In this paper, a simple yet efficient auto mode-hop ripple control structure for buck converters with light load operation enhancement is proposed. The converter, which operates under a wide range of input and output voltages, makes use of a state-dependent hysteretic comparator. Depending on the output current, the converter automatically changes the operating mode. This improves the efficiency and reduces the output voltage ripple for a wide range of output currents for given input and output voltages. The sensitivity of the output voltage to the circuit elements is less than 14%, which is seven times lower than that for conventional converters. To assess the efficiency of the proposed converter, it is designed and implemented with commercially available components. The converter provides an output voltage in the range of 0.9V to 31V for load currents of up to 3A when the input voltage is in the range of 5V to 32V. Analytical design expressions which model the operation of the converter are also presented. This circuit can be implemented easily in a single chip with an external inductor and capacitor for both fixed and variable output voltage applications.
This study presents a new interleaved three-level zero-voltage switching (ZVS) converter for high-voltage and high-current applications. Two circuit cells are operated with interleaved pulse-width modulation in the proposed converter to reduce the current ripple at the input and output sides, as well as to decrease the current rating of output inductors for high-load-current applications. Each circuit cell includes one half-bridge converter and one three-level converter at the primary side. At the secondary side, the transformer windings of two converters are connected in series to reduce the size of the output inductor or switching current in the output capacitor. Based on the three-level circuit topology, the voltage stress of power switches is clamped at $V_{in}/2$. Thus, MOSFETs with 500 V voltage rating can be used at 800 V input voltage converters. The output capacitance of the power switch and the leakage inductance (or external inductance) are resonant at the transition interval. Therefore, power switches can be turned on under ZVS. Finally, experiments verify the effectiveness of the proposed converter.
본 논문에서는 PWM을 활용한 전류모드 고효율 PWM DC-DC 전원변환 집적회로(Integrated Circuit)를 설계하였다. IC에 인가할 수 있는 최대 전압은 40[V]이며 입력 전압이 DC 2.8[V]~330[V]일 때 출력 전압을 이 보다 높은 전압으로 바꿀 수 있는 한편 외부 저항비나 트랜스의 권선비를 조정하여 원하는 DC 전압을 만들어 낼 수 있다. 출력전압의 3[%] 오차를 유지하면서 3[A] 이상의 전류를 부하에 공급할 수 있도록 구현하였다. 제작공정은 0.6[um], 2P_2M CMOS 공정을 사용하였다. 전원전압이 3.6[V]일 때 대기상태에서 소비전력은 1[mW]이하이고 최대 전력변환 효율은 약 86[%]이다. 칩 사이즈는 2100*2000[um2]이며, 칩을 소형패키지에 내장하여 조립하였기 때문에 휴대형기기나 소형 전자기기에 적용이 편리하게 되어 있다.
It is necesary that analog buffer circuit should drive an external load in the VLSI design such as switched capacitor efilter (SCF), D/A converter, A/d converter, telecommunicatin circuit, etc. The conventional CMOS buffer circuit have many probvlems according as CMOS technique. Firstly, Capacity of large load ar enot able to opeate well. The problem can be solve to use class AB stages. But large load are operated a difficult, because an element of existing CMOS has a quadratic functional relation with inptu and outut voltage versus output current. Secondly, whole circuit of dynamic rang edecrease, because a range of inpt and output voltages go down according as increasing of intergration rate drop supply voltage. In this paper suggests that new differential CMOS line driver make out of operating an external of large load. In telecommunication's chip case transmission line could be a load. It is necessary that a load operate line driver. The proposal circuit is planned to hav ea high generation power rnage of voltage with preservin linearity. And circuit of capability is inspected through simulation program (HSPICE).
Standard Gate Turn Off (GTO) Thyristor drive technology results in inhomogeneous turn-on and turn-off transients which in turn needs costly dv/dt and di/dt snubber circuits. Added to this GTO is bulky in size, needs external cooling, slower switching time etc. The development of high voltage Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) have given new device advantage in the areas where they compete with conventional GTO technology. Indian Railway has developed first IGBT based traction converter and was commissioned in November 2006. Some of the supremacy of IGBT are smaller in size, no external cooling is required, built in power supply which enhances reliability, lower switching losses which leads to higher efficiency, reduced gate drive, high frequency operation in real time etc. These advantages are highlighted along with IGBT Traction system in operation.
A Zero-Voltage-Switching(ZVS) Three-Level Converter realizes ZVS for the switches with the use of the leakage inductance(or external resonant inductance) and the output capacitors of the switches, however; the rectifier diodes suffer from recovery which results in oscillation and voltage spike. In order to solve this problem, this paper proposes a novel ZVS Three-Level converter, which introduces two clamping diodes to the basic Three-Level converter to eliminate the oscillation and clamp the rectified voltage to the reflected input voltage.
An extension of the one-cycle control (OCC) method for switched-capacitor (SC) converters is proposed in this paper, featuring a fast dynamic response, wide line and load operation ranges, and simplicity in implementation. To illustrate the operation principle of this nonlinear control method and to demonstrate its simplicity in design, a dual-phase unity gain SC converter is examined. A new control loop based on the charge balance in a flying capacitor is formulated for the OCC technique and implemented with a 15W dual-phase unity gain SC converter on a circuit board for control verification. The obtained experimental results show that external disturbances can be rejected in one switching cycle by the OCC controlled SC converter with good line and load regulations. When compared to other control methods, the proposed nonlinear control loop exhibits superior dynamic performance in suppressing input and load disturbances.
This paper is to study and realize a measuring device for complex dielectric constants. The device is consisted in order of interface unit, external RAM, programmable counter, D/A converter, measuring circuit, Sample & Hold circuit, A/D converter and related control circuits. Various excitation waves are digitalized and sent to the 4096 static RAM by personal computer. These data saved in the RAM are converted to analog excitation waves through D/A converter. The frequency of excitation wave is depend on the read-out speed of the RAM according to clock pulses. Such generated waves are applied to dielectrics under test and their responses are sampled and converted to digital data through A/D converter. The computer takes the digital data and calculates finally the complex dielectric constants. The frequencies for Measurement ranges from 0.04 Hz to 10 kHz.
The output power of most facilities for renewable energy generation is unstable due to external environmental conditions. In distributed power systems with two or more sources, a stable output can be achieved with the complementary power supply among the different input sources. In this paper, a double-input DC-DC converter with a wide-input-voltage-range is proposed for renewable energy generation. This converter has the following advantages: the circuit is simple, and the input voltage range is wide and the fault tolerance is excellent. The operation modes and the steady-state analysis are examined. Finally, experimental results are illustrated to verify the correctness of the analysis and the feasibility of the proposed converter.
본 논문에서는 새로운 형태의 부스트 입력방식의 공진형 AC/DC 컨버터를 제안하였다. 제안된 컨버터는 교류 전원측의 역률개선과 컨버터 출력전압을 동시에 제어하는 단일단 역률 개선방식으로써 전류 연속모드 펄스폭 변조방식을 통해 99%의 고역률을 얻을 수 있으며, 변압기 누설 인덕턴스와 공진 커패시터간의 공진을 이용하여 영전압스위칭을 구현할 수 있기 때문에 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 제안된 컨버터의 이론적 고찰을 위해 각 모드별 전류로를 통해 동작을 설명하였으며, 정상상태에서의 DC해석을 이용한 공진특성 분석을 하였다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 유효성 확인을 위해 입력 $120[V_AC],\; 출력\; 48[V_DC],\; 4[A]\; 200[W]$급 프로토타입 컨버터를 제작하였으며 실험을 통해 얻은 결과를 제시함으로써 이를 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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