This paper presents the design considerations and analysis for an interleaved boundary conduction mode power factor correction buck converter. A thorough analysis of the harmonic content of the AC line current is presented to examine the allowable voltage gain (K value) for meeting the EN61000-3-2, Class D standard while maximizing efficiency. The results of the harmonic analysis are used to derive the required value of K and therefore the output voltage necessary to meet the class D requirements for a given AC line voltage. The discussed design consideration and harmonic current analysis are verified on a 300W universal line experimental prototype converter with an 80V output. The measured efficiencies remain above 96% down to 20% of the full load. The input current harmonics also meet the IEC61000-3-2 (class D) standard.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제11권3호
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pp.161-165
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2011
In this paper, a high-efficiency DC-AC converter is used for wireless energy transmission. The DC-AC convertter is implemented by combining the oscillator and power amplifier. Given that the conversion efficiency of a DC-AC converter is strongly affected by the efficiency of the power amplifier, a high-efficiency power amplifier is implemented using a class-E amplifier structure. Also, because of the low output power of the oscillator connected to the input stage of the power amplifier, a high-gain two-stage power amplifier using a drive amplifier is used to realize a high-output power DC-AC converter. The high-efficiency DC-AC converter is realized by connecting the oscillator to the input stage of the high-gain high-efficiency two-stage class-E power amplifier. The output power and the conversion efficiency of the DC-AC converter are 40.83 dBm and 87.32 %, respectively, at an operation frequency of 13.56 MHz.
디지털 입력 D급 증폭기는 보청기에서 사용되고 있으며 D급 증폭기는 디지털 회로와 아날로그 회로로 구성되어진다. 아날로그 회로는 가청 주파수 대역에서 잡음을 억제하고 디지털 입력을 아날로그 신호로 변환한다. 본 논문에서 제안한 인터폴레이티드 디지털 델타-시그마 변조기는 디지털 신호 처리기의 출력 신호를 D/A 변조기 입력에 적합하도록 데이터를 변조시킨다. 디지털 필터는 16-bit, 25-kbps 펄스 코드 변조 신호를 16-bit, 50-kbps 신호로 보간 작업을 한다. 이 보간 필터 출력은 3차 디지털 델타-시그마 변조기를 통하여 노이즈 쉐이핑(noise shaping) 처리된다. 최종적으로, 1.5-bit, 3.2-Mbps 신호가 D/A 변조기 입력으로 인가된다.
본 논문에서는 무선전력전송을 위한 고효율 DC-AC 변환 회로를 구현하였다. DC-AC 변환 회로는 발진기와 전력증폭기를 결합시켜 구현하였다. 전력증폭기의 전력 효율은 무선전력전송 송신 시스템의 효율에 크게 영향을 주기 때문에 Class-E 증폭구조를 이용하여 고효율 전력증폭기를 구현하였다. 또한, 전력증폭기의 입력 단에 연결되는 발진기의 출력 전력이 작기 때문에 높은 출력의 DC-AC 변환 회로를 구현하기 위하여 구동 증폭기를 이용한 고이득 이단 전력증폭기를 구현하였다. 고이득 고효율 이단 Class-E 전력증폭기의 입력 단에 발진기를 연결하여 고효율 DC-AC 변환 회로를 구현하였다. 13.56MHz의 2차, 3차 고조파 성분을 억제하기 위해 이중대역 저지 필터를 설계하여 결합하였다. DC-AC 변환 회로의 출력 전력과 변환 효율은 13.56 MHz에서 40 dBm과 80.2 %이다.
본 논문에서는 20GHz 이상의 Ka-대역 위성링크에서 대기 중의 감쇠가 심하므로 높은 품질의 영상신호를 수신하기 위하여 최저 잡음지수를 나타내는 하향변환기의 RF-전단부를 제시하였다. 또한 RF-전단부의 CDR, SFDR 및 OIP3을 버짓 분석에 의하여 높은 동적영역을 나타내는 파라미터 값과 선형성을 분석하였다. 설계된 Ka-대역 하향변환기의 전체이득은 61.8dB, 잡음지수는 1.05dB로 매우 우수한 특성 나타내었으며, 설계 제작된 하향변환기는 우수한 선형성을 요구하는 UHD 급의 고화질 영상전송용 Ka-대역 위성방송 하향변환기에 적용할 수 있다.
Recently, the module-integrated converter has shown an interest in the photovoltaic generation system. In this system, the high frequency transformer should be compact and efficient. The proposed method is based on the correlation characteristic between the copper and core loss to minimize the loss of transformer. By sizing an effective cross-sectional area and window area of core, the amount of loss is minimized. This paper presents the design and analysis of high frequency transformer by using the 3D finite element model coupled with DC-DC converter circuit for more accurate analysis by considering the nonlinear voltage and current waveforms in converter circuit. The current waveform in each winding is realized by using the ideal DC voltage source and switching component. And, the thermal analysis is performed to satisfy the electrical and thermal design criteria.
본 논문에서는 오디오 애플리케이션을 위한 단일 비트 3차 피드포워드 델타 시그마 변조기를 제안한다. 제안된 변조기는 저전압 및 저전력 애플리케이션을 위한 클래스-C 인버터를 기반으로 한다. 고정밀 요구 사항을 위해 레귤레이티드 캐스코드 구조의 클래스-C 인버터는 DC 이득을 증가시키고 저전압 서브쓰레스홀드 증폭기 역할을 한다. 제안된 클래스-C 인버터 기반 변조기는 180nm CMOS 공정으로 설계 및 시뮬레이션되었다. 성능 손실이 없으면서 낮은 공급 전압 호환성을 가지도록 제안된 클래스-C 인버터 기반 스위치드 커패시터 변조기는 높은 전력 효율을 달성하였다. 본 설계는 20kHz의 신호 대역폭 및 4MHz의 샘플링 주파수에서 동작시켜 93.9dB의 SNDR, 108dB의 SNR, 102dB의 SFDR 및 102dB의 DR를 달성하면서 0.8V 전원 전압에서 280μW의 전력 소비만 사용한다.
This paper presents a novel seven-level (7L) voltage source converter for high-power medium-voltage applications. The proposed topology is an H-bridge connection of two nested neutral-point clamped (NNPC) converters and is referred to as an HNNPC converter. This converter exhibits advantageous features, such as operating over a wide range of output voltages, particularly for 10-15 kV applications, without the need to connect power semiconductors in series; high-quality output voltage; and fewer components relative to other classic seven-level topologies. A novel sinusoidal pulse width modulation technique is also developed for the proposed 7L-HNNPC converter to control flying capacitor voltages. One of the main features of the control strategy is the independent application of control to each arm of the converter to significantly reduce the complexity of the controller. The performance of the proposed converter is studied under different operating conditions via MATLAB/Simulink simulation, and its feasibility is evaluated experimentally on a scaled-down prototype converter.
기존의 역률 개선 컨버터는 경 부하에서 높은 직류 링크 전압을 갖는다. 특히 라인 전압이 높고 부하가 작을 경우, 직류 링크 전압은 매우 높은 전압을 갖게 되어 실용상 문제가 존재한다. 본 논문에서 역률 개선 부로 벅 토폴로지를 갖는 새로운 단일 전력 단 역률 개선 컨버터를 제안하였다. 또한 제안된 컨버터의 타당성을 증명하기 위해 제안된 회로의 설계 예를 보였으며, 설계 시 고려되어야 할 사항들과 관련 설계 식을 유도하였다. 유도된 설계 식으로부터 정해진 회로 정수 값을 이용하여 실험을 실시하였고, IEC1000-3-2의 역률 규제를 만족함을 입증하였다. 본 논문에서 제안된 컨버터를 통하여 기존의 단일 전력 단 컨버터의 문제점인 경 부하 시 높은 직류 링크 전압 문제를 해결할 수 있었다.
본 논문에서는 class AB opamp 를 채용한 384kHz differential PWM 신호를 입력으로 하는 2-channel stereo audio amplifier 블록을 공급전압 3.3V 조건에서 SMIC 0.18um thick oxide 기술을 이용하여 설계한다. 여기서 class AB opamp 는 공정 변화에 따른 quiescent current가 변하는 것을 최소화하기 위하여 adaptive load 를 사용하며, 전체적으로는 3 차 Butterworth lowpass filter 와 differential-to-single converter 로 구성된 2 개의 audio amplifier 와 출력전압이 ${\frac{1}{2}}Vdd$ 인 common output 블록으로 구성된다. 이러한 설계를 통하여 32ohm 의 저항 load 를 구동할 수 있는 -60dB THD, 전체 quiescent current 2mA 대인 CMOS class AB stereo audio amplifier 를 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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