• 제목/요약/키워드: Semiconductor switches

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단방향 경로 스위칭 링을 위한 경로 제어 스위치 소자 (A Path Control Switch Chip for an Unidirectional Path Swithced Ring)

  • 이상훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권8A호
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    • pp.1245-1251
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    • 1999
  • 1.25Gb/s 처리용량의 디지털 신호들의 경로를 제어하는 스위치 소자가 COMPASS 툴로 설계되었고 0.8$\mu\textrm{m}$ CMOS 게이트 어레이로 LG 반도체에서 제작되었다. 이 소자는 초고속국가망의 전송노드 역할을 하는 SDH 전송 시스템에서 디지털 종속신호들의 자기복구동작을 가능하게 한다. 본 논문에서 제안한 경로 제어 스위치 소자는 SDH 선형 전송망과 단방향 링과 같은 환형 전송망에도 적용 가능한 구조로 설계되었다. 경로 제어 스위치 소자의 자기복구동작은 스위치내의 데이터 레지스터에 저장된 설정 데이터들을 변경시킴으로 이루어진다. SDH 전송시스템에의 적용시험 결과, 이 소자는 임의의 광선로 장애 시 즉시 복구가 가능함을 보여 주었으며 BER 10-11~10-12 정도로 양호하게 동작됨이 검증되었다. 2개의 동일한 혹은 그 이상의 스위치를 병렬구조로 구성하면 2.5Gb/s 혹은 그 이상의 처리용량도 얻을 수 있다.

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싸이리스타 소자의 직렬연결형 고전압 스위치스택 개발 (Development of High Voltage Switch Stack with Thyristors Stacked in Series)

  • 손윤규;오종석;장성덕;조무현;노성채
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 F
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    • pp.2597-2600
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    • 1999
  • Semiconductor devices can be series stacked for the application of high voltage switching. It can provide high reliability and long lifetime by the safe design with a reasonable margin. The equal voltage distribution at solid-state switches in series should be guaranteed. Static and dynamic voltage division, over current protection must be considered carefully in the design stage. A fast switching thyristor is a good candidate for the high power pulse applications. A high voltage switching module is designed and tested. Its specifications are working voltage of 70 kV, switching pulse width of 120${\mu}s$, peak switching current of 220A, maximum repetition rate of 200pps. The module can be series connected to get higher working voltage. This paper presents the design details and the test results are compared with expected circuit simulations.

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Improvement of Output Linearity of Matrix Converters with a General R-C Commutation Circuit

  • Choi, Nam-Sup;Li, Yulong;Han, Byung-Moon;Nho, Eui-Cheol;Ko, Jong-Sun
    • Journal of Power Electronics
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    • 제9권2호
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    • pp.232-242
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    • 2009
  • In this paper, a matrix converter with improved low frequency output performance is proposed by achieving a one-step commutation owing to a general commutation circuit applicable to n-phase to m-phase matrix converters. The commutation circuit consists of simple resister and capacitor components, leading to a very stable, reliable and robust operation. Also, it requires no extra sensing information to achieve commutation, allowing for a one-step commutation like a conventional dead time commutation. With the dead time commutation strategy applied, the distortion caused by commutation delay is analyzed and compensated, therefore leading to better output linear behavior. In this paper, detailed commutation procedures of the R-C commutation circuit are analyzed. A selection of specific semiconductor switches and commutation circuit components is also provided. Finally, the effectiveness of the proposed commutation method is verified through a two-phase to single-phase matrix converter and the feasibility of the compensation approach is shown by an open loop space vector modulated three-phase matrix converter with a passive load.

CAN(Controller Area Network) 통신을 지원하는 차량용 지능형 파워 스위치를 위한 임베디드 시스템 (Embedded System with Controller Area Network(CAN) for Intelligent Power Switches in Automobiles)

  • 김선우;장용준;박준상;노원우
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제17C권1호
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    • pp.129-134
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    • 2010
  • IPS(Intelligent Power Switch)는 내부에 논리 회로를 포함한 반도체 스위치 소자로, 논리 회로를 통한 부하의 능동적 제어를 가능하게 함으로써 기존의 차량 내 적용된 퓨즈 및 릴레이 소자를 대체할 스위칭 소자로서 각광받고 있다. 이러한 IPS의 능동적 역할을 활용하기 위해서는 각 IPS 소자를 제어할 수 있는 제어 시스템과 각 소자 및 시스템을 연결하기 위한 통신 시스템이 마련되어야 한다. 따라서 본 논문은 IPS 소자를 사용한 제어 회로 및 제어 알고리즘을 제안하고, 차량용 통신 시스템으로 널리 사용되는 CAN 프로토콜을 사용한 각 소자와 시스템 간의 통신 시스템을 제안한다.

Robust Control of Current Controlled PWM Rectifiers Using Type-2 Fuzzy Neural Networks for Unity Power Factor Operation

  • Acikgoz, Hakan;Coteli, Resul;Ustundag, Mehmet;Dandil, Besir
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권2호
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    • pp.822-828
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    • 2018
  • AC-DC conversion is a necessary for the systems that require DC source. This conversion has been done via rectifiers based on controlled or uncontrolled semiconductor switches. Advances in the power electronics and microprocessor technologies allowed the use of Pulse Width Modulation (PWM) rectifiers. In this paper, dq-axis current and DC link voltage of three-phase PWM rectifier are controlled by using type-2 fuzzy neural network (T2FNN) controller. For this aim, a simulation model is built by MATLAB/Simulink software. The model is tested under three different operating conditions. The parameters of T2FNN is updated online by using back-propagation algorithm. The results obtained from both T2FNN and Proportional + Integral + Derivate (PID) controller are given for three operating conditions. The results show that three-phase PWM rectifier using T2FNN provides a superior performance under all operating conditions when compared with PID controller.

X-Band 6-Bit Phase Shifter with Low RMS Phase and Amplitude Errors in 0.13-㎛ CMOS Technology

  • Han, Jang-Hoon;Kim, Jeong-Geun;Baek, Donghyun
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권4호
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    • pp.511-519
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    • 2016
  • This paper proposes a CMOS 6-bit phase shifter with low RMS phase and amplitude errors for an X-band phased array antenna. The phase shifter combines a switched-path topology for coarse phase states and a switch-filter topology for fine phase states. The coarse phase shifter is composed of phase shifting elements, single-pole double-throw (SPDT), and double-pole double-throw (DPDT) switches. The fine phase shifter uses a switched LC filter. The phase coverage is $354.35^{\circ}$ with an LSB of $5.625^{\circ}$. The RMS phase error is < $6^{\circ}$ and the RMS amplitude error is < 0.45 dB at 8-12 GHz. The measured insertion loss is < 15 dB, and the return losses for input and output are > 13 dB at 8-12 GHz. The input P1dB of the phase shifter achieves > 11 dBm at 8-12 GHz. The current consumption is zero with a 1.2-V supply voltage. The chip size is $1.46{\times}0.83mm^2$, including pads.

하이브리드 Cascade 5-레벨 PWM 인버터를 이용한 정지형 무효전력 보상기의 동작특성 (Operating Characteristics of Static Var Compensator Using Hybrid Cascade 5-level PWM Inverter)

  • 최남섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2002년도 춘계종합학술대회
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    • pp.318-321
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    • 2002
  • 본 논문에서는 고전압 대용량 응용에 적합한, 하이브리드 cascade 5-레벨 PWM 인버터를 이용한 정지형 무효전력보상기가 제안된다. 또한, 제안된 시스템을 회로 DQ 모델링하고 이로부터 시스템의 중요한 동작특성을 해석하고 각종 관련 식들을 유도한다. 제안된 무효전력보상기는 대용량으로 구성 이 가능하고, 대용량-저주파 스위칭을 하는 GTO와 소용량-고주파 스위칭을 하는 IGBT등 서로 다른 종류의 스위치를 섞어 사용하는 하이브리드 구성의 장점을 가지므로 전력반도체 스위치의 활용도를 극대화 할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 정지형 무효전력보상기의 회로구성과 특성이 설명 및 해석되고, 이를 PSIM 회로 시뮬레이션으로 그 동작특성 해석의 타당성을 입증한다.

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입력 전원 외란 상황에서의 신경회로망 기반 전류 보상기를 이용한 매트릭스 컨버터의 출력 전류 개선 (Improving the Output Current of Matrix Converter under Abnormal Input Voltage Conditions using a Neural Network Compensator)

  • 이은실;박기우;이교범
    • 전력전자학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.199-206
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    • 2010
  • 매트릭스 컨버터는 3상의 입력 전원이 전력용 반도체 스위치의 제어를 통해 3상의 부하에 직접 연결되는 에너지 변환 장치이다. 에너지 저장을 위한 직류단이 없어 매트릭스 컨버터의 입력 전류는 부하 전류와 스위치 상태에 직접 의존한다. 그러므로 불평형 또는 왜곡된 입력 전압은 원치 않은 출력 고조파 전류의 원인이 된다. 본 논문에서는 매트릭스 컨버터의 입력 전원 외란 상황에서 출력 전류를 개선하는 신경회로망 기반 전류 보상기를 제안한다. 제안된 기법 타당성과 유효성을 시뮬레이션과 실험을 통해 증명한다.

A Novel IPT System Based on Dual Coupled Primary Tracks for High Power Applications

  • Li, Yong;Mai, Ruikun;Lu, Liwen;He, Zhengyou
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권1호
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    • pp.111-120
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    • 2016
  • Generally, a single phase H-bridge converter feeding a single primary track is employed in conventional inductive power transfer systems. However, these systems may not be suitable for some high power applications due to the constraints of the semiconductor switches and the cost. To resolve this problem, a novel dual coupled primary tracks IPT system consisting of two high frequency resonant inverters feeding the tracks is presented in this paper. The primary tracks are wound around an E-shape ferrite core in parallel which enhances the magnetic flux around the tracks. The mutual inductance of the coupled tracks is utilized to achieve adjustable power sharing between the inverters by configuring the additional resonant capacitors. The total transfer power can be continuously regulated by altering the pulse width of the inverters' output voltage with the phase shift control approach. In addition, the system's efficiency and the control strategy are provided to analyze the characteristic of the proposed IPT system. An experimental setup with total power of 1.4kW is employed to verify the proposed system under power ratios of 1:1 and 1:2 with a transfer efficiency up to 88.7%. The results verify the performance of the proposed system.

Sliding Mode Control for Current Distribution Control in Paralleled Positive Output Elementary Super Lift Luo Converters

  • Kumar, Kuppan Ramash;Jeevananthan, Seenithangam
    • Journal of Power Electronics
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    • 제11권5호
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    • pp.639-654
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    • 2011
  • This paper presents a Current Distribution Control design for Paralleled Positive Output Elementary Super Lift Luo Converters (PPOESLLCs) operated in Continuous Conduction Mode using a Sliding Mode Controller (SMC). Manipulating the higher current requirement of the load through the paralleling of POESLLCs, results in a current inequality. This is mainly due to dissimilarities in the power semiconductor switches and circuit components used in POESLLCs, which may lead to converter failures. In order to balance the proper load current sharing and the load voltage regulation of PPOESLLCs, a SMC is developed. The SMC is designed for the inherently variable-structured of POESLLCs by using the state-space average based model. The static and dynamic performance of the developed controller with PPOESLLCs is validated for its robustness to perform over a wide range of operating conditions through both a laboratory prototype and MatLab/Simulink models, which are compared with a Proportional-Integral (PI) controller. Theoretical analysis, simulation and experimental results are presented to demonstrate the feasibility of the developed SMC along with the complete design procedure.