• 제목/요약/키워드: switch mode power supply

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AMOLED 용 Power IC Driver 설계 (Design of Power IC Driver for AMOLED)

  • 라유찬
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.587-592
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    • 2018
  • AMOLED는 흐르는 전류에 의해 밝기가 결정되므로 AMOLED의 각 픽셀은 전류 구동 방식으로 동작하므로 AMOLED 구동을 위해서는 사용자의 요구에 의해 전류의 양을 조절할 수 있는 전원이 필요하다. 이에 본 논문에서는 사용자에 의해 설정된 전원을 공급하는 AMOLED 디스플레이용 IP의 driver 블록을 설계하고 이에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 설계된 IP의 driver는 전압에 대해 다이오드 전류 곡선을 가지는 AMOLED의 특성 때문에 출력 전압 레귤레이션에 중점을 두었고, low load시에는 PSM(Pulse-skipping mode)로 동작하고 medium/high load시에는 1.5MHz PWM(Pulse-width modulation) mode로 동작한다. 설계된 IP의 driver는 step-up converter의 DCM(Dis-Continue Mode)에서 발생하는 ringing 현상을 제거하도록 설계하였다. Ringing 현상은 IC내의 power switch를 파괴하거나 주위의 소자들에 EMI를 증가시키는 역할을 하게 된다. 설계된 IP의 driver에서는 ringing killer 회로를 통해 이를 최소화하였다. Mobile applications를 고려하여 disable시에는 standby current를 $1{\mu}A$이하로 설계하여 true shut-down이 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안한 드라이버는 AMOLED의 디스플레이용 듀얼 파워 매니지먼트회로와 같은 시스템에 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

메탈 필름 저항의 펄스 대전력 시험 (Pulse energy high Power test of metal film resistor)

  • 손윤규;장성덕;권세진;오종석;조무현;이경태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2103-2105
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    • 2005
  • Metal film type of resistor have been tested to invest maximum usable power at the pulsed high voltage and pulsed high current. Experiments were carried out using capacitor charging power supply and dump switch. Pulsed amplitude were varied from 1kV to 25kV. The peak current reached was 1kA. Datasheet are given for the limited pulsed power and energy for metal film type of resistor in nanosecond and microsecond time range. The experimental investigation of the threshold loading of the resistor in the high current and voltage pulsed mode has shown that the process of destruction of resistor has specific features for each mode. The mechanisms of failure and destruction of resistors under action of high-voltage and high-current pulses are discussed.

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고전압 DC 평활 커패시터를 삭제한 소용량 전원 장치 구현 방안 (A Method For Low Power Switch Mode Power Supply Design Without High Voltage Input DC Link Capacitor)

  • 김세민;이정준;강경수;노정욱
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.305-306
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    • 2015
  • 기존 소용량 전원 장치의 경우, Primary 측에 단상 AC 전압 평활을 위한 고압 전해 커패시터가 사용되는 것이 일반적이다. 이러한 전해 커패시터는 회로의 전체적인 부피를 키우고 제작 단가를 증가시킨다. 뿐만 아니라, 전원 열악 지역(인도향 제품 등)과 같이 300Vac 이상의 전압 한계치를 갖는 경우에는 전해 커패시터 파열에 의한 회로의 손상을 야기할 수 있다. 본 논문에서는 고압 DC 평활 커패시터를 삭제한 소용량 전원 장치 구현 방안을 제안한다. 제안 방식은 고전압 전해 커패시터의 삭제와 스위치 내장형 IC를 채용함으로써 소형화 및 원가 저감이 가능하며, 동시에 불안정한 입력 전원에도 전해 커패시터 파열에 의한 회로 손상을 막을 수 있다. 본 논문에서는 절연형 Flyback 컨버터를 이용하여, 이론적 특성 분석과 5W급 시작품을 통한 실험적 분석을 통해 그 타당성을 검증한다.

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Coated Conductor를 이용한 소용량 영구전류스위치 시스템의 특성 해석 (Characteristics Analysis of a Small Scale Persistent Current Switch System by using Coated Conductor)

  • 김영식;윤용수;양성은;박동근;안민철;고태국
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.47-52
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    • 2007
  • This paper presents characteristics analysis of persistent current switch(PCS) system on a small scale by using YBCO coated conductor(CC). A high temperature superconductor(HTS) PCS system mainly consists of a PCS, a HTS magnet load and a magnet power supply(MPS). To design the optimal heater triggering switch. the three-dimensional heat conduction model was analyzed by finite element method(FEM). The electrical equivalent model considering the n-value of CC was applied to analyze current decay during persistent current mode. In the experiment and simulation, the heater was applied with a current of 0.43A and the current was ramped up to 10A and 20A with 0.2A/s. Finally, experimental results of the HTS PCS system have been compared with the theoretical results. It has been concluded that flux creep can not influence the results because the operating current was 40% of critical current and optimal sequential operation of the PCS system is indispensable to enhance its performance.

새로운 스위치 패턴을 적용한 전류원을 갖는 DC/DC 컨버터 (The DC/DC Converter having the current source applying the new switching pattern)

  • 김선필;고현석;김세민;박성미;박성준
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.275-284
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    • 2017
  • As the high-level of the industrial and information age, the electricity become the indispensable element in the daily life including OA, FA, and computer, electric home appliances, and etc. In particular, The continuous use of the high capacity power supply system by applying a Switching Mode Power Supply(SMPS) according to the increase of the secondary side output terminal of the power load of the refrigerator of the home appliance or automation of the plant is pressed. The purpose using the way with this kind of high-capacity altogether is to supply the output voltage and output current regardless of the input voltage or to the external environmental conditions of the secondary-side load fluctuation. In this paper, a combination of a Buck Converter with Boost Converter by making a constant current source to control the inductor current and maintain stable power supply side operating characteristics, when load variations. While maintaining the same characteristics as conventional Buck Converter, and offer a DC-DC Converter system with the new switch pattern having a wide output range capable of operating in Buck-Boost Converter. In addition, after theoretical analysis, we carry out simulations and experiments to verify the validity and performance comparing with a conventional DC-to-DC converter.

유도전동기의 고성능 슬립전력 회수방식에 대한 연구 (A Study on the High Performance Slip Power Recovery System in Induction Motor)

  • 박한웅;박성진;안진우;박진길;김철우;황명문
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제48권8호
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    • pp.431-439
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    • 1999
  • Among the variable-speed AC motor drive systems, the static slip power recovery system has been widely adopted in large power drives because a high efficiency drive can be obtained by recovering the slip power to the AC line. Although many improvements have been made in this system, several problems also remain such as the need of transformer in inverter AC side, which results in limiting speed control range and increasing the losses, production of reactive power by the control of inverter firing angle, harmonics in line currents, and so on. This paper presents the novel high performance slip power recovery system using the boost converter and small size filter in the rotor circuit, which recovers slip power of a wound rotor induction machine to AC supply efficiently with the aid of the boost converter, in which most of the problems in conventional system can be solved. The speed can be controlled by the duty ratio of the converter switch, not by inverter firing angle. As a results, the proposed system can operate in high power factor and the harmonic currents caused by the inverter and rectifier can be considerably suppressed. The validity of the proposed system verified by demonstrating the good agreement in the simulation and experimental results.

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Development and Testing of a Prototype Long Pulse Ion Source for the KSTAR Neutral Beam System

  • Chang Doo-Hee;Oh Byung-Hoon;Seo Chang-Seog
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제36권4호
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    • pp.357-363
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    • 2004
  • A prototype long pulse ion source was developed, and the beam extraction experiments of the ion source were carried out at the Neutral Beam Test Stand (NBTS) of the Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR). The ion source consists of a magnetic bucket plasma generator, with multi-pole cusp fields, and a set of tetrode accelerators with circular apertures. Design requirements for the ion source were a 120kV/65A deuterium beam and a 300 s pulse length. Arc discharges of the plasma generator were controlled by using the emission-limited mode, in turn controlled by the applied heating voltage of the cathode filaments. Stable and efficient arc plasmas with a maximum arc power of 100 kW were produced using the constant power mode operation of an arc power supply. A maximum ion density of $8.3{\times}10^{11}\;cm^{-3}$ was obtained by using electrostatic probes, and an optimum arc efficiency of 0.46 A/kW was estimated. The accelerating and decelerating voltages were applied repeatedly, using the re-triggering mode operation of the high voltage switches during a beam pulse, when beam disruptions occurred. The decelerating voltage was always applied prior to the accelerating voltage, to suppress effectively the back-streaming electrons produced at the time of an initial beam formation, by the pre-programmed fast-switch control system. A maximum beam power of 0.9 MW (i.e. $70\;kV{\times}12.5\;A$) with hydrogen was measured for a pulse duration of 0.8 s. Optimum beam perveance, deduced from the ratio of the gradient grid current to the total beam current, was $0.7\;{\mu}perv$. Stable beams for a long pulse duration of $5{\sim}10\;s$ were tested at low accelerating voltages.

높은 전력밀도를 갖는 500 kHz 고주파 LLC 컨버터의 설계와 구현 (Design and Implementation of 500 kHz High Frequency LLC Resonant Converter for High Power Density)

  • 박화평;정지훈
    • 전력전자학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.51-58
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    • 2015
  • In order to decrease the size of a switch mode power supply, high switching frequency can be an efficient way to reduce the size of passive components in the converter. In this paper, a 500-kHz high-frequency LLC resonant converter is proposed with an accurate design method of magnetizing inductance, as well as the relationship between the switching frequency and the size of the passive components. Simulation and experimental results are presented to verify the proposed methods and equations, including the temperature data of each passive and active device of the converter. Using those results, dominant power losses in the prototype converter under 500-kHz high-frequency operation are investigated, compared with the results from a 100-kHz converter. In addition, operating waveforms and power conversion efficiency will be shown to obtain design considerations for the high switching frequency LLC resonant converter.

PFM/PWM 듀얼 모드 피드백 기반 LED BLU 구동용 LLC 공진 변환 제어 IC 설계 (A Design of PFM/PWM Dual Mode Feedback Based LLC Resonant Converter Controller IC for LED BLU)

  • 유창재;김홍진;박영준;이강윤
    • 전기전자학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.267-274
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    • 2013
  • 본 논문은 Pulse Frequency Modulation(PFM)/Pulse Width Modulation(PWM) 듀얼 모드 피드백 기반 LED 백라이트 유닛 구동용 LLC 공진 변환 제어 IC 설계에 대한 내용을 제시한다. 공진형 변환기에서 하나의 변압기를 사용하면서, 두 가지 출력 전압을 생성할 수 있는 구조를 제안하였으며, Master 출력은 PFM 방식으로 Slave 출력은 PWM 방식으로 제어하도록 설계 하였다. 2차 측 Master 출력을 제어하기 위해서 파워 스위치 제어 신호의 주파수를 조절하는 PFM 피드백과 2차 측 Slave 출력을 제어하기 위해서 파워 스위치 제어 신호의 펄스 폭을 조절하는 PWM 피드백 회로를 설계하였다. 설계된 IC는 $0.35{\mu}m$ 2 Poly 3 Metal BCD(Bipolar-CMOS-DMOS) 공정을 이용하여 레이아웃 되었으며, 면적은 $2.3mm{\times}2.2mm$ 이다. 또한, 설계한 칩은 5 V 공급 전압으로부터 26 mA의 전류를 소모하였다.

IC 보호회로를 갖는 저면적 Dual mode DC-DC Buck Converter (Low-area Dual mode DC-DC Buck Converter with IC Protection Circuit)

  • 이주영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.586-592
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    • 2014
  • 본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage Complementary MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 DC-DC Buck 컨버터를 제안하였다. 높은 효율을 얻기 위하여 PWM 제어방식을 사용하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS 스위치 소자를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 제안한 Buck 컨버터는 밴드갭 기준 전압 회로, 삼각파 발생기, 오차 증폭기, 비교기, 보상 회로, PWM 제어 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 전원전압(3.3V)부터 접지까지 출력 진폭의 범위를 갖는 1.2MHz의 주파수를 생성하며, 비교기는 2단 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 이득과 $64^{\circ}$의 위상여유를 갖도록 설계하였다. 또한 제안한 Buck 컨버터는 current-mode PWM 제어회로와 낮은 온 저항을 갖는 스위치를 사용하여 100mA의 출력 전류에서 최대 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA 이하의 대기모드에도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO 레귤레이터를 설계하였으며, 또한 2개의 IC 보호 회로를 내장하여 신뢰성을 확보하였다.