• 제목/요약/키워드: pulse frequency modulation (PFM)

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단위 역률을 갖는 3상 BUCK 다이오드 정류기에서의 새로운 DC 리플-전압 저감 기법 (A New DC Ripple-Voltage Suppression Scheme in Three Phase Buck Diode Rectifiers with Unity Power Factor)

  • 이동윤;최익;송중호;최주엽;김광배;현동석
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.154-162
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    • 2000
  • 본 논문에서는 3상 강압형 다이오드 정류기에서 출력전압의 저주파 리플 전압을 감소시키기 위한 새로운 제어기법을 제안한다. 제안한 펄스 주파수 변조 기법은 강압형 다이오드 정류기의 출력전압과 넓은 부하 범위에 대한 주 스위치의 영전류 스위칭을 보장하기 위해 적용된다. 본 논문에서 적용된 펄스 주파수 변조 기법은 일반적으로 입력전류의 낮은 고조파의 단위 역률의 장점을 지니고 있다. 또한 출력전압에서 보여진 저주파 리플전압을 감소시키기 위해 효과적으로 사용되어진다. 제안된 제어기법을 자세하게 설명하며 그 타당성을 검증하기 위해 시뮬레인션 및 실험을 통하여 검증한다.

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비접촉 전원장치에 적용한 LCC형 고주파 공진 DC/DC 컨버터에 관한 연구 (A Study on the LCC Type High Frequency DC/DC Converter for Contactless Power Supply System)

  • 김동희;황계호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.55-64
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    • 2007
  • 본 논문은 부하직렬 고주파 공진 DC/DC 컨버터에 가변 가능한 공진커패시터를 병렬로 삽입한 LCC형 고주파 공진 DC/DC 컨버터의 특성과 설계 예를 나타내고 있으며, 또한 턴-오프시 스위칭 손실을 줄이기 위해 ZVS를 가지는 소프트 스위칭을 사용하였다. 제안 컨버터는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 스위칭 패턴을 사용하여 동작되며, PFM 제어에 의해 제안 회로의 출력전압을 제어하였다. 병렬커패시터의 커패시턴스의 변화에 따라, DC/DC 컨버터의 분석은 일반적으로 무차원화 파라미터를 사용하여 나타내었고, 회로 동작 특성은 스위칭 주파수와 파라미터로 행하였다. 또한 본 논문은 특성평가에 의해 제안 DC/DC 컨버터의 동작 특성과 회로 설계 방법을 제시하였다. 더욱이 본 논문은 실험을 통해 이론 분석의 정당성을 입증하였다. 향후 제안한 DC/DC 컨버터는 반도체 및 FPD의 클린룸에 선형이동 시스템의 비접촉 전원장치에 적용 가능하다고 생각된다.

단일 제어 IC를 사용한 새로운 이중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터 (A New Dual Output LLC Resonant DC/DC Converter using Single Control IC)

  • 윤종규;조상호;노정욱;홍성수;김종해;이효범;한상규
    • 전력전자학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.453-460
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    • 2008
  • 본 논문은 중용량에 적합한 새로운 이중출력 LLC 공진형 DC/DC 컨버터에 관한 것으로써, 별도의 Post-regulator및 추가되는 제어 IC 없이 정밀한 이중출력이 가능한 새로운 방식의 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터의 제어방식은 펄스폭 변조(PWM)와 동시에 주파수 변조(PFM)를 통해 이루어지며 Master 와 Slave 출력을 각각 주파수, 듀티로 제어함으로써 Slave 출력을 위한 별도의 Post-Regulator 및 제어 IC가 필요 없기 때문에, 저가의 컨버터 구현이 가능하다. 또한 기존 LLC 공진형 DC/DC 컨버터와 같이 스위칭 소자의 영전압 스위칭이 보장되는 동시에, Post-Regulator 로 인한 손실이 없기 때문에 효율 및 발열 특성이 매우 우수하다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 우수성과 신뢰성 검증을 위해, 실제로 50" FHD급 PDP용 전원회로를 위한 시뮬레이션 검토 및 시작품을 제작하고 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안된 컨버터의 타당성을 검증한다.

온칩된 커패시터 채배기법 적용 보상회로를 갖는 DC to DC 벅 변환기 설계 (Design of a Step-Down DC-DC converter with On-chip Capacitor multiplyed Compensation circuit)

  • 박승찬;임동균;윤광섭
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.537-538
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    • 2008
  • A step-down DC-DC converter with On-chip Compensation for battery-operated portable electronic devices which are designed in 0.18um CMOS standard process. In an effort to improve low load efficiency, this paper proposes the PFM (Pulse Frequency modulation) voltage mode 1MHz switching frequency step-down DC-DC converter with on-chip compensation. Capacitor multiplier method can minimize error amplifier compensation block size by 20%. It allows the compensation block of DC-DC converter be easily integrated on a chip and occupy less layout area. But capacitor multiplier operation reduces DC-DC converter efficiency. As a result, this converter shows maximum efficiency over 87% for the output voltage of 1.8V (input voltage : 3.3V), maximum load current 500mA, and 0.14% output ripple voltage. The total core chip area is $mm^2$.

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새로운 주파수 가변형 직렬 부스트 캐패시터(SBC) 풀 브리지 DC/DC 컨버터 (A New Pulse Frequency Modulation(PFM) Series Boost Capacitor(SBC) Full Bridge DC/DC Converter)

  • 신용생;장영수;노정욱;홍성수;김동중;김학용;김돈식;이효범;한상규
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.397-399
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    • 2008
  • 본 논문은 대용량에 적합한 새로운 DC/DC 컨버터에 관한 것으로써, PFM-SBC(Series-Boost Capacitor) 풀 브리지 컨버터를 제안한다. 제안된 회로는 스위칭 주파수에 따라 직렬 부스트 캐패시터의 전압을 증감하여 출력전압을 제어하는 방식이며, 50% 고정 시비율로 구동하기 때문에 기존 위상천이 풀 브리지 회로에 존재하는 환류 구간이 발생하지 않는다. 또한 넓은 부하 영역에 대해 영전압-스위칭이 보장되므로 효율 및 발열 특성이 우수하며, 출력 인덕터 전류 리플이 작은 장점이 있다. 본 논문에서는 기존 컨버터들의 특성을 분석하고, 제안된 회로의 이론적 해석 및 PSIM 모의실험을 수행하며, 이를 실제로 1.2KW급 서버용 전원장치 프로토 타입 제작을 통하여 제안된 SBC 풀 브리지 컨버터의 타당성을 검증한다.

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Design of a High-Precision Constant Current AC-DC Converter with Inductance Compensation

  • Chang, Changyuan;Xu, Yang;Bian, Bin;Chen, Yao;Hu, Junjie
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권3호
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    • pp.840-848
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    • 2016
  • A primary-side regulation AC-DC converter operating in the PFM (Pulse Frequency Modulation) mode with a high precision output current is designed, which applies a novel inductance compensation technique to improve the precision of the output current, which reduces the bad impact of the large tolerance of the transformer primary side inductance in the same batch. In this paper, the output current is regulated by the OSC charging current, which is controlled by a CC (constant current) controller. Meanwhile, for different primary inductors, the inductance compensation module adjusts the OSC charging current finely to improve the accuracy of the output current. The operation principle and design of the CC controller and the inductance compensation module are analyzed and illustrated herein. The control chip is implemented based on a TSMC 0.35μm 5V/40V BCD process, and a 12V/1.1A prototype has been built to verify the proposed control method. The deviation of the output current is within ±3% and the variation of the output current is less than 1% when the inductances of the primary windings vary by 10%.

UP/DOWN 변환이 동시에 지원되는 다중 전압 단일 출력 DC/DC 변환기 (A Multiple-Voltage Single-Output DC/DC Up/Down Converter)

  • 조상익;김정열;임신일;민병기
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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    • pp.207-210
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    • 2002
  • This paper describes a design of multiple-mode single-output DC/DC converter which can be used in both up and down conversion. Proposed up/down converter does not produce a negative voltage which is generated in conventional buck-boost type converter. Three types of operation mode(up/down/bypass) are controlled by the input voltage sense and command signals of target output voltage. PFM(pulse frequency modulation) control is adopted and modified for fast tracking and for precise output voltage level with an aid of output voltage sense. Designed DC/DC converter has the performance of less than 5 % ripple and higher than 80 % efficiency. Chip area is 3.50 mm ${\times}$ 2.05 mm with standard 0.35 $\mu\textrm{m}$ CMOS technology.

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Current Source ZCS PFM DC-DC Converter for Magnetron Power Supply

  • Kwon, Soon-Kurl
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.20-28
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    • 2009
  • This paper presents the design of zero current switching ZCS pulse frequency modulation type DC-DC converter for magnetron power supply. A magnetron serving as the microwave source in a microwave oven is driven by a switch mode power supply (SMPS). SMPSs have the advantages of improved efficiency, reduced size and weight, regulation and the ability to operate directly from the converter DC bus. The demands of the load system and the design of the power supply required to produce constant power at 4[kV]. A magnetron power supply requires the ability to limit the load current under short circuit conditions. The current source series resonant converter is a circuit configuration which can achieve this. The main features of the proposed converter are an inherent protection against a short circuit at the output, a high voltage gain and zero current switching over a large range of output power. These characteristics make it a viable choice for the implementation of a high voltage magnetron power supply.

Y-Capacitor와 저역통과필터를 이용한 포토커플러 없는 절연형 AC/DC 컨버터 (Isolation type AC/DC Converter without photo-coupler using Y-capacitor and LPF(Low-Pass-Filter))

  • 박철완;허태원;최흥균;김희욱;한상규
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.277-278
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    • 2014
  • 본 논문은 저 대기전력의 구현이 가능하며 출력전압을 정확하게 제어할 수 있는 플라이백 컨버터 제어방식을 제안한다. 제안 방식은 모든 절연 형 컨버터에 적용 가능하고, 2차 측에 PFM(Pulse Frequency Modulation) IC를 위치시켜 정확한 출력전압 제어가 가능하다. 또한, 1,2차 측간에 신호 전달을 위하여 기존에 사용되는 TL431과 포토커플러가 아닌 Y-capacitor와 Low-Pass-Filter를 적용하여, 저 대기전력 구현이 가능하다. 제안방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적 해석과 시뮬레이션을 통하여 가능성을 확인하였다.

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Asymmetrical 반브리지 컨버터의 이차측 다이오드 전압스트레스저감을 위한 새로운 하이브리드 제어기법 (A new hybrid control scheme for reduction of secondary diode voltage stresses Based on interleaved PFC Asymmetrical Half Bridge Topology)

  • 박남주;이동윤;현동석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1416-1418
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    • 2005
  • This paper presents a new hybrid control method of asymmetrical half-bridge converter(AHBC) with low voltage stresses of the diodes and interleaved PFC(power factor correction). The proposed new control scheme can observe variation of secondary diodes voltage stresses by variation of duty ratio and then decide the control portions which are asymmetrical control and PFM(Pulse Frequency Modulation). Therefore, the proposed control scheme has many advantages such as a low rated voltage of the secondary diodes, low conduction loss according to the low voltage drop and wide zvs range by load variation. Through simulation results, the validity of the proposed control scheme is demonstrated.

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