• Journal of Power Electronics
• /
• 제14권2호
• /
• pp.203-216
• /
• 2014

In the conventional dc-dc converter, a pair of additional diode and the adjacent passive component capacitor/inductor can be added to the circuit with an X-shape connection, which generates a family of new topologies. The novel circuits, also called diode-assisted dc-dc converter, enhance the voltage boost/buck capability and have a great potential for high step-up/step-down power conversions. This paper mainly investigates and compares conventional dc-dc converter and diode-assisted dc-dc converter in wide range power conversion from the aspects of silicon devices, passive components requirements, electro-magnetic interference (EMI) and efficiency. Then, a comprehensive comparison example of a high step-up power conversion system was carried out. The two kinds of boost dc-dc converters operate under the same operation conditions. Mathematical analysis and experiment results verify that diode-assisted dc-dc converters are very promising for simultaneous high efficiency and high step-up/step-down power conversion in distributed power supply systems.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.422-430
• /
• 2014

This study proposes a small-signal model and control design for a two-stage DC-DC-AC converter to investigate its dynamic characteristics in relation to battery energy storage system. When the circuit analysis of the two-stage DC-DC-AC converter is attempted simultaneously, the mathematical procedure of deriving the dynamic equation is complex and difficult. The main idea of modeling the two-stage DC-DC-AC converter states that this topology is separated into a bidirectional DC-DC converter and a single-phase inverter with an equivalent current source corresponding to that of the inverter or converter. The dynamic equations for the separated converter and inverter are then derived using the state-space averaging technique. The procedures of building the small-signal model of the two-stage DC-DC-AC converter are described in detail. Based on the derived small-signal model, the individual controllers are designed through a frequency-domain analysis. The simulation and experimental results verify the validity of the proposed modeling approach and controller design.

• 전기학회논문지P
• /
• 제64권3호
• /
• pp.146-152
• /
• 2015

In this paper, we propose a boost DC-DC converter using a modification of the passive auxiliary resonant snubber circuit with a DC-DC converter in a typical active auxiliary resonant snubber-bridge inverter. The proposed boost DC-DC converter is small compared to the DC-DC converter according to the soft-switching scheme that requires a general auxiliary switch by realizing the soft switching operation as a DC-DC converter which does not require an auxiliary switch. It is light-weight, switch the turn-on and turn-off switching loss at the time of the superposition of the voltage and current is extremely small, so small. And the reduction of the surge voltage and current of the switch. In addition, the proposed boost DC-DC converter has a high efficiency over a wide load characteristics change area than conventional hard switching PWM boost converter using an RC snubber loss.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제12권5호
• /
• pp.1934-1944
• /
• 2017

As a key component of high-voltage power conversion system for electric vehicles (EVs), bidirectional DC/DC (Bi-DC/DC) is required to have high efficiency and light weight. Conventional design methods optimize the Bi-DC/DC at the maximum power dissipation point (MPDP). For EVs application, the work condition of the Bi-DC/DC is not strict as the MPDP, where the design method using MPDP may not be optimal during travel of EVs. This paper optimizes the Bi-DC/DC converter targeting efficiency and weight based on the driving cycle. By analyzing the two-phase interleaved Bi-DC/DC for hybrid energy storage systems (HESS) of EVs, its power dissipation is calculated, and an efficiency model is derived. On this basis, weight models of capacitor, inductor and heat sink are built, as well as a dynamic temperature model of heat sink. Based on these models, a method using New European Driving Cycle (NEDC) for optimal design of Bi-DC/DC which simultaneously considered efficiency and weight is proposed. The simulation result shows that compare with conventional optimization methods revealed that the optimization approach based on driving cycle allowed significant weight reduction while meeting the efficiency requirements.

• 전자공학회논문지 IE
• /
• 제47권3호
• /
• pp.14-18
• /
• 2010

본 논문은 휴대용 배터리 구동시스템을 위한 다양한 출력전압(5-7V,100mA)을 가지는 CMOS DC-DC 변환기를 제안한다. 제안하는 DC-DC 변환기는 Pulse-Frequency Modulation (PFM) 방식을 사용하였고, 기준전압회로, 피드백 저항, 컨트롤러, 내부 파형발생기를 사용하였다. 2개의 외부 수동 소자들 (L,C)을 가진 집적화된 DC-DC 변환기는 0.5um 2-poly 4-metal CMOS 공정에서 설계 되었고 PDA, 휴대폰, 노트북 등에 적용 가능하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
• /
• pp.412-415
• /
• 2015

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기, MPPT 제어회로, DC-DC 부스트 변환기, 그리고 PMU(Power Management Unit)로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, MPPT 제어회로는 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 효율을 높이는 역할을 한다. DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 공급된 에너지를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 하며 PMU를 통해 부하로 에너지를 전달한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $950um{\times}920um$이다.

• 전기학회논문지
• /
• 제63권5호
• /
• pp.713-718
• /
• 2014

DC urban railway power system consists of DC power network and AC power network. The DC power network supplies electric power to railway vehicles and the AC power network supplies electric power to station electric equipment. Recently, because of power consumption reduction and peak load shaving, intelligent measurement of regenerative energy and renewable energy adapted on DC urban railway is required. For this reason, DC smart metering system for DC power network shall be developed. Therefore, in this paper, DC voltage sensor, current sensor, and DC smart meter were developed and evaluated by performance test. DC voltage sensor was developed for measuring standard voltage range of DC urban railway, and DC current sensor was developed as hall effect split core type in order to install in existing system. DC smart meter possesses function of general intelligent electric power meter, such as measuring electricity and wireless communication etc. And, DC voltage sensor showed average 0.17% of measuring error for 2,000V/50mA, and current sensor showed average 0.21% of measuring error for ${\pm}2,000V/{\pm}4V$ in performance test. Also DC smart meter showed maximum 0.92% of measuring error for output of voltage sensor and current sensor. In similar environment for real DC power network, measuring error rate was under 0.5%. In conclusion, accuracy of DC smart metering system was confirmed by performance test, and more detailed performance will be verified by further real operation DC urban railway line test.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권12호
• /
• pp.4984-4990
• /
• 2010

기존의 DC-DC Converter에서는 전압 변화 및 에너지 축적소자로서 자성부품인 인덕터를 사용하여 자속 발생에 의한 전력 손실로 효율이 낮아지고, 자성부품의 부피가 크고 무거우며 가격이 비싸 반도체 칩으로 집적화하기에 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 인덕터없는 스위치드 커패시터 방식을 이용한 저전력 강압형 CMOS DC-DC Converter를 제안한다. 제안된 DC-DC Converter는 0.5um 공정을 이용하여 설계하였으며, 설계된 DC-DC 컨버터는 200kHz의 주파수로 동작하며 96%이상의 전력효율을 cadence 시뮬레이션을 통하여 얻을 수 있다.

• 정보처리학회논문지D
• /
• 제10D권7호
• /
• pp.1207-1212
• /
• 2003

전자상거래의 발전과 함께 물류유통을 위한 분배망의 구성은 점차 복잡해지고 있으며, 이에 따라 분배계획이 점차 중요해지고 있다. 분배계획에 있어서 분배망의 관리는 중요하다. 분배망은 분배센터(DC)와 그 상호작용으로 나타낼 수 있다. DC 내부요인 및 DC의 상호작용으로 인한 외부요인은 분배망에 많은 영향을 미친다. 따라서 효율적인 분배망 관리계획의 수립을 위해서는 DC와 DC의 상호작용을 고려한 분배망의 분석이 필요하다. 지금까지 자원할당 같은 공급망 관리 관점의 연구가 이루어졌지만 공급망을 구성하는 분배망의 분석에 대한 연구가 이루어지지 않았다. 본 논문은 DC와 DC의 상호작용을 고려한 분배망 분석 기법을 제안한다. 제안 기법은 크게 두 가지 단계로 이루어진다. 먼저, 분배망은 DC와 DC의 상호작용을 포함한 그래프 형태로 모델링된다. 두 번째, 그래프로 모델링된 분배망은 도달성 트리를 이용하여 분석된다. 또한 예제모델을 제시하고, 이것의 분석을 통해 제안기법의 효용성을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제15권9호
• /
• pp.1979-1984
• /
• 2011

본 논문은 가정내 주 배전시스템으로 DC 전력을 사용하기 위한 그린 Platform을 제시하였다. 제안한 Platform은 공통 DC bus와 양방향 DC 그리드를 갖는 구조이며 DC bus에 연결된 장비들은 에너지원(source), 부하(load), 양방향 장비(bi-directional devices)로 구분하였다. 현재의 기술을 바탕으로 전압과 시스템을 DC로 변환하고 부하에 직접 연결 시킴으로서 시스템 효율을 증가시키기 위한 구축 방법을 제시하였다.