This paper compares three kinds of soft-switching circuits from viewpoints of surge suppression, load characteristic, and power efficiency for a tapped-inductor buck converter with low voltage and high current. As a result, these soft-switching techniques have achieved much higher efficiency of 80 % when compared with a hard-switching buck converter for the output condition of 1V and 20A.
This paper analysed basic operation in Zero-voltages-switching quasi-resonant buck converter and considered steady state characteristics. Especially, it is confirmed that converter operating at maximum 1MHz switching frequency in load characteristics. In this paper, a novel slope method is proposed and implemented in regulation characteristics analysis. It is proved that experimenental results coincide with theory results.
상태 공간 평균화 모델은 강압형, 승압형 및 승 강압형 DC/DC 컨버터에 적용이 가능하며, 특별한 계산이 필요 없는 높은 정밀도가 증명된 모델이다. 이러한 모델은 전류연속모드(CCM) DC/DC 컨버터에서 확립되었으며, 본 논문에서는 컨버터의 전류연속모드(CCM) 모델로부터 의미 있는 결론을 유도하고자 한다. 본 논문에서는 스위치 평균모델을 이용한 DC/ DC 컨버터의 전류불연속모드(DCM) 모델링 및 임계특성에 관하여 논하였다. 스위치 평균 모델은 전류연속모드(CCM)와 전류불연속모드(DCM) 사이의 DC/DC 컨버터의 경계 조건에 대한 모델로부터 유추할 수 있으며, 시뮬레이션과 실험에 의해서 스위치의 평균 모델의 주파수 응답 특성을 예측할 수 있었다. 본 연구에서는 MOSFET를 사용하여 입력전압 15[V], 출력전압 24[V], 출력전력 24[W]급 시스템을 제작하여 실험하였다.
This paper presents design of interleave configured dc-dc converter for high power distributed power system applications. The multi channel interleaving buck converter with small inductance has proved to be suitable for micro-grid, requiring medium output voltages, high output currents and fast transient response. Integrated magnetic components are used to reduce the size of the converter and improve efficiency. Unlike conventional methods, the distributed approach requires no centralized control, automatically accommodates varying numbers of converter cells, and is highly tolerant of subsystem failures. A general methodology for achieving distributed interleaving is proposed, along with a specific implementation approach. The design and simulation verification of switching frequency 10 kHz system is presented with interleaved clocking of the converter cells. The simulation (simulated by PSIM 6.1) results corroborate the analytical predictions and demonstrate the tremendous benefits of the distributed interleaving approach.
The constant on-time current-mode controlled (COT-CMC) switching dc-dc converter is stable, with no subharmonic oscillation in its current loop when a voltage ripple in its outer voltage loop is ignored. However, when its output capacitance is small or its feedback gain is high, subharmonic oscillation may occur in a COT-CMC buck converter with a proportional-integral (PI) compensator. To investigate the subharmonic instability of COT-CMC buck converters with a PI compensator, an accurate reduced-order asynchronous-switching map model of a COT-CMC buck converter with a PI compensator is established. Based on this, the instability behaviors caused by output capacitance and feedback gain are investigated. Furthermore, an approximate instability condition is obtained and design-oriented stability boundaries in different circuit parameter spaces are yielded. The analysis results show that the instability of COT-CMC buck converters with a PI compensator is mainly affected by the output capacitance, output capacitor equivalent series resistance (ESR), feedback gain, current-sensing gain and constant on-time. The study results of this paper are helpful for the circuit parameter design of COT-CMC switching dc-dc converters. Experimental results are provided to verify the analysis results.
본 논문은 공정, 전압 및 온도에 둔감하며, 출력전압 상태에 따라 3가지 동작모드가 가능한 디지털 제어 벅 변환기를 제안한다. 기존 디지털 제어 방식의 벅 변환기는 A/D 변환기, 카운터 및 딜레이 라인 회로를 사용하여서 정확한 출력 전압을 제어하였다. 정확한 출력 전압 제어를 위해서는 카운터 및 딜레이 라인 비트 수를 증가시켜서 회로 복잡성 증가 문제점을 지니고 있다. 이러한 회로의 복잡성 문제를 해결하기 위해서 제안된 회로에서는 8비트 및 16 비트 양 방향 쉬프트 레지스터를 사용하고 최대 128비트 해상도까지 듀티비 제어가 가능한 벅 변환기를 제안한다. 제안하는 벅 변환기는 CMOS 180 나노 공정 1-poly 6-metal을 사용하여 설계 및 제작하였으며, 2.7V~3.6V의 입력 전압과 0.9~1.8V의 출력 전압을 생성하고, 리플전압은 30mV, 전력 효율은 최대 92.3%, 과도기 응답속도는 4us이다.
The control method of the bidirectional DC/DC converter for instantaneous regenerative current control is described in this paper. The general method to control the DC/DC converter is the output voltage control. However, the regenerative current cannot be controlled to be constant with this control method. To improve the performance of the conventional control method, the DC-link voltage of the inverter is controlled within the tolerance range by the instantaneous boost and buck operations of the bidirectional DC/DC converter. By the proposed control method, the battery current can be controlled to be constant regardless of the motor speed variation. The improved performance of the DC/DC converter controlled by the proposed control method is verified by the experiment and simulation of the system with the inverter and IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) which is operated by the reduced practical speed profile.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제16권6호
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pp.842-846
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2016
This paper presents a DC-DC buck converter which uses a sleep control to improve the power efficiency in a few mW light load condition. The sleep control turns off analog controller building blocks to reduce the static power losses during the off-duty period of pulse width modulation. For verification, a buck converter has been implemented in a $0.18{\mu}m$ CMOS process. The power efficiency has been improved from 76.7% to 82.5% with a 1.2 mW load. The maximum power efficiency is 95% with a 9 mW load.
This paper proposed DC-DC converter for fuel cell that have high voltage and high current output characteristics. It is required step-up converter to use by general power supply, because the general rated voltage of fuel cell is low about 20$\sim$50V. The miniaturization of converter and DC link voltage can be controlled and high quality of output voltage uses mainly DC-DC converter. The boost converter and buck-boost converter do not get high boosting ratio. It is that proposed boost-flyback converter. Through simulation and an experiment, it could get high boosting ratio and efficiency more than 90%.
DC-DC 컨버터는 각종 산업용, 가정용 기기에 널리 이용되어지고 있다. 다양한 전장품을 내장한 자동차에서는 전압이 다른 전장품을 한 개의 밧데리에서 DC-DC 컨버터를 이용해서 전압을 변환해서 이용되고 있다. 그러므로 이와 같은 구성의 전원회로에는 각각의 전장품에 대응하기 위해 복수의 변환기를 필요로 하지만 회로가 복잡하고 코스트가 상승하는 원인이 된다. 본 논문에서는 이러한 배경으로 하나의 전원을 이용한 간단한 구성의 새로운 승$\cdot$강압 초퍼 회로를 제안하여 서로 다른 복수의 출력 전압을 얻었다. 제안한 초퍼 회로는 기존의 회로에 승압용 스위치를 추가하여 구성하였으며, 이를 이용하여 부하를 분할화 시켰다 그리고 제안한 회로는 승압용 스위치와 강압용 스위치의 듀티비를 각각 별도로 조절하여 넓은 범위에서 서로 다른 2개의 출력전압을 정확히 제어하였다. 이러한 모든 사항은 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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