (VSC) can be properly controlled by a dual current control scheme. For the modular multilevel converter (MMC) controlling the AC side current is able to limit the arm current which flows along the IGBT of submodule (SM) to rated current. However the limitation of the arm current results in leaving the control range of active power at MMC confined to below the rated capacity. As a result, limiting the arm current causes the problem that the DC side voltage of the HVDC can not be controlled to the reference value since MMC HVDC adjusts the DC side voltage through the active power. In this paper, we propose the algorithm adjusting the active powers of both MMCs to resolve the problem. The back-to-back MMC HVDC applying the algorithm is modeled by PSCAD/EMTDC to verify the algorithm.
In this paper an optical voltage sensor and an optical current sensor which can be used for the measurement of impulse voltage and current are implemented. BSO single crystal is utilized as a voltage sensor(Pockels effect cell). An rare earth doped YIG is used as a current sensor(Faraday effect cell). A new signal processing technique is adopted not only to avoid the influences o external optical fiber pertubations of transmitting optical fiber but also to improves the frequency response characteristics of the fiber-optic voltage and current sensors. Experimental results show that optical voltage sensor has maximum 2.5% error within the voltage range from 0V to 500V. and optical current sensor has maximum 2.5% error within the current range and that of optical current sensor is about 1.5% within temperature range from -2$0^{\circ}C$ to 6$0^{\circ}C$. The proposed optical sensors have good frequency response characteristics within the frequency range from DC to 10MHz.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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