• 전기전자학회논문지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.250-255
• /
• 2010

본 논문에서는 DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 인터리브 방식의 전원제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 휴대기기에 필요한 높은 출력 전압과 낮은 출력 전압을 제공하기 위하여 벅-부스트 컨버터를 사용하였다. 또한, 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하였다. 낮은 온-저항을 갖는 DTMOS를 사용하여 도통 손실을 감소시켰으며 인터리브 방식을 사용하여 출력 리플을 감소시켰다. 1mA 이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.113-118
• /
• 2007

본 논문은 Pspice의 Subcircuit을 이용한 새로운 DC-DC 컨버터시스템의 피드백 제어루프 설계 방법을 제안하였다. 제안한 피드백 제어루프 설계 방식의 절차는 DC-DC 컨버터의 소신호 모델링을 기반으로 하여 Pspice의 Subcircuit으로 프로그램 하였다. 이를 위해 ABM(Analog Behavioral Modeling)을 사용하였다. ABM은 시뮬레이터에서 프로그래밍 언어로 사용 될 수 있고 수식을 전기적 회로로 나타낼 수 있으므로 방정식의 모든 변수를 전압으로 변환 할 수 있었다. Subcircuit을 사용하여 Pspice의 DC 해석으로 오차보상기의 회로 소자 값을 쉽게 얻을 수 있었다. 개발 방법을 자세히 기술하였으며 응용 예제로 제안한 DC-DC 컨버터 피드백 설계 방법의 효과를 입증하였다. PWM기법을 이용한 컨버터회로는 인덕터 전류가 연속인 연속전류모드를 적용하여 평균화 및 선형화 전류기법을 사용하여 Buck 컨버터의 제어신호를 구하였다. 극점과 영점을 선정하는 방법으로 K-계수법을 적용하였으며, 이와 같은 설계절차는 일반적으로 안정한 성능을 얻을 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.403-411
• /
• 2013

This paper proposes an isolated bidirectional three-phase push-pull dc-dc converter for high power application such as eco-friendly vehicles, renewable energy systems, energy storage systems, and solid-state transformers. The proposed converter achieves ZVS turn-on of all switches and volume of passive components is small by an effect of three-phase interleaving. The proposed converter has identical switching pattern for both boost and buck mode, and therefore can provide seamless characteristic at the mode transition. A 3kW prototype of the proposed converter has been built and tested to verify the validity of the proposed operation.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제19권5호
• /
• pp.1108-1121
• /
• 2019

The non-inverting buck-boost converter (NIBB) is a step-up and step-down DC-DC converter suitable for wide-input-voltage-range applications. However, when the input voltage is close to the output voltage, the NIBB needs to operate in the buck-boost mode, causing a significant efficiency reduction since all four switches operates in the PWM mode. Considering both the current stress limitation and the efficiency optimization, a novel design methodology for the optimal phase-shift modulation of a NIBB in the buck-boost mode is proposed in this paper. Since the four switches in the NIBB form two bridges, the shifted phase between the two bridges can serve as an extra degree of freedom for performance optimization. With general phase-shift modulation, the analytic current expressions for every duty ratio, shifted phase and input voltage are derived. Then with the two key factors in the NIBB, the converter efficiency and the switch current stress, taken into account, an objective function with constraints is derived. By optimizing the derived objective function over the full input voltage range, an offline design methodology for the optimal modulation scheme is proposed for efficiency optimization on the premise of current stress limitation. Finally, the designed optimal modulation scheme is implemented on a DSPs and the design methodology is verified with experimental results on a 300V-1.5kW NIBB prototype.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제12권2호
• /
• pp.233-241
• /
• 2012

This paper presents a design of a 30kW 250V/530V bidirectional DC-DC converter to be used in an electrical car. A detailed explanation of the design is given. The system uses two phase shifted half bridge (boost and buck) topologies to reduce the ripple current in the output capacitor. The converter has an efficiency of 95% at nominal power. It works as a constant voltage in one direction and as a constant current in the other to charge the batteries. Simulations and measurement are done at high power to test the efficiency.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.176-183
• /
• 2008

본 논문에서는 DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 고 효율 전원 제어 장치 (PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DTMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기(Saw-tooth generator), 밴드갭기준 전압 회로(Band-gap reference circuit), 오차 증폭기(Error amplifier), 비교기(Comparator circuit)가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 그라운드부터 전원 전압(Vdd:3.3V)까지 출력 진폭 범위를 갖는 1.2MHz 발진 주파수를 가지며, 비교기는 2단 연산 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 DC gain과 $64^{\circ}$ 위상 여유를 갖도록 설계하였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.435-437
• /
• 2007

Authors propose a PFC(power factor correction) Buck-Boost AC-DC converter by soft switching method. The proposed converter for a discontinuous conduction mode eliminates the complicated control requirement and reduces the size of components. The input current waveform in the converter is got to be a sinusoidal form of discontinuous pulse in proportion to magnitude of ac input voltage under the constant duty cycle switching.Therefore,the input power factor is nearly unity and the control algorithm is simple. To achieve high efficiency system, the proposed converter is constructed by using a partial resonant technique. The control switches using in the converter are operated with soft switching for a partial resonant. The control switches are operated without increasing their voltage and current stresses by the soft switching method. The result is that the switching loss is very low and the efficiency of converter is high.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.399-400
• /
• 2012

The proposed battery charger presented in this paper is suitable for Lead-Acid Battery and the dc/dc buck converter topology is applied as a charger circuit. The technique adopted in this charger is constant current & constant voltage dual mode, which is decided by the value of voltage of proposed battery. Automatic mode change function is detected by the percentage value of level of battery charging. CC Mode (Constant Current Mode) is operated when charging level is below 80% of the total charging of Battery voltage and above 80% of battery voltage charging, CV Mode (Constant Voltage Mode) is automatically operated. As the charging level exceeds 120%, it automatically terminates charging. The feedback signal to the PWM generator for charging the battery is controlled by using the current and voltage measurement circuits simultaneously. This technique will degrade the damage of proposed type of battery and improve the power efficiency of charger. Finally, a prototype charger circuit designed for a 12-V 7-Ah lead acid battery is constructed and tested to confirm the theoretical predictions. Satisfactory performance is obtained from simulation and the experimental results.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제41권1호
• /
• pp.76-82
• /
• 2017

최근 전자제어엔진 및 전기추진선박이 도입된 이래, 배터리를 사용하는 비상 전력공급시스템에서 무정전 전원공급장치의 중요성이 강조되어왔다. 비상 전력공급시스템에서 양방향 컨버터는 중요한 구성요소이다. 본 연구에서는 개선된 DC-DC 양방향 컨버터의 토폴로지를 제시한다. 이것은 기존의 컨버터에 비해 전압변환율은 증가되고 스위치에 인가되는 전압 스트레스는 감소되는 장점을 지닌다. 제안된 컨버터의 성능을 확인하기 위해 소프트웨어 PSIM을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이 컨버터의 변환율은 기존의 컨버터에 비해 승압모드에서 4배, 강압모드에서 1/4배 이었고 스위치에 걸리는 전압은 고압 측의 1/4배 이었다. 또한 블로킹 커패시터가 전하를 균등하게 분배하기 때문에 다른 추가 제어회로 없이 인터리브 모듈 사이에서 전하가 균등하게 분담된다는 것을 확인하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제15권6호
• /
• pp.1577-1583
• /
• 2015

In this research, a combined adaptive-robust current controller is developed for non-minimum-phase DC-DC converters in a wide range of operations. In the proposed nonlinear controller, load resistance, input voltage and zero interval of the inductor current are estimated using developed adaptation rules and knowing the operating mode of the converter for the closed-loop control is not required; hence, a single controller can be employed for a wide load and line changes in discontinuous and continuous conduction operations. Using the TMS320F2810 digital signal processor, the experimental response of the proposed controller is presented in different operating points of the buck/boost converter. During transition between different modes of the converter, the developed controller has a better dynamic response compared with previously reported adaptive nonlinear approach. Moreover, output voltage steady-state error is zero in different conditions.