Power loss reduction and total harmonic distortion(THD) minimization are two important goals of improving three-level inverters. In this paper, an optimized pulse width modulation (PWM) strategy that can reduce switching losses and balance the neutral point with an optional THD of three-level neutral-point-clamped inverters is proposed. An analysis of the two-level discontinuous PWM (DPWM) strategy indicates that the optimal goal of the proposed PWM strategy is to reduce switching losses to a minimum without increasing the THD compared to that of traditional SVPWMs. Thus, the analysis of the two-level DPWM strategy is introduced. Through the rational allocation of the zero vector, only two-phase switching devices are active in each sector, and their switching losses can be reduced by one-third compared with those of traditional PWM strategies. A detailed analysis of the impact of small vectors, which correspond to different zero vectors, on the neutral-point potential is conducted, and a hysteresis control method is proposed to balance the neutral point. This method is simple, does not judge the direction of midpoint currents, and can adjust the switching times of devices and the fluctuation of the neutral-point potential by changing the hysteresis loop width. Simulation and experimental results prove the effectiveness and feasibility of the proposed strategy.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
/
v.12
no.5
/
pp.394-399
/
2007
In this paper, we study on a novel Buck-Boost converter of high efficiency by soft switching method. The proposed Buck-Boost converter is applied to new soft switching method in restraint of increment of switching power loss in the conventional Buck-Boost converter. The soft switching circuit is designed to modification of a energy storage inductor and a snubber circuit used by the conventional converter, and then the proposed converter is simplified. The controlling switches of the proposed converter is operated with soft switching by a partial resonance behavior. The output voltage of the converter is regulated by PWM control technique. The discontinuous mode action of current flowing into inductor makes to simplify control method and control components. The proposed Buck-Boost converter is compared with the conventional converter. Some computer simulative results and experimental results are confirmed to the validity of the analytical results.
Kim, Jong-Hae;Kim, Dong-Hui;No, Chae-Gyun;Gu, Tae-Geun;Bae, Sang-Jun;Lee, Bong-Seop
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
/
v.48
no.8
/
pp.448-454
/
1999
This paper describes a new dc-ac inverter system which for achieving sinusoidal ac waveform makes use of parallel loaded high frequency resonant inverter consisting of full bridge. Each one of the pair of switches in the inverter is driven to synchronous output frequency and the other is driven to PWM signal with resonant frequency proportional to magnitude of sine wave. A forced discontinuous conduction mode is used to realize the quasi-sinusoidal pulse in each switching period. Therefore the inverter generates sinusoidal modulated output voltage including carrier frequency that is resonant frequency. Carrier frequency components of modulated output voltage is filtered by low pass filter. Since current through switches is always zero at its turn-on in the proposed inverter, low stress and low switching loss is achieved. Operating characteristics of the proposed system is analyzed in per unit system using computer simulation. The output voltage of if includes low harmonics and it is almost close to sine wave. Also, the theoretical analysis is proved through the experimental test.
This paper presents a novel prototype of the utility AC power interfaced soft-switching sinewave pulse modulated inverter using the high-frequency flyback for the small scale distributed renewable energy power conditioner. The proposed cricuit with a high-frequency isolation link has a funtion of electrical isolation, which is more cost-effective and reliable for the small-scale distributed renwal energy utilization system from a safety point of riew. The discontinuous conduction mode(DCM) operation of the high-frequency flyback transformer is adopted to establish a simple and low-cost circuit configuration and control scheme. For the simplicity, the circuit operating principle is described on the basis of the modified conventional full bridge inverter, whitch is the typical conventional high-frequency full-bridge inverter employing the high requency flyback transformer to eanble the effictive function of the electrical isolation. Than, the new circuit topology of the unility-interfaced soft-switching sinewave pulse modulated inverter using IGBTs is proposed. The proposed cricuit topology is additionally composed of the auxiliary power regenerating snubber cricuits, which are also mathematically analyzed for the parameter desigen settings. Finally, the performance of the propose inverter is evaluated on the basis of computer-aid simulation. It is noted that the sinewave pulse modulated output current of the inverter is synchronous to the AC main voltage.
Wide band gap semiconductor devices such as SiC MOSFETs are becoming the preferred devices for high frequency and high power density converters due to their excellent performances. However, the proportion of the switching loss that accounts for the whole inverter loss is growing along with an increase of the switching frequency. In view of the third quadrant working characteristics of a SiC MOSFET, synchronous rectification discontinuous pulse-width modulation is proposed (SRDPWM) to further reduce system losses. The SRDPWM has been analyzed in detail. Based on a frequency domain mathematical model, a quantitative mathematical analysis of the harmonic characteristic is conducted by double Fourier transform. Meanwhile, a switching loss model and a conduction loss model of inverter for SRDPWM have been built. Simulation and experimental results verify the result of the harmonic analysis of the double Fourier analysis and the accuracy of the loss models. The efficiencies of the SRDPWM and the SVPWM are compared. The result indicates that the SRDPWM has fewer losses and a higher efficiency than the SVPWM under high switching frequency and light load conditions as a result of the reduced number of switching transitions. In addition, the SRDPWM is more suitable for SiC MOSFET converters.
Futo, Andras;Kokenyesi, Tamas;Varjasi, Istvan;Suto, Zoltan;Vajk, Istvan;Balogh, Attila;Balazs, Gergely Gyorgy
Journal of Power Electronics
/
v.17
no.6
/
pp.1535-1544
/
2017
Advances in FPGA technology have enabled fast real-time simulation of power converters, filters and loads. FPGA based HIL (Hardware-In-the-Loop) simulators have revolutionized control hardware and software development for power electronics. Common time step sizes in the order of 100ns are sufficient for simulating switching frequency current and voltage ripples. In order to keep the time step as small as possible, ideal switching function models are often used to simulate the phase legs. This often produces inferior results when simulating the discontinuous conduction mode (DCM) and disabled operational states. Therefore, the corresponding measurement and protection units cannot be tested properly. This paper describes a new solution for this problem utilizing a discrete-time PI controller. The PI controller simulates the proper DC and low frequency AC components of the phase leg voltage during disabled operation. It also retains the advantage of fast real-time execution of switch-based models when an accurate simulation of high frequency junction capacitor oscillations is not necessary.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
/
v.52
no.2
/
pp.89-96
/
2015
This paper presents a high efficiency, PSM/DCM/CCM triple mode boost DC-DC converter for mobile application. This device operates at Pulse-Skipping Mode(PSM) when it enters light load, and otherwise operate the operating frequency of 1.4MHz with Pulse-Width Modulation(PWM) mode. Especially in order to improve the efficiency during the Discontinuous-Conduction Mode(DCM) operation period, the reverse current prevention circuit and oscillations caused by the inductor and the parasitic capacitor to prevent the Ringing killer circuit is added. The input voltage of the boost converter ranges from 2.5V ~ 4.2V and it generates the output of 4.8V. The measurement results show that the boost converter provides a peak efficiency of 92% on CCM and 87% on DCM. And an efficiency-improving PWM operation raises the efficiency drop because of transition from PWM to PFM. The converter has been fabricated with a 0.18um Dongbu BCDMOS technology.
To obtain phase currents information in AC drives, shunt sensing technology is known to show great performance in cost-effectiveness and therefore it is widely used in low cost applications. However, shunt sensing methods are unable to acquire phase currents in certain operation conditions. This paper deals with the derivation of the boundary conditions for phase current reconstruction in three-shunt sensing inverters and proposes a voltage injection method to expand the measurable areas. As the boundary conditions are deeply dependent on the switching patterns, they are typically analyzed on the voltage vector plane for space vector pulse width modulation (SVPWM) and discontinuous pulse width modulation (DPWM). In the proposed method, the voltage injection and its compensation are conducted within one sampling period. This guarantees fast current reconstruction and the injected voltage is decided so as to minimize the current ripple. In addition to the voltage injection method, a sampling point shifting method is also introduced to improve the boundary conditions. Simulation and experimental results are presented to verify the boundary condition derivation and the effectiveness of the proposed voltage injection method.
The switching-mode power converter has been widely used because of its features of high efficiency and small weight and size. These features are brought by the ON-OFF operation of semiconductor switching devices. However, this switching operation causes the surge and EMI(Electromagnetic Interference) which deteriorate the reliability of the converter themselves and entire electronic systems. This problem on the surge and noise is one of the most serious difficulties in AC-to-DC converter. Random Pulse Width Modulation (RPWM) is peformed by adding a random perturbation to switching instant while output-voltage regulation of converter is performed. RPWM method for reducing conducted EMI in single switch three phase discontinuous conduction mode boost converter is presented. The more white noise is injected, the more conducted EMI is reduced. But output-voltage is not sufficiently regulated. This is the reason why carrier frequency selection topology is proposed. In the case of carrier frequency selection, output-voltage of steady state and transient state is fully regulated. A RPWM control method was proposed in order to smooth the switching noise spectrum and reduce it's level. Experimental results are verified by converter operating at 300v/1kW with $5%{\sim}30%$ white noise input. Spectrum analysis is performed on the Phase current and the CM noise voltage. The former is measured with Current Probe and the latter is achieved with LISN, which are connected to the spectrum analyzer respectively.
In this paper, a discontinuous-conduction mode (DCM) DC-DC buck converter is presented for mobile device applications. The buck converter consists of compensator for stable operations, pulse-width modulation (PWM) logic, and power switches. In order to achieve small hardware form-factor, the number of off-chip components should be kept to be minimum, which can be realized with simple and efficient frequency compensation and digital soft start-up circuits. Burst-mode operation is included for preventing the efficiency from degrading under very light load condition. The DCM DC-DC buck converter is fabricated with 0.18-um BCDMOS process. Programmable output with external resistors is typically set to be 1.8V for the input voltage between 2.8 and 5.0V. With a switching frequency of 1MHz, measured maximum efficiency is 92.6% for a load current of 100mA.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.