This paper presents the design of acoustic resonance free and over current limit during transient state consideration electronic ballast for 1.5kW Metal-Halide Lamp(MHL) that employs frequency modulation (FM) technique. The proposed ballast consists of a Full-Bridge(FB) rectifier, a passive power factor correction (PFC) circuit, a full-bridge inverter, an ignitor using LC resonance and a control circuit for frequency modulation. The frequency modulation technique is the most effective solution to eliminate acoustic resonance among other technique. It spreads power spectrum of lamp to reduce the supplied power spectrum under the energy level of eigen-value frequency. Moreover, the proposed ballast is simple and cost effective above conventional ballast. A new PFC circuit is proposed which combines with LCD type and PCSR filter. A new PFC circuit has higher PF and lower THD than conventional LCD type and secure high reliability. Finally, to protected switching components in transient state, the surge current into ballast is limited by increase the switching frequency. Performance of the proposed ballast was validated through computer simulation using Pspice, experimentation and by applying it to an electronic ballast for a prototype 1.5kW MHL.
As the demands of LCD and PDP TV are increasing, the high performance HVICs(High Voltage Gate Driver ICs) technology is becoming more necessary. In this paper, we designed the HVIC that has enhanced noise immunity and high driving capability. It can operate at 500KHz switching frequency and permit 600V input voltage. High-side level shifter is designed with noise protection circuit and schmitt trigger. Therefore it has very high dv/dt immunity, the maximum being 50V/ns. The HVIC was designed using $1{\mu}m$ BCD 650V process and verified by Spectre and PSpice of Cadence inc. simulation.
계통연계형 태양광 발전 시스템은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양 전지부와 발생 전력을 계통에 연계하는 진력변환장치로 크게 나눌 수 있다. 또한 전력변환부는 승압용 컨버터부와 DC전력을 AC로 변환하는 인버터부로 구성된다. 종래 인버터의 주회로 방식은 저주파 트랜스나 고주파 트랜스를 사용하는 방식이 채러되었으나, 최근 이러한 방식에 비해 소형 경량화가 기대되는 트랜스리스 방식이 많이 연구되고 있다. 본 논문의 승압부는 2상 부스트 컨버터를 이용하여 입력 전류와 출력 전압의 리플을 줄여, 각 전력 소자의 전압 스트레스를 줄이고, 입력 리액터를 소형화한다. 그리고, 인버터 부의 출력 고조파 성분을 저감하기 위해 정현파 PWM에서 얻어진 스위칭 시간을 기본값으로 하여 푸리에 급수로 유도한 PWM 스위칭 시간을 채택하였고, PSpice를 이용하여 변환기의 동작을 시뮬레이션하여 그 유효성을 검증하였다.
전력전자학회 1998년도 Proceedings ICPE 98 1998 International Conference on Power Electronics
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pp.648-653
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1998
The conventional three-phase rectifier with bulky LC output filter has been widely used in the industry because of its distinctive advantages over the active power factor correction rectifier such as simple circuit, high reliability, and low cost. Over than 0.9 power factor can be achieved, which is acceptable in most of industry applications. This rectifier, however, is not easy to use for high power density applications since the LC filter is bulky and heavy. To solve this problem, a new simple rectifier is presented in this paper. By eliminating the bulky LC filter from the conventional diode rectifier without losing most of the advantages of the conventional rectifier, very high power density power conversion with high power factor can be achieved. Operation principle and design considerations are illustrated and verified by Pspice simulation and experimental results from a prototype of 3.3 kW rectifier followed by 100KHz zero voltage switching full bridge PWM converter
고속 아날로그 시스템,위성통신시스템, video signal processing 및 processing 및 optical fiber interface 회로등에서 높은 전자이동도로 인하여 고주파 툭성이 우수한 GaAs 연산 증폭기는 필수적인 구성 요소이다. 하지만, 낮은 전달컨덕턱스 및 low frequency dispersion등의 현상 때문에 높은 전압이득을 얻을 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 GaAs MESFETfmf 이용한 증폭기의 이득을 증가시키기 위한 기법을 비교분석하고 기존의 전류미러와 새로운 구성의 전류 미러를 설계하여 회로의 안정화를 꾀하였다. 높은 차동전압이득을 얻기 위하여 단일 증폭기의 bootstrap 이득증가기법을 이용하여 차종입력 회로를 구성하였으며, 회로의 안정도 및 우수한 주파수 특성을 얻기 위하여 common mode feedback을 사용하였다. Pspice를 통한 시뮬레이션 결과 설계된 회로의 이득이 18.6dB 향상되었고 안정도 및 주파수 특성면에서 우수함을 확인할 수 있었다.
This paper presents a high-power electronic ballast for a metal-hallide lamp(MHL) that employs frequency modulation(FM) technique to eliminate acoustic resonance(AR). The proposed ballast consists of a full-bridge rectifier, a power factor correction(PFC) circuit, a full-bridge(FB) inverter, an ignitor using LC resonance and an FM control circuit. Whereas a manual PFC provides advantages in terms of high reliability and low cost for constructing the circuit, it is difficult to supply a stable voltage because of the output voltage ripple that occurs with a period of 120Hz. Although the ballast can be designed with a small size and a light weight if it is driven at a switching frequency between 1 and 100 kHz, AR will occur if the eigen-value frequency of the lamp coincides with the inverter's operation frequency. The operation frequency was modulated in real time according to the output voltage ripple to compensate for the variation in power supplied to the lamp and eliminate AR. Performance of the proposed technique was validated through numerical analysis, computer simulation using PSPICE and by applying it to an electronic ballast for a prototype 1kW MHL.
본 논문에서는 Buck Converter 동작 원리를 Full -Bridge Inverter에 적용한 전자식 안정기를 제안하였다. 전자식안정기는 EMI 필터, 수동 PFC, Full-Bridge Inverter로 2-stage로 구성되어 있다. PFC는 신뢰성 확보를 위해 수동 PFC를 사용하였다. Full-Bridge Inverter는 High Side와 Low Side 스위치의 구동 주파수를 각각 고주파와 저주파로 구동하여 Buck Converter의 동작을 구현 하였다. 램프를 저주파수 구형파로 구동하여 음향공명현상을 피하게 되었으며, 고주파수 스위칭으로 인덕터의 부피를 줄였다. 제안한 방법은 시뮬레이션과 실험을 통해 증명하였다.
In this paper, two configurations of PV array are analyzed and tested under shading condition, where two configurations are series-parallel and total-crass-tied configuration. Each photovoltaic module is emulated by two 5 inch po1y-crystalline cells in series and an array is constructed by connecting 24 of the modules to compare a generated maximum power of the two configurations. Pspice and Sun simulator. PASAN IIIb, are used for simulation and experiment to test the array under various partial shading conditions. Test results show the total-cross-tied configuration generates 7.63% higher maximum power than the series-parallel configuration, and it is well matched to the analysis and simulations of the two configurations.
Colpitts VOC(Voltage Controlled Oscillator)의 새로운 모델링을 제시하였다. 일반적으로 VOC의 해석에는 2차원 모델이 사용되고 있는데 본 논문에서는 3차원 모델을 사용하였다. 이는 수학적으로 정확함은 물론 실제적으로도 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 잇점은 실제의 VOC는 콜피츠 발진회로에 기초한 것이며 이는 3차원 시스템이기 때문이다. 모델링은 선형 근사법으로 시작하여 HBM(harmonic balance method)에 의하여 비선형 해석으로 접근하였다. 이 해석에서는 시스템의 출력에 영향을 주는 발진과 함께, 겹쳐서 나타나는 시프팅 바이어스라는 새로운 모드의 존재를 드러내었다. 더우기 해석의 성과는 발진 주파수의 변화를 시도하고자 할 때 발진기의 피라미터를 변화시키는 유용한 과정을 추출하였다. 시뮬레이션으로 이를 확인하고 개인용 휴대전화기에 사용될 GaAs MESFET VCO 실제회로에 적용시켜 본 결과 매우 잘 일치하였다.
The AMR(automatic meter reading) system has been increasingly and widely used for its efficient and intelligent management, which is a technology that automatically collects consumption data from a water meter or energy metering device. The digital meter instead of the mechanical meter should be used in the system. Up to now, various types of sensor to measure the water flow rate have been used in the digital water meter, for example, reed switch, photo IR approximate sensor, ultrasonic sensor, electromagnetic sensor, etc. In this paper, a new sensing technology, where a variable capacitor and digital circuit were used for sensing the water flow rate, was proposed. The circuit was designed and verified by Pspice simulation. And a PCB board for the circuit was fabricated. After then, a prototype of digital water meter using a variable capacitor to measure the water flow rate was fabricated. The function tests of the fabricated digital water meter were performed, and it was found that the meter worked properly. Since the new technology has much better properties in terms of cost and power consumption compared to conventional technologies, it should be one of the major digital water meter technologies in the future.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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