본 논문은 GSM(Global System for Mobile communications)에서 주로 사용되는 Offset-PLL(Phase Locked Loop) 방식을 사용하여 낮은 위상 잡음과 빠른 위상 고정 시간, 우수한 불요파 특성을 갖는 주파수 합성기를 설계 제작하였다. 제안된 주파수 합성기의 구조는 3번의 주파수 하향 변환을 통해 낮은 위상 잡음 갖도록 하였으며, 높은 주파수 해상도를 갖도록 세 개의 offset 주파수중 최종 offset 주파수를 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용하여 생성하였다. 또한, 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있도록 DAC(Digital to Analog Converter)를 사용하였다. DAC 사용에 따른 위상 잡음 열화를 줄이기 위해 DAC 노이즈 제거를 위한 필터를 설계하여 성능을 개선하였다.
본 논문은 FPGA의 언어 중 하나인 Verilog HDL을 사용한 100 kHz 스위칭의 3-레벨, 2-레벨 SVPWM 기법을 구현에 대한 것이다. 인버터에 주로 사용되는 IGBT소자의 경우 주로 20 kHz 근방에서 스위칭 주파수를 가진다. 최근 차세대 전력 반도체 소자의 연구 개발로 100 kHz 이상의 스위칭을 구현하여 전력변환기를 소형화하고, 고조파의 주입에 따른 여러 가지 새로운 알고리즘의 적용이 가능하게 되었다. IGBT를 이용하는 기존의 시스템에서는 DSP를 이용한 제어가 이루어지는 것이 통상적이나, 100 kHz 스위칭을 위한 제어기 구성으로는 FPGA를 이용한 제어기의 적용이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 FPGA를 사용하여 2-레벨 인버터와 3-레벨 인버터에 적용되는 SVPWM의 이론과 FPGA 구현에 대하여 설명하고 SVPWM의 출력 파형을 통해 구현 성능을 확인한다. 한편, 본 논문에서는 3-레벨 인버터에서 SVPWM 구현 시 기존의 방식에서 반송파 2개를 사용하는 방법을 대신하여 반송파 1개만을 사용하는 기법으로 3-레벨 SVPWM을 구현한다.
본 논문에서는 휴대기기용 DC-DC 부스트 컨버터를 설계하였다. 제안하는 DC-DC 부스트 컨버터는 1MHz의 스위칭 주파수로 구동되며, 인덕터, 출력 커패시터, MOS 트랜지스터 등으로 이루어지는 파워단 부분과 보호회로단, 컨트롤블럭단으로 구성하였다. CMOS magnachip $0.18{\mu}m$ 공정을 이용하여 SPICE 모의실험을 통하여 동작을 확인하였고, 칩을 제작하여 모의실험결과와 비교 분석하였다. 설계된 컨버터는 3.3 V 입력 전압 조건에서 출력전압 4.8 V 가 나타났고, 출력전류 95 mA 로 기존의 25~50 mA보다 큰 출력을 얻었다.
최근 Si기반 전력반도체의 물성적 한계로 인해 스위칭 반도체의 발전 속도가 떨어지고, 더 이상의 성능향상을 기대하기 어려운 실정이지만 Si기반보다 우수한 물성을 가진 SiC 기반 전력반도체가 개발되고 있다. 하지만 실제 시스템에 적용하기 위해서는 아직 뚜렷한 방법이 제시되지 못하고 있다. SiC기반 전력반도체의 시스템 설계에 대한 타당성과 솔루션을 제안하기 위하여, 1kW급의 DC-DC컨버터를 설계 및 제작하고 스위칭 주파수, 듀티비, 전압, 전류의 변화 조건 속에서 Si기반 전력반도체와 실험을 통해 비교 분석하였다. 각 시스템 부하별 입․출력을 통한 효율을 분석 및 Si MOSFET 대비 SiC MOSFET의 우수한 스위칭 성능을 확인하였고, 이를 통해 동일한 구동 조건에서 SiC MOSFET의 우수성을 검증하였다.
본 논문은 고주파 유도가열용 전원에 사용되는 VVVF기능을 내장한 시분할 방식 고주파 공진 인버터 회로를 제시하였다. 제안한 인버터는 종래의 전압형 하프 브릿지 직렬 공진 인버터를 단위 인버터로 하여 이 단위 인버터 3개를 입력전원에 병렬로 접속하여 스위칭 주파수의 3배의 출력 주파수를 얻을 수 있으며, 또, 인버터 내부에 VVVW 기능을 부여하여 출력전압.주파수를 제어 할 수 있고 ZVS 기능도 가지고 있다는 특징을 가지고 있다. 회로의 해석은 정규화 파라메타를 도입하여 범용성 있게 기술하였고, 인버터 특성을 스위칭 주파수, Phase-Shift의 위상차각($\phi$) 변화와 제 파라메타에 따라 특성평가를 행하였다. 실험을 통해 이론해석의 타당성을 검증하였으며, 향후 유도가열 웅용, DC-DC 컨버터 등의 전원 시스템에 웅용 가능성을 보여주고 있다.
Due to the high efficiency and compact mechanical structure, direct drive variable speed generators are used for power conversion in wind turbines. The wind energy conversion system (WECS) considered in this paper consists of a permanent magnet synchronous generator (PMSG), uncontrolled rectifier, dc-dc boost converter controlled with maximum power point tracking (MPPT) and adaptive hysteresis controlled voltage source inverter (VSI). For high utilization of the converter's power capability and stabilizing voltage and power flow, constant DC-link voltage is essential. Step and search MPPT algorithm which senses the rectified voltage ($V_{DC}$) alone and controls the same is used to effectively maximize the output power. The adaptive hysteresis band current control is characterized by fast dynamic response and constant switching frequency. With MPPT and adaptive hysteresis band current control in VSI, the DC link voltage is maintained constant under variable wind speeds and transient grid currents respectively.
The bidirectional boost-buck chopper type AC voltage regulator is presented in this paper. The main characteristic of the AC chopper is the fact that it generates an output AC voltage larger or lower than the input AC one, depending of the instantaneous duty-cycle. Boost-buck chopper type AC voltage regulator, derived from the DC chopper modulated method, is a kind of direct AC-AC voltage converter and has many advantages: such as fast response speed, low harmonics and high power factor. It adopts high switching frequency AC chopper technique and can do wide range step less AC voltage regulation.
In this paper, proposed circuit proposes that Active-Clamp-Circuits basis of a current-fed inverter linked type high frequency resonant dc-dc converter of conventional. and the paper the most of characteristics of the reduced high voltage stress main switches with active clamp circuits and output current constant with the resonant part consists of L, C resonant tank circuit. Also, the capacitor (C$_1$, C$_2$) connected in switches are a common using by resonance capacitor and ZVS capacitor. and circuit analysis used state equation of each part modes. Also we conform a rightfulness theoretical analysis by comparing a parameters values and simulation values obtained from simulation using Power MOS-FET as switching devices.
In this paper a prototype of high frequency heating power supply system based on the high frequency heating principle is designed to take the place of acupuncture, moxibustion, warm dressing treatment and some other traditional physical therapy methods. Which possess the advantages of low cost, convenient, easy operation and good effect. The high frequency heating power supply can generate a pulse voltage of more than 1KV with 300KHz switching frequency to heat the patient's skin. The skin temperature can reach to $41{\sim}42^{\circ}C$. The peak current control method is used to maintain the skin temperature in the designed range. The design of the main circuit is based on the flyback converter topology. An easier and practical design method is proposed in this paper. The power supply system prototype is verified to be stable and reliable by both the simulation and experimental results.
This paper presents a boost circuit topology driving in high - frequency It solves the problem which arised from hard-switching in high-frequency using a period of resonant circuit and operating under the principle of ZCS turn-on and ZCZVS turn-off commutation schemes. In the existing circuit, it has the high voltage and current stress in free- wheeling diode. But in the proposed circuit, it has voltage and current stress which is lower than voltage and current stress of existing circuit with modifing a location of free-wheeling diode. In this paper, it explained the circuit operation of each mode and the waveform of each mode. Also the experiment results compare the voltage and current stress of free-wheeling diode in the existing circuit with the voltage and current stress of that in the proposed circuit. Moreover, it compares and analyzes the proposed circuit's efficiency with the existing circuit's efficiency according to the change of load current.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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