• 전력전자학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.30-40
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• 2002

본 논문은 250w 메탈 할라이드 램프용 전자식 안정기의 개발에 관한 연구로써 안정기의 입력 역율은 PFC IC를 이용하여 개선하였고, 벅 Type의 DC-DC 컨버터를 회로에 삽입하여 인버터회로에서 램프의 정격전압만을 공급할 수 있도록 함으로써 인버터 스위칭소자의 스트레스를 줄이게 되었다. 인버터의 형태는 풀 브릿지로 하였고 램프 점등을 구형 저주파에 고주파 성분을 첨가하는 방식으로 음향공명현상을 제거하였다. 또한 LC 회로를 이용한 간단 한 점화기 회로를 개발하였다. 벅 컨버터의 출력 전압을 조절하여 램프의 전압이 가변되는 원리를 이용하여 조광 제어를 할 수 있으며 계절별 및 시간대별로 점등시간과 조도조절이 가능토록 하였다. 벅 컨버터 출력 전압의 조절과 무부하 보호 및 과전류 보호 기능은 마이크로프로세서의 프로그램을 개발하여 수행하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권4호
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• pp.864-870
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• 2017

본 논문은 넓은 부하 전류를 요구하는 휴대 기기에서 사용될 목적으로 주파수 전압 변환을 이용하여 모드 제어 가능한 듀얼 모드 벅 변환기를 설명한다. 기존의 히스테스테릭 벅 변환기의 문제인 저 부하에서의 PLL 보상 및 효율 저하를 제안하는 듀얼 벅 변환기의 개선된 PFM 모드를 통해 해결한다. 또한 기존의 듀얼 모드 벅 변환기의 주요 회로인 모드 제어기에서의 부하 변화 감지의 어려움과 느린 모드 전환 속도를 제안하는 모드 제어기로 개선 시킨다. 제안하는 모드 제어기는 최소 1.5us의 모드 전환 시간을 가진다. 제안하는 DC-DC 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정에서 설계하였으며 칩 면적은 $1.38mm{\times}1.37mm$이다. 기생 소자를 포함한 인덕터와 커패시터를 고려한 후 모의실험 결과는 1~500mA의 부하 전류 범위에서 입력 전압을 2.7~3.3V를 가지며 PFM 모드는 65mV이내, 히스테리틱 모드에서는 고정된 스위칭 주파수 상태에서 16mV의 출력 리플 전압을 가지는 1.2V의 출력 전압을 생성한다. 제안하는 듀얼 모드 벅 변환기의 최대 효율은 80mA에서 95%를 나타내며 해당 전체 부하 범위에서 85% 이상의 효율을 지닌다.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권3호
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• pp.377-386
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• 2012

An interleaved bridgeless buck-boost AC/DC converter is presented in this paper to achieve the characteristics of low conduction loss, a high power factor and low harmonic and ripple currents. There are only two power semiconductors in the line current path instead of the three power semiconductors in a conventional boost AC/DC converter. A buck-boost converter operated in the boundary conduction mode (BCM) is adopted to control the active switches to achieve the following characteristics: no diode reverse recovery problem, zero current switching (ZCS) turn-off of the rectifier diodes, ZCS turn-on of the power switches, and a low DC bus voltage to reduce the voltage stress of the MOSFETs in the second DC/DC converter. Interleaved pulse-width modulation (PWM) is used to control the switches such that the input and output ripple currents are reduced such that the output capacitance can be reduced. The voltage doubler topology is adopted to double the output voltage in order to extend the useable energy of the capacitor when the line voltage is off. The circuit configuration, principle operation, system analysis, and a design example are discussed and presented in detail. Finally, experiments on a 500W prototype are provided to demonstrate the performance of the proposed converter.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권4호
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• pp.592-599
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• 2013

This paper investigates a new isolated single-phase AC-DC converter, which integrates a modified AC-DC buck-boost converter with a DC-DC forward converter. The front semi-stage is operated in discontinuous conduction mode (DCM) to achieve an almost unity power factor and a low total harmonic distortion of the input current. The rear semi-stage is used for step-down voltage conversion and electrical isolation. The front semi-stage uses a coupled inductor with the same winding-turn in the primary and secondary sides, which is charged in series during the switch-on period and is discharged in parallel during the switch-off period. The discharging time can be shortened. In other words, the duty ratio can be extended. This semi-stage can be operated in a larger duty-ratio range than the conventional AC-DC buck-boost converter for DCM operation. Therefore, the proposed converter is suitable for universal input voltage (90~264 $V_{rms}$) and a wide output-power range. Moreover, the voltage stress on the DC-link capacitor is low. Finally, a prototype circuit is implemented to verify the performance of the proposed converter.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.90-97
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• 2010

본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage CMOS) 스위칭 소자와 DTMOS Error Amplifier를 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 DT-CMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기, 밴드갭 기준 전압 회로, DT-CMOS 오차 증폭기, 비교기가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 제안된 DT-CMOS 오차증폭기는 72dB DC gain과 83.5위상 여유를 갖도록 설계하였다. DTMOS를 사용한 오차증폭기는 CMOS를 사용한 오차증폭기 보다 약 30%정도 파워 소비 감소를 보였다. 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.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권6호
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• pp.1438-1445
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• 2015

A new DC-DC power converter is researched for renewable energy and battery hybrid power supplies systems in this paper. At the charging mode, a renewable energy source provides energy to charge a battery via the proposed converter. The operating principle of the proposed converter is the same as the conventional DC-DC buck converter. At the discharging mode, the battery releases its energy to the DC bus via the proposed converter. The proposed converter is a non-isolated high step-up DC-DC converter. The coupled-inductor technique is used to achieve a high step-up voltage gain by adjusting the turns ratio. Moreover, the leakage-inductor energies of the primary and secondary windings can be recycled. Thus, the conversion efficiency can be improved. Therefore, only one power converter is utilized at the charging or discharging modes. Finally, a prototype circuit is implemented to verify the performance of the proposed converter.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권10호
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• pp.16-26
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• 2014

This paper proposes new 13-level inverter topology and DC/DC converter buck-boost structure topology for multilevel, compounding uni-directional and bi-directional switches, and proposes high-efficient multilevel inverter system in which the proposed two PCS(Power Conditioning System) was connected in series. In proposed multilevel inverter of forming a output 13-level phase voltage by using total 18 switching parts, Then bi-directional switch has a characteristic of reducing conduction loss and controlling the reactive power effectively by separating electrically from the neutral point. DC/DC converter for supplying in dependent 3 DC voltage to the proposed multi-level inverter generates 180-degree phase shifted PWM by the symmetrically combined structure of 2 buck-boost converter and twice switching frequency efficiency can be obtained, meanwhile, the converter can step up/down the output voltage and 20% output can be generated comparing the input voltage. This proposed system is verified with the simulation and laboratory test.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권3호
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• pp.300-312
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• 2014

A single-inductor multiple-output (SIMO) DC-DC converter providing buck and boost outputs with a new switching sequence is presented. In the proposed switching sequence, which does not require any additional blocks, input energy is delivered to outputs continuously by flowing current through the inductor, which leads to high conversion efficiency regardless of the balance between the buck and boost output loads. Furthermore, instead of multiple output loop compensation, only the freewheeling current feedback loop is compensated, which minimizes the number of off-chip components and nullifies the need for the equivalent series resistance (ESR) of the output capacitor for loop compensation. Therefore, power conversion efficiency and output voltage ripples can be improved and minimized, respectively. Implemented in a 0.35-${\mu}m$ CMOS, the proposed SIMO DC-DC converter achieves high conversion efficiency regardless of the load balance between the two outputs with maximum efficiency reaching up to 82% under heavy loads.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.639-643
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• 2018

전자 시스템이 소형화, 이동성의 요구에 따라 전력 변환의 필요성이 계속 증가하고 있다. 또한 전력 변환에는 전력 효율과 함께 전력 변환시스템의 소형화를 위해 적용하는 스위칭에 의한 잡음으로부터 시스템 안정성이 보장되어야 한다. 따라서 전력 변환시 스위칭 잡음을 감소시킬 수 있는 대책이 필수적이다. 본 논문에서는 DC/DC Buck Converter회로를 구성하였고, reference plane을 갖는 4층 PCB 회로 구조에서 부품의 배치를 변경할 경우 발생하는 스위칭 잡음특성을 비교 분석하였다. 또한, Reference Plane을 제거한 양면 PCB회로 구조에서 부품 배치를 달리하였을 경우 스위칭 잡음 특성을 각각 시뮬레이션으로 비교 분석하였다. 그 결과 4층 PCB회로 구조에서는 Current return path에 따라 Radiated Emission 특성이 12dB, Conducted Emission 특성이 7~8dB 감소됨을 확인하였다. 또한 양면 PCB회로 구조에서는 Conducted Emission이 20~25dB 감소됨을 확인하였다. 이로써 전력 변환 회로를 설계할 경우 Current return path의 구성에 따라 잡음 특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.1069-1070
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• 2008

This paper presents a high efficient two-stage interleaved synchronous buck CMOS DC-DC converter. The proposed circuit has a fixed duty cycle as 0.5 by an added buck converter. And it causes the best ripple cancelation of the output current ripple. The proposed circuit was simulated by HSPICE with a standard CMOS $0.35{\mu}m$ process parameter.