• 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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• 제16권5호
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• pp.1802-1812
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• 2016

Cross regulation is a key technical issue of single-inductor multiple-output (SIMO) DC-DC converters. This paper investigates the cross regulation in single-inductor dual-output (SIDO) Buck converters with continuous conduction mode (CCM) operation. The expressions of the DC voltage gain, control to the output transfer function, cross regulation transfer function, cross coupled transfer function and impedance transfer function of the converter are presented by the time averaging equivalent circuit approach. A small signal model of a SIDO CCM Buck converter is built to analyze this cross regulation. The laws of cross regulation with respect to various load conditions are investigated. Simulation and experiment results verify the theoretical analysis. This study will be helpful for converter design to reduce the cross regulation. In addition, a control strategy to reduce cross regulation is performed.

• 전기학회논문지
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• 제67권4호
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• pp.531-537
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• 2018

This paper propose a bidirectional dc-to-dc converter employing dual inductor for current ripple reduction. Conventional bidirectional dc-to-dc converter uses a single inductor for two different modes; boost and buck; therefore it is difficult to satisfy the optimized inductance value for each mode. To improve this problem, the proposed converter adds two switches, a diode, and one inductor. By proper switching of the additional switch, the proposed converter operates with a inductor in boost mode, but it works with dual inductor in buck mode. Hence in both modes the proposed bidirectional converter can be operated with optimized inductance values. Most of all the optimized inductance in buck mode can reduce the current ripple and its effective value(rms), which are directly related to the temperature increase resulted in short lifetime of battery. To verify the validity of the proposed approach, we first analyzes the operation of the proposed converter theoretically, and implement computer-aided simulations and experiments using a prototype.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.203-204
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• 2018

Conventional buck-boost converter has the disadvantage that the output voltage is inverted. The single phase non-inverting buck-boost converter(SPNIBBC) used four swithes has H-bridge type Circuit. The output voltage is not inverted. The SPNIBBC can be controlled by the single carrier method and the dual carrier method according to the modulation method. In this paper, we have fabricated the converter and compared the efficiency according to the modulation method.

• Journal of Power Electronics
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• 제9권4호
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• pp.517-525
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• 2009

42V electrical power systems are on their way to replacing the present l4V systems in automobiles and 42V/14V dual voltage systems have been proposed to provide backward compatibility with the existing components for the 14V systems. A synchronous buck/boost converter is an attractive topology for 42V/14V dual voltage systems since it offers the possibility of bi-directional operation without additional components. In this paper, transient currents generated during converter startup or changes in operation modes between buck and boost are analyzed and a cost effective solution to remove the transient currents is proposed. The validity of the proposed control strategy is investigated through simulation and experiment with bi-directional converters.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권2호
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• pp.292-300
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• 2015

This paper proposes a high-efficiency, dual-mode PWM / linear buck converter with a wide-input range. The proposed converter was designed with a mode selector that can change the operation between PWM / linear mode by sensing a load current. The proposed converter operates in a linear mode during a light load and in PWM mode during a heavy load condition in order to ensure high efficiency. In addition, the mode selector uses a bit counter and a transmission gate designed to protect from a malfunction due to noise or a time-delay. Also, in conditions between $-40^{\circ}C$ and $140^{\circ}C$, the converter has variations in temperature of $0.5mV/^{\circ}C$ in the PWM mode and of $0.24mV/^{\circ}C$ in the linear mode. Also, to prevent malfunction and breakdown of the IC due to static electricity, the reliability of IC was improved by embedding a self-produced 8 kV-class(Chip level) ESD protection circuit of a P-substrate Triggered SCR type with high robustness characteristics.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.586-592
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• 2014

본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage Complementary MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 DC-DC Buck 컨버터를 제안하였다. 높은 효율을 얻기 위하여 PWM 제어방식을 사용하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS 스위치 소자를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 제안한 Buck 컨버터는 밴드갭 기준 전압 회로, 삼각파 발생기, 오차 증폭기, 비교기, 보상 회로, PWM 제어 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 전원전압(3.3V)부터 접지까지 출력 진폭의 범위를 갖는 1.2MHz의 주파수를 생성하며, 비교기는 2단 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 이득과 $64^{\circ}$의 위상여유를 갖도록 설계하였다. 또한 제안한 Buck 컨버터는 current-mode PWM 제어회로와 낮은 온 저항을 갖는 스위치를 사용하여 100mA의 출력 전류에서 최대 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA 이하의 대기모드에도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO 레귤레이터를 설계하였으며, 또한 2개의 IC 보호 회로를 내장하여 신뢰성을 확보하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.74.4-74
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• 2002

$\textbullet$ Introduction $\textbullet$ Circuit modified $\textbullet$ Implement of the dual output converter $\textbullet$ Conclusions

• Journal of Power Electronics
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• 제15권4호
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• pp.899-909
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• 2015

A dual-input boost-buck converter with coupled inductors (DIBBC-CI) is proposed as a thermoelectric generator (TEG) power conditioner with a wide input voltage range. The DIBBC-CI is built by cascading two boost cells and a buck cell with shared inverse coupled filter inductors. Low current ripple on both sides of the TEG and the battery are achieved. Reduced size and power losses of the filter inductors are benefited from the DC magnetic flux cancellation in the inductor core, leading to high efficiency and high power density. The operational principle, impact of coupled inductors, and design considerations for the proposed converter are analyzed in detail. Distributed maximum power point tracking, battery charging, and output control are implemented using a competitive logic to ensure seamless switching among operational modes. Both the simulation and experimental results verify the feasibility of the proposed topology and control.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.319-323
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• 2011

본 논문에서는 Mobile 기기의 다양한 기능을 지원하기 위해 사용되는 내부 회로들의 낮은 전압 레벨을 지원하기위해 가장 널리 사용되는 SMPS(Switch Mode Power Supply)방식의 Buck converter를 설계한다. 제안된 Buck converter는 넓은 부하 영역에서 높은 효율을 가지는 것을 목적으로 일반적인 구동 방식인 PWM (Pulse Width Modulation)Mode의 고 효율 저 리플 특성 구현 외에 PFM(Pulse Frequency Modulation) Mode를 적용하여 낮은부하 조건 혹은 부하를 사용하지 않는 대기 시간에서도 고 효율 저 리플 특성을 가지는 Dual mode synchronous buck converter를 설계한다. 이를 위해 본 논문에서는 부하 변동 시에 PWM - PFM Mode로의 효율적인 변환방법 및 저 리플 특성을 위한 방법을 제안한다. 또한 제안된 IC는 Mobile 기기에 부합하는 입력 전압 범위 2.5V-5V를 가지며, 2.5Mhz의 높은 주파수로 동작하여 리플 특성이 양호하고 집적화가 유리하다. 고효율을 위하여 Synchronous Type 설계 및 Dynamic Control 방식을 적용하였다. 보호 기능으로는 회로 동작의 초기 시에 발생하는 Inrush Current를 방지하기 위한 Soft start function 외에 Current limit, Thermal shutdown function, UVLO 회로가 내장되어 신뢰성을 높였다.